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

Изобретение относится к вычислительной технике, а именно к способам преобразования угла поворота в код, и может быть использовано при создании автоматизированных информационны и управляющих систем с цифровыми вычислительными машинами. Известны способы преобразования угла поворота вала в цифровой код, основанные на преобразовании угла поворота вала в синфазные напряжения переменного тока, преобразовании син фазных напряжений последовательно в сигналы синусоидального напряжения, фаза первого из которых линейно связана с углом поворота, а фаза второго - с дополнением до 360, и сравнения фаз сигналов l . Недостатком указанных способов является большое время преобразования в диапазоне углов от 0°до 360 . При этом, время преобразования в зна чительной степени определяется длите нбстью переходных процессов после пе реключения сигнала на входе фазосдви гающей цепи в устройствах, реализующих указанный способ. Наиболее близким к предлагаемому техническим решением является спосо основанный на преобразовании угла по ворота вала в синфазвпле -напряжения переменного тока, амплитуды которых пропорциональны синусу и косинусу угла поворота, преобразовании синфазных напряжений последовательно в системы синусоидального напряжения, фаза первого из которых линейно связана с углом поворота, а фаза второго с дополнением угла поворота до 360°, в котором, кроме того, фиксируют момент перехода первого сигнала через 1нуль, подают опорный сигнал в момент окончания зоны нерабочих углов, подают импульсы фиксированной частоты, фиксируют момент перехода второго сигнала через :нуль и прекращают подачу импульсов фиксированной частоты, подсчитывают импульсы фиксированной частоты, число которых пропорционально углу поворота вала 2. Недостатком этого способа преобразования является ограничение эоны рабочих углов, в которой возможно преобразование (датчик неполнооборотен). Кроме того, выработка в соответствии со способом опорного сигнала требует дополнительной аппаратуры. Цель изобретения - расширение диапазона преобразования (расширение

ЗОНЫ рабочих углов до 360 ), без ухудшения быстродействия.

Поставленная цел достигается тем, что в способе преобразования угла поворота вала в код, основанном на преобразовании угла поворота вала в синфазные напряжения переменного тока, поочередном преобразовании синфазных .напряжений в синусоидальные напряжения, фаза первого из которых линейно связана с углом поворота,..а фаза второго - с дополнением до 360 фиксации моментов перехода через нуль первого и второго синусоидальных напряжений, определении интервала между ними, заполнении его высокочастотными импульсами, которые подсчиГыва1Ьтся, и определении промежуточного кода в момент прохождения первого синусоидального напряжения через нуль задерживают фиксацию момента перехода через нуль второго синусоидального сигнала на заданный интервал - интервал времени, который заполняют заданным количеством импульсов, фиксируют момент прохождения через нуль второго синусоидаль.ного напряжения, сравнивают его с опорным сигналом и по результату сравнения формируют сигнал, которым корректируют промежуточный код и по лучают выходной Код.

Задержка фиксации момента перехода через нуль второго синусоидальног напряжения позволяет исключить влияние переходных процессов, вызванных переключением сигнала на входе фазосдвигающей цепи, на результат преобразования. После синусоидального напряжения через строго определенное и всегда постоянное время, достаточное для окончания переходных процессов, формируется сигнал разрешения фиксации момента перехода через нуль второго синусоидального напряжения.

Возможны два случая момента перехода через нуль второго синусоидального напряжения. В первом случае момент перехода через нуль второго синсоидального напряжения наступает после времени задержки и подсчитанное . число импульсов пропорционально углу поворота вала. Во втором случае момент перехода через нуль второго синусоидального напряжения наступает во время задержки, тогда съем высокочастотных импульсов прекратится после момента перехода через нуль второ го синусоидального напряжения в следующем периоде. В этом случае подсчитанное число импульсов требует коррекции.

На чертеже представлена блок-схема преобразователя угла поворота вала в кед.

Преобразователь включает синуснокосинусный вращающийся трансформатор (СКВТ) 1, переключатель 2 входов фазосдвигающей цепи, фазосдвигакхцую

цепь 3, формирователь 4 строб-импульсов , устройство 5 блокировки, элемент 6 И, генератор 7 импульсов высокой частоты, двоичный счетчик 8, схему 9 коррекции.

При запитке синусоидальным напряжением первичной обмотки СКВТ 1, на вторичных обмотках трансформируются сигналы переменного тока, амплитуды которых пропорциональны синусу и косинусу угла поворота ротора относительно статора.

Эти сигналы поступают на переключатель входов фазосдвигающей цепи 2, имеиций два положения и соответственно два вида подключения вторичных обмоток к входам фазосдвигающей цепи 3. В з.ависимости от положения переключателя входов 2 на выходе фазосдвигающей цепи 3 формируются сигналы синусбидального напряжения, фаза первого из которых пропорциональна углу поворота вала, а фаза второго - дополнению до 360°.

Сигналы синусоидального напряжения с выхода фазосдвигающей цепи 3 поступают на формирователь 4 строб-импульсов, который вырабатьлвает в момент пе-. рехода синусоидального сигнала через нуль от отрицательных к положительным первый или второй строб-импульсы. По первому строб-импульсу устройство 5 блокировки формирует сигнал, по которому элемент б И, разрешает прохождение импульсов высокой частоты с генератора 7 импульсов высокой частоты на вход двоичного счетчика 8, и который поступает также на переключатель входов фаэосдвигающей цепи 2 для переключения вторичных обмоток. Одновременно устройство 5 блокировки блокирует прохождение последующих стробимпульсов .

Двоичный счетчик 8, подсчитывающий количество импульсов высокой частоты, по определенному количеству импульсов N вырабатывает сигнал разблокировки, поступающий на устройство 5 блокировки. Количество импульсов N определяется из условия:

N7/T-,

где Т - время окончания переходных процессов после .переключения вторичных обмоток; f - тактовая частота импульсов

высокой частоты.

После снятия блокировки по второму строб-импульсу, поступающему с формирователя 4 строб-импульсов через устройство 5 блокировки на элемент 6 И, прекращается поступление импульсов высокой частоты на вход двоичного счетчика 8. Второй строб-импульс поступает также на переключатель входов фазосдвигающей цепи 2 для переключения входов фазосдвигающей цепи в исходное положение. Второй строб-импульс поступает та же на блок 9 коррекции для сравнения с сигналом опорной фазы и вырабатывает сигнал коррекции числа импульсо зафиксированных в счетчике 8. В результате в счетчике 8 фиксируется код/ пропорциональный углу поворота вала. Использование предлагаемого спосо ба преобразования угла поворота вала в код позволяет расширить диапазо преобразования угла до 360 при сокращении аппаратурных затрат на 10-15 Благодаря этому расширилась область использования преобразователей с промежуточным преобразователем в . фазу и переключением обмоток датчика без ухудшения их быстродействия, что позволяет сократить расходы на проектирование специализированных преобразователей угла поворота вала в код, используемых в цифровых следящи системах и автоматизированных системах управления. Формула изобретения Способ преобразования угла поворота вала в код, основанный на преобразовании угла поворота вала в синфазные напряжения переменного тока, поочередном преобразовании синфазных напряжений в синусоидальные напряжения, фаза первого из которых линейно связана с углом поворота, а фаза второго - с доп(Л1нением до 360 , фиксации моментов перехода через нуль первого и второго синусоидальных напряжений, определении интервала между ними, заполнении его высокочастотными импульсами, которые подсчитываются, и определении промежуточного кода, отличающийся тем,. что с целью расширения диапазона преобразования, в момент прохождения первого .синусоидального напряжения через нуль задерживают второй синусоидальный сигнал на заданный интервал времени, который заполняют заданным количеством импульсов, фиксируют момент прохождения через нуль второго синусоидального напряженияj сравнивают его с опорным сигналом и по результатам сравнения формируют сигнал, которым корректируют промежуточный код и получают выходной код. Источники информации принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 407367, кл. Q 08 С 9/00, 1971. 2.Авторское свидетельство СССР tt 607249, кл. (5 08 С 9/0, 1974 /прототип).