Преобразователь угла поворота вала в код Советский патент 1982 года по МПК G08C9/04 

Известен преобразователь угла поворота вала в код, содержащий последовательно включенные генератор опорного напряжения, синусно-косинусный вращающийся трансформатордатчик, синусно-косинусный вращающи ся трансформатор-приемник и блок фо мирования полезного сигнала, выход которого подключен к обмотке управления электродвигателя, вал которог кинематически связан в валом синусно-косинусного вращающегося трансформатора-приемника и с валом ПОДО вого датчика Достоинством этого преобразователя является высокая точность преобразования измеряемого, угла в код. Однако наличие в устройстве боль шого количества электромеханических узлов и элементов (двигатель, редук тор, кодовый датчик угла и т.д.) .приводит к увеличению габаритов и в са преобразователя. Известен также преобразователь угла поворота вала в код, содержащий последовательно включенные генератор опорного напряжения, синусно-косинуснмй вращающийся трансформатор, блок селекции октантов, разрядные выходы которого подключены к выходу преобразователя, а сигнальные -выходы .синусного и косинусного каналов подключены соответственно к входам функциональных |( телей напряжения, выходы которых черва оуммвтрр и фазовый детектор подключены к блоку преобразования напряжения в частоту, выход которого - подключен к- реверсивному счетчику, а выходы разрезов реверсивного счетчика подключены к функциональным делителям напряженияt2l . Недостатки этого устройстра - невысокая точность преобразования и сложность, обусловленная наличием блока селекции октантов.

Цель изобретения - упрощение преобразователя и повышение его точности.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь, угла поворота вала в код, содержащий генератор опорного напряжения, подключенныр к синусно-косинусному вращающемуся трансформатору, первый и второй функциональные делители напряжения, сумматор, подключенный к фазовому детектору, выход которого через блок преобразования напряжения в частоту подключен к реверсивному счетчику, введены два блока циф ровых инверторов, два анаголовых инвертора, дешифратор и фазосдвигаю-v щий элемент, вход которого соединен с выходом генератора опорного напряжения, а выход подключен к другому входу фазового детектора, выходы п-2 младших разрядов-реверсивного счетчика подключены к одному блоку цифровых инверторов, выходы которого подключены к управляющим входам одного функционального делителя напряжения и через другой блок цифровых инверторов - к управляющим входам другого функционального делителя напряжения, входы функциональньпс делителей напряжения с едине нь с выходами синусно-косинусного вращающегося трансформатора, а выходы через соответствующие аналогоэые инверторы подключены к сумматору выходы первого и второго старших paf рядов реверсивного счетчика подключены к дешифратору и к управляющим .входам соответственно одного аналогового инвертора и одного блока цифровых инверторов, а выход дешифратора подключен к управляющему входу другого инвертора,.

На чертеже представлена структурная схема преобразователя.

Преобразователь содержит генератор 1 опорного напряжения, подключенный к синусно-косинусному вра щающемуся трансформатору 2, косинусный выход которого через последовательно соединенные один функциональный делитель 3 напряжения и один аналоговый инвертор 4 подключен к одному входу сумматора 5, а синусный выход через последовательrfo соединенные другой функциональный делитель 6 напряжения и другой аналоговый инвертор 7 подключен к друго му входу сумматора 5. Выход сумматора 5 подключен к одному входу фазово го детектора 8, другой вход которого через фазосдвигающий элемент 9 соединен с выходом генератора 1, а выход через блок 10 преобразования напряжения в частоту подключен к реверсивному счетчику 11. Выходы п-2 младших разрядов реверсивного счетчика 1 1 подключены к одному блоку 12

цифровых инверторов, выходы которого подключены к управляющим входам функционального делителя 3 и через другой блок 13 цифровых инверторов - к управляющим входам функционального

j делителя 6. Выходы первого и второго старших разрядов реверсивного счетчи- Ка 11 подключены к дешифратору 14 и К управляющим входам соответственно аналогового инвертора 4 и блока 12, а выход дешифратора 14 подключен к управляющему входу аналогового инвер тора 7. Выходы разрядов реверсивного счетчика 11 являются .выходами преобразователей.

Преобразователь работает следующим образом.

Синусоидальный сигнал с выхода генератора 1 поступает на первичнзто обмотку синусно-косинусного трансформатора 2, на вторичных обмотках которого формируется напряжение переменного тока в функции синуса и косинуса угла поворота. При нулевых управляющих сигналах коэффициента

передачи инверторов 4,7 и блока 12 равны единице. При единичных управляющих сигналах фаза выходных сигна-; лов инверторов 4,7 и блока 12 изменя ется на 18СР. Блок 13 всегда инвертирует выходные сигналы блока 12. С учетом коэффициентов передачи блоков 12 и 13 коэффициенты передачи функциональных делителей 3 и 6 пропорциональны модулям соответственно

5 синуса и косинуса кода п -1 младших разрядов .реверсивного счетчика П, Инвертор 4 инвертирует выходное напряжение функционального делителя 3 при наличии 1 в старшем разряде счетчика 11 в диапазоне 180-360® угла поворота, а инвертор 7 инверти рует выходное напряжение функционального делителя 6 в диапазоне 90-270 угла поворота. В результате на входы сумматора 5 поступает нап-i

ряжение перемен юго тока и и slndl os (ii и cosd-s ,in N,

где А - измеряемый угол поворота; N - выходной код реверсивного счетчика.

Вследствие неравенства фа-овых сдвигов на частоте основной гармони-i ки, вносимых делителем 3 и инвертором 4 относительно делителя 6 и инвертора 7, выходной сигнал сумматора У имеет составляющую погрешность, смещающую нулевое значение полезно- го сигнала. Для компенсации погрешности опорное напряжение, поступающее на другой вход фазового детектйра 8, смещается по фазе с помощью элемента 9.

Сигнал рассогласования между углом d и выходным кодом преобразоват ля N с выхода фазового детектора 8 поступает в блок 10, где формируются импульсы, которые в зависимости от ; знака рассогласования поступшот на входа сложения или вычитания реверсивного счетчика П до тех пор, пока код N не будет соответствовать уг. лу cL.

;Использование предлагаемого изобретения позволяет исключить блок фop мирования кода октантов и уменьшить погрешность формирования сигнала рас согласования меяаду измеряемым углом поворота и выходным ходом.

Формула изобретения

Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий генератор опорного напряжения, подключенный к синусно-косинусному Вращающемутрансформатору, первый и второй функциональные делители напряжение сумматор, подключенный к фазовому детекто ру, выход которого через блок преобразования напряжения в частоту подключен к реверсивному счетчику, отличающийся тем, что, с

целью повьшения точности и упрощения преобразователя, в него введены два блока цифровых инверторов, два аналоговых инвертора, дешифратор и фазосдвигающий элемент, вход которого соединен с выходом генератора опорного напряжения, а выход подключен к другому входу фазового детектора, выходы п -2 младших разрядов реверсивного счетчика подключены к одному блоку цифровых инверторов, выходы которого подключены к управляю-, щим входам одного функционального делителя напряжения и через другой блок цифровых инверторов - к управ.ляющим входам другого функционального делителя напряжения, входы функциональных делителей напряжения сое;динены с выходами синусно-косинусного вращающегося трансформатора, а

выходы через соответствующие аналоговые инверторы подключены к суммато ру, выходы первого и второго старших разрядов реверсивного счетчика подключены к дешифратору и к управляющим входам соответственно одного

аналогового инвертора и одного блока цифровых инверторов, а выход дешифра тора подключен к управляющему входу другого аналогового инвертора.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 465646, кл. G 08 С 9/04, 1973.

2.Зверев А. Е. и др. IIpeoCpaaoBah тели угловых перемещений в цифровой

(СОД. Л, Энергия, 1974, с. 143, рис. 67.