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

- Пзобретеппе отшн-ится к области автоматики и 1я 1Ч11с,1ите.1ьиой техники, в частности к ripeo6 ni:i JuaTe.;iHM аналоговой величины Fi кол. и можгт быть использовано, для связи ар|алоговых источников .1нформации с цифровым вычислительным устройством.

Известны преобразователи угла поворота вала в код, содержащие датчик угла, подключенный к блоку формирования кода, в которых датчик гла работает в режиме пульсируюндто поля. Выход датчика угла подключен к блоку формирования кода, сод,ержа1цему несколько каскадно включенных ступеней, предназначенных для последовательного, уменьшения зоны вычисляемого угла поворота. В каждой ступени используются элементы для вычитания из угла фиксированных опорных углов решением тригонометрических тождеств 1|.

Недостатком таких преобразователей является сложность и невысокая разрешаюнхая способность.

Известны также преобразователи угла поворота вала в код. в которых выход датчика угла подключен к блоку преобразования модулированных но амплитуде выходных сигналов датчика угла в модулированные по фазе синусоидальные сигналы. Выход этого блока подключен к блоку прсобра-. зования временных интервалов в код |2 .

Недостатком этих преобразователе) является отсутствие сигнализации об измеисНИИ кода при изменении углового положения. Измерение каждого Последуюн1его значения угла производится независимо от пред1 1душих. Перед каждым носледующим измерением код предыдущего измерения стирается.

Наиболее близким техннческим рен1ением к данному изобретению является преобразователь угла поворота вала в код, содержащий последовательно включенные генератор импульсов, делитель частоты, б.юк пиtaния, синусно-косинусный датчик угла, фазосдвигающую цепочку, компаратор и формирователь импульсов приращения фазы, другие входы которого соединены с выходами разрядов делителя частоты, и реверсивный счетчик 3.

Недостатком этого преобразователя является низкая точность, вызванная погрешностями блока питания, сдвига по фазе вывходных напряженитй синусно-косйнусного датчика угла по сравнению с входными напряжениями, аддитивные погрешности фазосдвигающей цепочки и компаратора. Целью изобретения является повышение точности преобразователя. Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь угла поворога вала в код введены блок синхронизации и дополнительные последовательно соединенные фазосдвигаюшая цепочка, компаратор и формирователь импульсов приращения фазы, другие входы которого подключены к выходам раз-. рядов делителя частоты, а выходы формирователей импульсов приращения фазы через блок синхронизации подключены к входам реверсивного счетчика. В предложенном преобразователе полностью исключается фазовая нестабильность блока питания и входящих в него фильтров, а также фазовая нестабильность на частоте несушей выходных сигналов синусно-косинусного датчика по отношению к входным сигналам. Погрешности фазосдвигающих цепочек и компараторов значительно умень щаются и определяются относительным изменением параметров фазосдвигающих цепочек и компараторов. Структурная схема преобразователя пред ставлена на чертеже. Преобразователь содержит последовательно включеиные генератор импульсов 1, делитель частоты 2, блок питания 3, синусно-косинусный датчик 4, фазосдвигающую цепочку 5, компаратор б и формирователь 7 импульсов приращения фазы, вход которого соединен с выходом разрядов делителя 2 частоты. Выходы синусно-косинусного датчика 4 через последовательно включенные дополнительные фазосдвигающую цепочку 8 и компаратор 9 подключены к дополнительному формирователю 10 импульсовприращения фазы, другие входы котбрбго соединены с выходамиразрядов делителя 2 частоты. Выходы формирователей 7 и 10 через блок 1 1 синхронизации подключены к реверсивному счетчику 12. .-. V.- .,--..-.--. ..,.;.,.f , :. - .---s,...-..-.. . ,...,,,. . Б,лрк И синхронизации предназначен для разделения импульсов, поступающих одновременно на ходы сложения (или вычитания) реверсивного счетчика и для взаимного- исключения импульсов, поступающих од 10вре ИН1Го па разные входы реверсивного счетчика. Блок 1 1 синхронизации состоит из элементов И 13 и 14. элементов 15 и 16 задержки, элементов ИЛИ 17 и 18, элемента И 9, формирователя 20, элементов 21 и 22 задержки и элементов 23 и 24 запрета. Преобразователь работает следующим образом. Генератор 1 импульсов формирует непрерывную последовательность импульсов, поступающих через делитель 2 частоты в блок 3 пиtaния, где вырабатывается синусоидальный, сигнал для питания синуснокосинусного датчика 4. Модулированные по амплитуде в функции угла поворота выходные сигналы синусно-косинусного датчика 4 поступают на фазосдвигающие це почки 5 и 8, где вырабатываются постоянные по амплитуде синусоидальные сигналы, которые сдвигаются по фазе в разные сторонь от нач альногр положения пропорционально углу поворота датчика 4. В компараторах 6 и 9 вырабатываются импульсы в моменты перехода синусоидальных сигналов через нуль при положительном градиенте. При неизменном угле поворота датчика 4 ход делителя 2 частоты в моменты формирования импульсов компаратором 6 (или 9) будет также неизменен. При изменении угла поворота датчика 4 код делителя 2 частоты в моменты формирования импульсов одним из компараторов, например компаратором 6, будет увеличиваться, а в моменты, формирования,импульсом другим компаратором 9 будет уменьшаться. К формирователям 7 и 10 импульсов приращения фазь подключены младщие разряды делителя 2 частоты. При изменении угла поворота выходные импульсы компараторов 6 и 9 перемещаются в разные стороньг относительно кода младших разрядов делителя 2 частоты. В формирователях 7 и 10 вырабатываются импульсы приращения сдвига фазы. При положительном изменении угла поворота выходные импульсы формирователей 7 и 10 поступают на входы элемента ИЛИ 17. На входе элемента ИЛИ 18 импульсы отсутствуют. Вь1ходные импульсЪ элемента 17 через последовательно включенные элемент 21 задержки.и элемент 23 запрета поступают на вход сложения реверсивного счетчика 12, а выходные импульсы элемента 18 через последовательно включенHbie элемент 22 задержки и элемент 24 запрета поступают на вход вычитания реверсивного счетчика 12. Для исключения погрешности при совпадении входных импульсов элементов 17 и 18 введены элементы И 13 и 14 и элементы 15 и 16 задержки. Два совпадающих входных импульса элемент ИЛИ, например, элемент 17, воспринимает как один импу.льс, при этом срабатывает соответствующий элемент И 13 и через элемент 15 задержки выходной импульс элемента И 13 поступает на третий вход элемента ИЛИ 17. В результате предложенное устройство имеет вдвое большую разрешающую способ ность по сравнению с прототипом. При смещении выходных импульсов компаратора 6 и 9 в одном и том же направлении, что может быть вызвано фазовой нестабильностью блока 3 питания, синусно.косинусного датчика 4, фазосдвигаю1цих цепочек 5, 8 и компараторов 6, 9, выходные