Преобразователь угла поворота вала в код Советский патент 1980 года по МПК G08C9/04 

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники, может быть использовано в системах управления с цифровой обработкой информации. Известен преобразователь угла поворота вала в код, кбторый содержит датчик угла поворота вала, выходы которого соединены со входами компараторов и входами ключей, выходы которых соединены со входами демодулятора. Выходы компараторов соединены со входами дешифратора, выход которого соединен с управляющими входами ключей И блока преобразования напряжения в код, к другому входу которого подключен выход демодулятора. Выход блока преобразования напряжения в код через последовательно соединенные вычитающее устройство и блок умножения подключен ко вхо ду реверсивного счетчика (1. Однако этот преобразователь имеет недостаточную точность воспроизведения угл9 вргццеиия, обусловленную ошибкой интегрирования, имеющей накапливающий ся характер и достигающей максимального значения на углахЯ-2ПЙ. (где RsO, 1, 2, . . .), соответствующих пЪлному обороту объекта. Ошибка в первом приближении имеет линейный закон воарао тания, в зависимости от угла вращения. Дисперсия ошибки интегрирования (6 цнт.) линейно зависит от угла вращения объекта 6 ИНТ. f(2)M-., где М - постоянный коэффициент. Ошибка интегрирования имеет периодический характер при сбрасывании реверсивного счетчика один раз за оборот. Этот недостаток ухудшает точностные характеристики преобразователя при воспроизведении угла вращения. Цель изобретения - повышение точности преобразователя. Это достигается тем, что в прообразователь угла поворота вала введен преобразователь кода в код, входы которого подключены к выходам комтрчторов, а выходы соединены со входпми соответствующих разрядов реверсивного счотчикя. Ila чертеже предстаЕшена структурная схема преобразователя угла поворота вала в код. Выходы датчика 1 угла поворота вал например сельсина-датчика, соединены со входами компараторов 2 и входами ютюче 3, выходы которых соединены со входами демодулятора 4, Выходы компараторов 2 соединены со входами дешифратора 5, вы ход которого соединен с управляющими вх дами ключей 3 и входами блока njpeo6pa зования напряжения в код 6, к другому входу которого подключен выход демодулятора 4. Выход блока 6 прзобразования напряжения в код через последовательно соединенные вычитающее устройство 7 и блок 8 умножения, под ключей ко входу реверсивного счетчика 9. Входы преобразователя 10 кода в код подключены к выходам компараторов 2, а его выхо-: ды - к входам соответствующих разрядов реверсивного счетчика 9, Преобразователь угла поворота вала в код работает следующим образом. Напряжения, снимаемые с фазнытс об моток сельсин-датчика 1, в зависимос;чк от угла поворота оС, изменяются по синусоидальному закону. Эти напряженяЕ Уд . UB I (с являются переменными с час тотой напркжекий питания (возб1Т{саения) модулированные по амплитуде по синусе идальному (или косинусоидалькому, в за висимости от того, что выбрано за начало отсчета) закону углом поворота зала (вращающегося объекта), причем пространственного сдвига обмоток: синхронизации сельсин-датчика 1 (12О ) Соответственно закон модуляции Б каждой фазе имеет один и тот же ха зактер, только со сдвигом в 120 . Фазные напряжения поступают на входы компефаго. ра 2 и электронных ключей 3. На ком параторах 2 напряжениях Уд . UB и DC сравниваю гея попарно между собой и с нулевым уровнем. В момент равенства огибающие фазных напряжений имеют максимальную крутизну и поэтому на углах оС - ЗО К получается наибольшая точность фиксации угловых п(эложе НИИ ротора, то есть выделяются 12 секторов с большой точностью фиксации их границ, в пределах ксторьгх определяется внутрисекторное значение кода угла с помощью блока 6 преобразования на- пряжения в код. Сравнением мгновенных значений фазных напряжений получаются импульсные последовательйости. Формируемый из каждой последовательности строб несет информацию с высокой точностью фиксации о передних и задних границах 30 -х секторов, причем передний фронт строба определяет как пегхэд- inoKi границу ЗО -го сектора, так и зад-. нюю предыдущего сектора, а задний фронт - переднюю другого 30 - го сектора и з., предшествующего ему соответственно. Пряг-яоугольные импульсные псхглоцовательносги в компара- торах, 2 следуют с частотой питающей сети, фе.за которых несет информаиклО о моментах сравнения. Стробь с выхода компараторов 2 поступа:ют на вход гд.е шифратора 5, с выхода которого формК руется сигнал упрагшения злектронньду к ключами 3 и 3HaKGi. оипилярного капркжештя блока G прес-бразования ния в код. Электрсаными ключами 3 выбирается соотвегствующая пара фаамыл: нагфяжений в зазисямост. от сигн- э с дешифратора 5. Демодулятором из выбранной пары напряжений выделяется огибающая, из которой преобразователь 6 лапрях ения в код формирует код угла в предетгах ЗО -х секторов. Знак входного биполярного напряжения преобразО ваталя 6 напряисения в код определяется сигналом с дешифратора 5. В пределах 30 -X секторов огибающая соответствующих напряжений близка к линейнок закону (2% ошибка отклонения синусоидального напряжения компенсируется соответ cтвyю, вь.-.бором сетки резисторов). Напряже.ьиа на входе блока 6 преобразования напряжения в код изменяется по пилообразному закону в пределах полно™ го оборота Бмла. Код амплитудного зна - пилообразного напряжения с вьгсода блока 6 преобразов чння напряжения в код поступает на В5;:оц вычитающего уст«ройства 7, которое формирует единичные приращения вычитакне1 { двух последова-. тельных во аременн коцов. Единичные приращения поступают на вход блока 8 умножения, которьзй служит для преобра зевания единичных приражекий умножением на опредвлетшь-й коэффициент мх последовательности для пог учения апоично« го кода W на зыхоце реверсивного счег чика 9. Так как на выходе компзрагорз 2 получаются стробы с высокой точносгьк фиксации фронтов, то представлкегся пер, спективным испольэозать данное ирелыу--щество и для коррекции показаний ревер- сивного счетчика 9 в процессе iifjecGpa зевания утла поворота вала в код. Коррекция осуществляется с помощь блока 10 образования кода в код, который осущес вляет сброс реверсивного счетчика 9 н ввод соответствующего кода авенадцать раз за оборот {TQ есть при прохождении границы каждого сектора). Так как стробы с выхода компараторов 2 однозначно определяют кажоый сектор, то блок преобразования кода в jKoa формирует на выходе код, соответст вующий определенному ЗО°-ому сектору, а реверсивный счетчик 9 осуществляет суммирование (или вычитание в зависимости от направления вращения) приращений с выхода блока 8 умножения с 30 -го сектора кодом соответствующего На выходе реверсивного счетчика 9 получается параллельный двоичный код угла поворота вала. Блок 1О преобразования кода в код легко реализуется на обычных логических схемах или на базе постоянного запоминающего устройства. Предложенный преобразователь угла поворота вала в ход обладает высокой точностью преобразования угла вращения вала в код за счет значительного шенкя ошибки интегрирования, эффсхтив7ной коррекции показаний реверсивного счетчика 9 в пределах полного оборота вала. Достигается уменьшение ошибки ин тегрирования приблизительно в 1:2 раз, что соответственно леньшает ошибку воспроизведения угла вращения. В предложенн ми преобразователе обеспечивается точная фиксация границ 30°-х секторов. Формула изобретения Преобразовг тель угла поворота вала в код отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в него введен блок преобразования кода в код, входы которого соединены с выходами компараторов, а выходы - со входами соответствующих разрядов реверсивного счетчика. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Заявка № 2362876/18-24, 1976, М., кл. G О8 С 9/О4, по которой принято решение о выдаче авторского свидетельства.