Преобразователь угла поворота валаВ КОд Советский патент 1981 года по МПК G08C9/04 

Изобретение относится к автомати ке и вычислительной технике и может 6irfTb использовано в системах переда чи данных на вход ЦВМ. Известно устройство, содержащее синусно-косинусный вращающийся трансформатор (СКВТ), синусная и ко нусная обмотки которого через .двоиную фазосдвигающую цепочку, компараторы и схему ИЛИ соединены с первым входом триггера, а обмотка возбуждеиия через третий компаратор со вторым входом триггера, причем .выходы триггера подключены соответ.ственно через дифференцирующую цепочку к. одному из входов схемы совпадения и через вентиль - ко входу счетчика, а выход второго компаратора через последовательно соединенные схемы задержки и совпадения. к преобразователю код-код, установленному, на выходе счетчика СП. Недостатки этого устройства - сл ность конструкции и низкая надежность, обусловленная использованием нестабильных элементов: элемента (линии) задержки и дифференцирукпцей цепочки. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее синусно-косинусный датчик угла (СКДУ), выходы которого через фазосдвигающую цепь соединены с амплитудными компараторами синусного и косинусного каналов, выходы которых через . элемент ИЛИ подключены к одному из входов первого триггера и к одноименным входам второго и третьего триггеров, другие входы которых соединены с выходами амплитудных компараторов синусного и косинусного каналов, а выходы - с другими входами первых двух элементов И, и третий элемент И, входы которого подключены к выходам первого триггера и генератора тактовых импульсов, а выход - к счетному входу счетчика, выходы разрядов

которого соединены с соответствующими входами преобразователя кода 21.

Это устройство обладает большой надежностью по сравнению с указанным уанее за счет исключения нестабильных элементов, но также сложно в конструктивном отношении.

Цель изобретения - упрощение преобразователя при сохранении его высокой надежности.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий синусно-косинусный вращающийся трансформатор, обмотка воз0уждения которого соединена с источником питания, а синусная и косинусная обмотки соединены через фазосдвигающую цепь со входами первого и второго компаратотов, выходы которых соединены с первыми входами первого и второго элементов соответственно, выходы которых соединены со входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом триггера, вход третьего компаратора сое :щнен с источником питания, а выход - со вторым входом триггера, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И, выход генератора тактовых импульсов соединен с вторым входом третьего элемента И, выход которого соединен через счетчик с первым входом блока преобразования кодов, выход первого элемента И соединен со вторым входом блока преобразования кодов, а выход второго элемента И соединен с пере- менным входом блока преобразования кодов, выходы которого соединены с выходами преобразователя, выход триггера соединен со -вторыми первого и второго элементов И, а выход второго элемента И соединен с третьи входом блока преобразования кодов.

На чертеже показана структурная схема предлагаемого устройства.

Преобразователь угла поворота вала в код содержит синусно-косинусный вращающийся трансформатор 1, выходы которого через фазосдвигающую цепь 2 соединены с амплитудными компараторами 3 и 4 синусного и косинусного каналов, выходы которого соединены с одними входами элементов И 5 и 6, другие входы которых подключены к выходу триггера 7, а выходы к 6jjoKy 8 преобразования кода Непосредственно и к одному из входов

триггера через элемент ИЛИ 9, элемент И 10, один из входов которого подключен к выходу триггера, другой вход - к выходу генераторм 1I тактовых импульсов, а выход - ко входу счетчика 12, выходы разрядов которого соединены с соответствующими . входами блока преобразования кода, и амплитудный компаратор 13 канала

опорного напряжения, выход которого подключен к другому входу триггера 7, источник питания.

Как известно, напряжение V, и Vj синусной и косинусной обмоток синусно-косинусного вращающегося трансформатора 1 определяются следующим обоазом:

V, )t -sine

(1) cose ,

где амплитудное значение и

круговая частота напряжения Vn питания датчика;

6 угол поворота ротора датчика;

k - постоянный по величине козффициент трансформации датчика.

Выходные обмотки синусно-косинус0 кого вращающегося трансформатора подключены к фазосдвигающей цепи 2, формирукнцей сигналы вида

V, kV«srn(i)t-9+|-)

(2) V,kV«sin(at+e-f)

Если выбрать новую систему отсчета, в которой выполняется условие в-, то

V, (« t-ll)

(3) (()

Из (З) следует, что временной ийтервал между переходами через нулевое значение напряжений Ч1-Чи511 5 и.V численно равен величине

i- (4)

а временной интервал между переходами через нулевое значение напряжений V

и Vj - величине

Т gy-g

е -иг

(5)

В зависимости от того, в каком диапазоне находится угол Г , временной интервал V оказы зается больше или меньше временного итервала Ig:

X, лТг при О 6 V. У (6) t, t, при f : 2lr (7) При переходе через нулевое значение напряжения V питания на выходе амплитудного компаратора 13 формируется .импульс, устанавливающий тригге .7 в положение 1, при котором на управляющие входы элементов И 5, 6 и 10 с единичного выхода указанного триггера подан разрешающий (высокий) потенциал. Тактовые импульсы гейератора 11 через элемент И 10 начинают заполнять счетчик 12 (до тех пор, по ка одно из напряжений V, или V. не перейдет через нулевое значение). Если 04 Ч;65и выполняется (6), то ближайшим во времени окажется напряжение, отстающее по фазе от напряжения Л/ц питания, т.е. V, . Оно раньше, чем напряжение V , т.е. уже в первом полупериоде напряжения V питания, перейдет через нулевое значение, в результате первым сработает амплитудный компаратор 3 синусного канала, импульс с выхода которого пр идет через открытый элемент И 5 на преобразователь 8 кода и перепишет содержимое счетчика 2 в цифровое отсчетное устройство (на чертеже не показано) в прямом коде. Этот же импульс пройдет через элемент- ИЛИ 9 и перебросит в исходное положение триг гер 7. В результате снимается разре шающий потенциал с соответствующих входов элементов И 5, 6 и 10 и прекращается поступление тактовых импульсов генератора 11 на счетчик 12, исключается вероятность поступления (через элемент И 6) на преобразователь кода выходного импульса амплитудного компаратора 4 косинусного канала, который срабатьшает во втором полупериоде напряжения У„ питания. ЕслиТ « 2 и выполняется (7), то ближайшим во времени окажется напряжение, опережающее «по фазе напряжение V,, питания, . V/j. Оно раньше, чем напряжение V , т.е. в первом полупериЪде напряжения V питания, перейдет через нулевое значение, в .результате первым сработа-. ет амплитудный компаратор 4 косинусного канаца, импульс с выхода которого пройдет через открытый элемент И 6 на блок 8 преобразования кода и перепишет содержимое счетчика I2 в цифровое отсчетное устрой7CTBO в обратном коде. Этот же импульс, как и преясде, пройдет через элемент ИЛИ 9 и перебросит в исходное положение триггер 7} в результате снимается разрешающий потенциал с управляющих выходов элементов И 5, 6 .и 10 и прекращается поступление тактовых импульсов генератора 1I на счетчик 12, исключается вероятность поступления (через элемент И 5) на преобразователь кода выходного импульса амплитудного Компаратора 3 синусного канала, который срабатывает во втором полупериоде напряжения V пи«тания. Код NO , отображающий значение угла поворота 0 в цифровой форме, может быть записан следующим образом: jf-Й Г ,(9) где - частота тактовых импульсов генератора П; f, - частота напряжения /ц питания датчика. Учитывая, что . гДе N,максимальное значение кода в счетчике 12, соответствующее периоду напряжения V питания, получают выражение (8) и (9) в .виде приО; 1Гб f6 25Г W.a.-S - const Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет исключить необходимость в дополнительных триггерах, используемых в известном устройстве для управления преобразователем кода, за счет этого конструкция устройства упрощается. Формула изобретения Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий синусно-косинусный вращающийся трансформатор, обмотка возбуждения которого соединена с источником питания, а синусная и косинусная обмотки соединены через фазосдвигающую цепь со входа7ми первого и второго компараторов, выходы которых соединены с первы(р{ входами первого и второго элементов И соответственно, выходы которых соединены со входами элементов ШШ, выход которого соединен с первым входом триггера, вход третьего компаратора соединен ,с источником питания, а выход - со вторым входом триггера, вьпсод которого соединен с первым входом третьего элемента И, выход генератора тактовых импульсов соединен со вторым входом третьего элемента И, выход которого соединен через счетчик о первым входом блока преобразования кодов, выход первогб элемента И соединен с вторым входом блока преобразования кодов, а выход

428978

второго элемента И соединен с третьим входом блока преобразования кодов,выхЬды которого соединены с выходами преобразователя , о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью упрощения преобразователя, вьпсод триггера соединен с вторыми входами первого и второго элементов И, а выход второго элемента И соединен с третьим входом блока преобразования кодов. .

Источники информации ,принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР 15 № 334583, кл. G 08 С 9/04, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР № 607247, кл. G 08 С 9/00, 1975 (прототип).

Цу

Ne

в

-

/ч

sb 1/

10

И

иГ