Преобразователь угла поворота вала в код Советский патент 1979 года по МПК G08C9/00 

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА

В КОД ляющими входами коммутаторов и входами синхронизации реверсивного счетчика- и блока преобразования синусоидальных напряжений в прямоугольные напряжения, другие входы которого соответственно соединены с выходами синусно-косинусного датчика угла и выходом реверсивного счетчика, выходы блока преобразования синусоидальных напряжений в прямо5пгольные напряжения соединены со входами второго дополнительного и основных коммутаторов, выходы функциональных делителей напряжения соответственно подключены к входам блока управления счетчиком, выход которого соединен со входами соответствующих разрядов реверсивного счетчика. На фиг. 1 изображена функциональная схема предлагаемого преобразователя; на фиг. 2 - структурная схема комбинированного реверсивного счетчика; на фиг. 3 поясняется работа преобразователя. Преобразователь содержит (см. фиг. 1) синусно-косинусный датчик 1 угла, выходы которого соединены со входами блока 2 преобразования синусо идальных напряжений в прямоугольные напряжения, выходы которого соедине .ны со входами основных 3 и дополнительного 4 коммутаторов. Выходы ком таторов 3 через функциональные деяи. тели 5 напряжения соединены со входами блока 6 сравнения и блока 7 управления сче.тчиком. Выход блока 6 сравнения через фазовый детектор 8 соединен со счетным входом реверсивного счетчика 9 (см. фиг. 2), выполненного на основе сдвигающего регистра 10 и сумматора 11. К выходу реверсивного счетчика 9 подключен вход другого дополнительного коммута тора 12, вход блока 2 преобразования синусоидальных напряжений в прямоугольные напряжения и управляющие входы функциональных делителей 5 напряжения. Выход коммутатора 4 соеди нен с опорным входом фазового детектора 8. Генератор 13 импульсов через синхронизатор 14 соединен с управляющими входами коммутаторов 3, 4, 1 и 15 и входами синхронизации реверси ного счетчика 9 и блока 2 преобразов ния синусоидальных напряжений в прям угольные напряжения (см. фиг. 1 и 2) включающего переключатели 15, фазосдвигатели 16 и схемы 17 управления Блок 17 управления счетчиком (см. фиг. 2) включает вычитающий усилитель 18, инвертор 19, диОды 20, схемы 21 сравнения и делитель 22 напряжения. Блок 7 управления совместно со счетчиком 9 образуют комбинированный реверсивный счетчик (см. фиг. 2). Преобразователь работает следующим образом. В блоке 2 преобразования синусоидальных напряжений в прямоугольные напряжения входные напряжения сдвигаются на 90 и из каждой пары напряжений коммутацией выбираются участки 45°-135° и 225°-315 при сложении этих участков из двух синусоидальных . напряжений образуется практически прямоугольное напряжение (см. фиг. 3 эпюры а, б, в). Дальнейшее преобразование напряжения в код ведется из прямоугольного напряжения, которое обеспечивает непрерывное управление комбинированным реверсивным счетчиком на протяжении всего периода. В блоке 2 напряжения синусно-косинусного датчи.- ка 1 угла, поступившие на его вход сдвигаются на 90 фазосдвигателями 16. Напряжения питания м и выходные на- пряжения sitid и V cosoL,, где ci. - угол поворота датчика 1 угла поступают на схему 17 управления, где из них вырабатываются прямоугольные импульсы (эпюра 2), которые управляют переключателями 15. Таким образом, из синусоидального напряжения формируется напряжение почти прямоугольной формы (эпюра в). В схеме 17 управления формируются также импульсы двойной длительности, которые управляют работой фазового детектора 8 (эпюра д). С выхода фазового детектора 8 на комбинированный реверсивный счетчик 9- поступает сигнал направления счета. Выходные напрянония функциональных делителей 5 напряжения синуса и косинуса поступают на вычитающий усилитель 18, который работает в пи нейном режиме и вместе с инвертором 19 и диодами 20 формируют абсолютное значение разности напряжений IA.U1На входы схем 21 сравнения поступают постоянные; потенциалы с делителя 22 нарряжения и |ли . В зависимости от величины открывается часть схем 21 сравнения и их выходное напряжение поступает сразу на несколько входов младших разрядов накопительного сумматора 11, в результате чего большое рассогласованне отрабатывается сразу за несколько так. тов. При больших: углах рассогласовани (порядка 180 ) вел гчина &,t мала, так как она изменяется по закону сину са, и отработка будет вестись медлен- но. Поэтому при переключении блока 2 преобразования синусоидальных напряжений в прямоугольные напряжения с синхронизатора 14 на сдвигак тций регистр 10 поступает импульс записи, после которого поочередно на вхо ды старших разрядов накопиа ельного сумматора 11 начинают поступать импульсы. Первый импульс поступает на вход второго .разряда /вес , втсЦ рой - на вход 3 разряда,/вес 45 / и т.д. в результате чего за 3-4 такта обработка переносится на прямолинейный участок синусоиды, на котором включаются схемы 21 сравнения, ведущие управление по младшим разрядам. Таким образом, в предлагаемом устрой стве применение комбинированного реверсивного счетчика, отрабаты вает больцте рассогласования за число тактов,равное числу разрядов, электронных ключей и блоков преобразовани синусоиды, исключающих потерю управления комбинированным реверсивным счетчиком, обеспечивает повышение точности и высокое быстродействие, которое на порядок выше, чем время обновления кодаугла. Это позволяет при кобавлении электронных ключей и бло ков преобразования синусоидальных напряжений в прямоугольное 1 использовать один преобразователь для формирования кода угла из напряжений нескольких синусно-косинусных датчиков угла. Формула изобретения Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий синусно-косинусный 356 датчик утла, коммутаторы, выходы которых через функциональные депитэпн напряжения соединены со входами бло ка сравне1гая, выход которого через фа- зовый детектор соединен со счетным входом реверсивного счетчика, выход которого соединен с управляющими входами функциональных делителей напряжения, генератор импульсов, о т л и ч аю щ и и с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей преобразователя, в него введены блок преобразования синусоидальных напряжений в прямоугольные напряжения, синхронизатор, блок управления счет. чнком и дополнительные коммутаторы, выход первого из которых соединен с выходом реверсивного счетчика, выход второго - с опорным входом фазового детектора, выход генератора импульсов через синхронизатор соединен с управляющими входами коммутаторов и входами синхронизации реверсивного счетчика и блока преобразования синусоидальных напряжений в прямоугольные напряжения, другие входы которого , соответственно, соединены с выходами синусно-косинуоного датчика угла и выходом реверсивного счетчика, выходы блока преобразова- ния синусоидальных напряжений в прямоугольные напряжения соединены со входами второго дополнительного и ос- новных коммутаторов, выходы функциональных делителей напряжения соответственно подключены к входам блока управления счетчиком, выход которого соединен со входами соответствующих разрядов реверсивного счетчика. Источники информации принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 408357, кл. GO8 С 9/О4, 1971. 2.Зверев Л, Е. и др. Преобразователи угловых перемещений в цифровой код, 1974, с. 143 (прототип).

сФЛНс ,НК .2

а

.Mt

OJt

Cfjt

I-I rnEH