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

Изобретение отнесите я к области ав тематики и вычислительной техники. Известны преобразователи угла поворота вала в код, содержащие синусно-косинусные (СК) датчики, соединенные с входным коммутатором, выходы которого соединены через усилители с переключателем квадрантов, блок управления, блок сравнения, преобразователь код-напряжение и аппроксимирующий узел l .. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является многоканальный преобразователь угла поворота вала в код, которуй содержит СК-датчики подключенные через входной коммутатор и развязывающие усилители к коммутатору октантов, соединенному со входом де- кодирующегю преобразователя код-напряжение, со входом регистра октантов, с одним из входов- блока сравнения и с одним из входов распределительного блока, Второй выход распределительного блока через регистр управления и декодирующий преобразователь код-напряжение подключен К другому вход,- блока сравнения, выход которого подключен к регистру октантов и регистру управления, BIOK признака отсчета подключен к регистру управления. Входы блока автоматической синхронизации подключены к выходам )азных усилителей, а его выход соединен со входом распределительного блока 2 . Наличие усилителей на входе коммутатора октантов, где производится определение фаз напряжений обмоток СК-датчика и сравнение их по амплитуде; на/шчие декодирукщего преобразователя только в одной цепи сигнала СК-датчика приводит к снижению точности известных преобразователей. Целью изобретения является повышение точности преобразователя. Поставленная цель достигается тем, что в многоканальном преобразователе угла поворота вала в код входной коммутатор соединен с коммутаторомквадрантов, первый выход которого соединен со входом распределительного блока, а вто- 373 рой и Третий выходы через соответствующие развязывающие усилители соединены с третьим входом декодирующетх преобразователя, другой вход блока сравнения соединен с нулевой шиной. Многоканальный преобразователь угла поворота вала в код построен по принципу поразрядного взвешивания на основе компенсационной схемы, в которой в ка- чесТве измеряемого и опорного напряжени гспопьзуются синусное и косинусное напр жения СК-датчика, Такое построение схемы позволяет упростить схему преобразователя и тем самым повысить точность его работы. На фиг, 1 представлена структурная схема многоканального преобразователя угпа поворота вала в код; на фиг. 2 амплитудная характеристика СК-датчика, а также рабочие участки синусоидального напряжения, используемые для преобразования. Многоканальный преобразователь угла вала в код содержит: СК-датчики I, вход ной коммутатор 2, коммутатор квадрантов 3, декодирующий преобразователь 4, распределительный блок 5, блок сравне шя 6, развязывающие усилители 7. СК/датчики 1 подключены к входному коммутатору 2 и к коммутатору квадрантов 3. квадрантов через раз вязывающи.е усилители 7 подсоединены не посредственно к декодирутацек у гфеобразователю 4 код-напряжение, который подключей к блоку сравнения 6. Второй вход блока сравнения 6 заземлен. Распределительный блок .5 подключен к коммутатору квадрантов 3 и к декодирующему преобразователю 4. Коммутатор квадрантов 3 содержит согласующие масштабные усилители 8 на входе блока упр.авления 9 электронными ключами и электронные ключи 1О. Декодирующий преобразователь 4 содержит Л -разрядный регистр управления 11, электронные ключи разрядов 12, ре- аисторный делитель напряжения 13 и выходные элементы 14. Распределительный блок 5 задает режим работы преобразователя и содержит регистр квадрантов 15, блок сннхроттезацин 16, блок 17 формирования кода двух старших разрядов , распределитель импульсов 18, обеспечивающий поразрядное уравновешивага-ie. Рабага преобразователя делится на .два этапа: 6 1.Определение квадранта; 2.Определение октанта и поразрядное кодирование в пределах октанта. Для нахождения квадранта кодируемого угла поворота в предлагаемом преобразователе используется один такт кодирования, которым определяется фаза синусного и косинусного напряжений СК-датвдка, Напряжения с синусной и косинусной об- моток одновременно поступают на входы согласующих масштабных усилителей 8 коммутатора квадрантов 3 и входы электронных ключей 10. Вход блока управления 9, где определяется база синусного и косинусного напряжений, соединен с выходом регистра квадрантов 15 распределительнаго блока 5, где запоминается полярность напряжений обмоток СК-датчика. . Регистр квайрантов 15 вырабатывает сигнал, поступающий на блок управления 9 коммутатора квадрантов 3. Блок управления 9 переключает электрО1таые ключи 10 таким образом, что в зависимости от фазы синусного и косинусного напряжений эти нап- ряжения с выхода электронных ключей 10 поступают на прямой или инверсный входы развязывающих усилителей 7. На выходе развязывающих усилителей 7, которые подключены непосредственно к входам электронных ключей разрядов 12, управляющих резисторным делителем напряжения 13 декодирующего преобразователя 4, напря синусной и косинусной обмоток СКдатчика находится в противофазе (см. фиг. 2), что необходимо для правильной работы предлагаемого преобразователя. Выход регистра квадрантов 15 соединен с входом блока 17 формирования кода двух старших разрядов , выходной сигнал которого характеризует квадрант угла поворота СКТ-датчика. В момент перехода через нуль положительного напряжения питания СК-датчика блок синхронизации 16 распределительного блока 5 вырабатывает импульс, запускающий распределитель импульсов 18, который вырабатывает П тактов кодирования, необходимых для нахождения октанта и поразрядного уравновешивания в пределах октанта. Блок синхронизации 16 вырабатывает также эталонные частоты и импульс синхронизации с учетом фазовых сдвигов выходных напряжений различных типов СК-датчиков .относительно питающего напряжения датчиков, что обеспечивает временное согласование работы логических узлов предлагаемого преобразователя и уравновешивание измеряемого напряжения в момент достижения рабочих участков синусоидального напряжения (см. фиг. 2). Первым тактом, поступающим с распределитепя импульсов 18, триггер старшего разряда регистра управления 11 и электронный ключ разряда 12 декодирующего преобразователя 4 устанавливаются в состояние, коммутирующее положительный- полупериод напряжения, а остальные разряды декодирующего преобразователя 4 устанавливаются в cocTOj me, коммути;рующее отрицательный полупериод напряжения СК-датчика. Эти напрядения через электронные ключи разрядов 12 поступают на вход резисторного делителя напряжения 13 и при равенстве напряжений на выходе резисторного делителя напряжений 13 формируется нулевой потенциал, который поступает на один из входов блока .сравнения 6. Другой вход блока сравнени : 6 подключен к нулевой шине предлагаемо ,го преобразователя. Если амплитуда положительного полупериода напряжения больше амплитуды напряжения отрицательного полупериода, то на выходе резисторного делителя нап,ряжения 13 формируетгся амплитуда напряжения положительного полупериода. Ана логично формируется амплитуда напряжени отрицательного попупериода. .Выходное напряжение декодирующего преобразователя 4 поступает на вход бло ка сравнения 6 и сравнивается в нулевым потенциалом, поступающим на второй вхо блока сравнения; блок сравнения 6 вырабатывает на И -такте кодирования импульс, управляющий Триггером п. -разряда регистра управления 11 и отключает этот разряд декодирующего преобразователя 4 из процесса уравновешивания при условии UQ п (-о-.П - выходное напряжение декодирующего преобразователя). При Ua.n . О блок сравнения 6 импульс управления не вырабатывает и п - разряд декодирующего преобразователя 4 участвует в процессе уравновешивания. В результате преобразования на регистре управления 11 установится код угла поворота СК-датчика, который считывается с выходных элементов 14, управляемых регистром управления 11. В предлагаемом многоканальном преобразователе по сравнению с известным подключение обоих выходов коммутатора квадрантов непосредственно к декодирующему преобразователю код-напряжение позволит повьтсить точность преобразования .угол-код. В известном же устройстве декодирующий преобразователь код-на;пряжение расположен только в одной цепи синусного (ичли косинусного) сигнала цепи СК-датчика, что приводит к дополнительной погрешности преобразователя Формула изобрете Многоканальный преобразователь угла поворота вала в код, содержащий синусно косинусные датчики, соединенные с входным коммутатором, коммутатор квадрантов, вход которого соединен с первым выходом распределительного блока, второй выход которого соединен, с вхо дом декодирующего преобразователя, выход которого соединен с одним из входов блока сравнения, выход блока сравнения соединен с вторым входам декодарующего преобразователя, отличающийс я тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в нем входной коммутатор соединен с коммутатором квадрантов, первый выход которого соединен со входом распределительного блока, а второй, и третий выходы через соответствующие раэвязывающие усилители соединены с третьим входом декодирукАцего преобразователя, другой вход блока сравнения соединен с нулевой шиной. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР NO 367442, кл. Q 08 С 9/04, 1970. 2.Авторское свидетельство СССР N 328493, кл. Q 08 С 9/04, 1970 (прототип).