Преобразователь углового положения вала в код Советский патент 1980 года по МПК G08C9/04 

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛОВОГО ПОЛОЖЕНИЯ ВАЛА В КОД

Изобретение относится к автоматик и вычислительной технике и может быт использовано в системах автоматического управления с медленно меняющими ся параметрами, а также в качестве измерительного и индикаторного устро ства. Известны устройства, содержащие опорный источник переменного тока,ре шающее устройство,компаратор,счетчик, схему умножения частоты, преобразующие угол поворота ротора вращаю щегося трансформатора в цифровой код и работающие по принципу динамической компенсации ТГ. Схема умножения частоты, используемая в подобных преобразователях, при низкой частоте питающего напряжения достаточно громоздка и требует тщательного подбора элементов. Известен преобразователь углового положения вала в код, содержащий сель син , первичная обмотка которого подключена к источнику напряжения питания, а вторичные обмотки через последовательно соединенные выпрямитель и переключатель - к одному из входов первого компаратора, второй вход которого соединен с источником напряжения питания, а выход которого соединен с одним из входов триггера, выхой генератора импульсов соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом триггера, второй компаратор, вход которого соединен с источником на- . пряжения питания, а выход - с одншл из входов второго элемента И, выход которого соединен с другим входом триггера, блок грубого измерения, входы которого соединены со вторичными обмотками сельсина и первым выходом блока управления, а выходы соединены с перекгазчателем и счетчиком, один из входов блока управления соединен с источником напряжения питания, а второй выход блока управления соединен с другим входом второго элемента И, третий выход блока управления, соединен со входом Уст. О счетчиха М . в известном устройстве для получения i(u const необходимо иметь источник переменного тока и генератор импульсов со стабилизированными частотами w и f, что на практике по отношению к ы ие всегда возможно. Цель изобретения - устранение указанных недостатков и повышение точности работы устройства. Поставленная цель достигается за счет того, что в преобразователь углового положения вала в код, содержащий сельсин, первичная обмотка которого подключена к источнику напряжения питания, а вторичные обмотки через последовательно соединенные выпрямитель и переключатель - к одному из входов первого компаратора, второй вход которого соединен с источником напряжения питания, а выход соединен с одним из входов триггера, генератор импульсов, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом триггера, второй компаратор, вход которого соединен с источником напряжения питания, а выходс одним из входов второго элемента И, выход которого соединен с другим входом триггера, блок грубого измерения, входы которого соединены со вторичными обмотками сельсина и первым выходом блока управления, а выходы соединены с переключателем и счетчиком, один из входов блока управления соединен с источником напряжения питания, второй выход управления соединен с другим входом второго эле И, третий выход блока управлени соединен со входом Уст.О счетчика, введены третий и четвертый элементы И и реверсивный счетчик, выход и вход Уст.О которого соединены с другим входом и третьим выходом блока управ ления, а информационные входы - с вы ходом первого элемента И и выходом третьего элемента И, один из входов которого соединен с выходом генерато ра импульсов, а другой - с четвертым выходом блока управления, к которому подключен один из входов четвертого 3|Лемента И, другой вход которого под ключен . к выходу второго компаратора, а выход четвертого элемента соединен с информационным входом счетчика, На чертеже изображена структурная схема устройства. Преобразователь угол-код содержит сельсин 1, вторичные обмотки которог непосредственно соединень с блоком 2 грубого измерения и через выпрямитель 3 -с переключателем 4. Источник 5 питания соедине.н с первичной обмоткой сельсина 1, входами компараторов 6 и 7, входом блока 2 и блок 8 управления. Второй вход компаратора 6 соединен со входом переключате ля выход компаратора 7 - с одним из входовэлемента И 9 и одним из входо элемента И 10, вйход элемента И 9 со входом Уст. 1 триггера 11, а выход элемента И 10 - со входом счет чика 12. Вход Уст. О триггера 11 со единен с выходом компаратора б. Гене ратор импульсов 13 соединен с одним из входов.элемента И 14 и одним из вхбдов элемента И 15. Выходы элементов И 14 и 15 подключены к прямому .и

781864 обратному входам реверсивного счетчика 16, выход которого соединен со входом блока 8, Выход триггера 11 соединен с другим входом элемента И 14. Выходы блока 2 подключены к переключателю 4 и входу старших разрядов счетчика 12. Выходы блока 8 управления соединены с другими входами элементов И 9, 10 и 15, входом блока 2 и входами Уст. О счетчика 12 и реверсивного счетчика 16. . Входные и выходные фазные напряжения сельсина 1 поступают в блок 2 грубого измерения. В зависимости от соотношения фаз напряжений блок 2 формирует код грубого отсчета угла поворота оси сельсина с дискретностью бО°и потенциал управления.переключателем 4, который подключает на вход компаратора б одно из трех выпрямленных фазных напряжений сельсина, соответствующее синусной зависимости напряжения от угла поворота в диапазоне 0-60°. На другой вход компаратора 6 поступает напряжение питания сельсина. В момент равенства сравниваемых напряжений компаратор б вырабатывает импульс, устанавливающий триггер 11 в состояние О. Импульсы, сформированные компаратором 7 из напряжения питания .сельсина в момент его перехода через О при положительном градиенте, через элемент И 9 поступают на вход Уст. 1 триггера 11. Когда триггер 11 нахо дится в состоянии 1, импульсы с генератора 13, проходя через элемент И 14, поступают на прямой вход реверсивного счетчика 16 и формируют в нем код, пропорциональный углу поворота оси сельсина 1 в диапазоне изменения угла 0-60°. Работа преобразователя синхронизируется выходными сигналами блока 8 уг115авления, следующими с периодом кратным периоду питающего напряжения. Цикл преобразования начинается с Приходом импульса Уст. О с блока 8 на счетчики 12, и 16. Второй входной импульс блока 8поступает на блок 2 и заносит код грубого отсчета в старшие разряды счетчика 12. Одновременно по второму импульсу блока 8 производится подключение ко входу компаратора 6 определенного напряжения сельсина с выпрямителя 3. Третий выходной сигнал блока 8 подается на элемент И 9 на время, необходимое для прохождения п выходных импульсов компаратора 7 на вход триггера 11. За время прохождения одного импульса с компаратора 7 код в реверсивном счетчике увеличится на N импульсов - N. 1г.и Ы РО-А i-3bO° а за время прохождения п импульсов в реверсивном счетчике 16 накопится код и V. . , - П-ГЭ- УОгде f - частота колебаний источни ка питания} fJ. - частота импульсов генерат ра; ctj-p 1рдд- угол поворота оси сельсин соответственно в градусах и радианах. Четвертый сигнал блока 8 подается на элементы И 10 и 15 на время Т гр п 2)60°- г.и В течение этого времени импульсы генератора 13 через элемент И 15 поступают на обратный вход реверсивного счетчика 16. Считывание продолжается до тех пор, пока в последнем разрезе реверсивного счетчика не появится 1. За это время импульсы компаратора 7, пройдя через элемент И 10, сформируют в счетчике 12 код младших разрядов угла об - N (ос) Таким образом, код угла в счетчик 12 не зависит от соотнесения частот генератора 13 и источника 5 питания. Количество разрядов реверсивного счетчика 16 выбирается достаточным для того, чтобы при прямом счете в его последнем разряде не могла воз,никнуть 1. 1 на выходе последнег разряда счетчика 16 возникает при об ратном счете вслед за нулевым состоянием счетчика. Появление, 1 в. последнем разряде реверсивного счетчика служит логическим сигналом окон чания цикла преобразования для бло ка 8. Преимуществами предлагаемого прео разователя по сравнению с известными являются исключение, влияния на точность преобразования несинхронности частот генератора импульсов и источника напряжения питания и повышение точности за счет уменьшения случайной составляющей статической инструментальной погрешности методом усред нения результата. Формула изобретения Преобразователь углового положени вала в код, содержащий сельсин, первичная обмотка которого подключена к йс вчнкк напрШЖнйя питанй:яV ричные обмотки через последовательно соединенные выпрямитель и переключатель ,-. к одному из входов первого компаратора, второй вход которого соединен с источником напряжения питания, а выход соединен с одним из входов Триггера, йыход генератора импульсов соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом триггера, второй компаратор, вход которого соединен с источником напряжения питания, а выход - с одним из входов второго элемента И, выход которого соединен с другим йходом триггера, блок грубого измерения, входы которого соединены со вторичными обмотками сель сина и первым выходом блока управления, а выходы соединены с переключателем и счетчиком, один из входов блока управления соединен с источником напряжения питания, второй выход блока управления соединен с другим входом второго элемента И, третий выход блока управления соединен со входом Уст. О счетчика, о т л и ч а го-щ и и с я тем, что, с целью повышения точнОСти преобразования, в него введены третий и четвертый элементы И и реверсивный счетчик, выход и вход Уст. О которого соединены с другим входом и третьим выходом блока управления, а информационные входы - с выходом первого элемента И и выходом трётьего элемента И, один из входов которого соединен с выходом генератора импульсов, а другой - с четвертым выходом блока управления, к которому подключен один из входов четвертого элемента И, другой вход которого подключен к выходу второго компаратора, а выход четвертого элемента соединен с информационным входом счетчика. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент Франции № 2254155, кл. Н 03 К 13/02, G 01 В 7/30, G 01 О 5/12, 1976. 2.Авторское свидетельство СССР № 428427, кл. G 08 С 9/04, 1972 (прототип).

781864