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

I

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах управления для ввода угловых, величин в цифровую вычислительную машину, а также в системах автоматического регулирования, связанных с угловыми перемещениями.

Известен преобразователь угол код, содержащий цепочку из поледовательно соединенных генератора импульсов, делителя частоты и преобразователя прямоугольных сигналов в синусоидальное напряжение, усилитель мощности, фазовращатель, блок преобразования сдвига фазы в цифровой код, включающий нуль-органы, блок синхронизации и счетчик импульсов I.

Недостаток преобразователя - невысокая точность работы вследствие непостоянства его функционирования в различных эксплуатационных условиях.

Известен также преобразователь угла поворота вала в код, содержащий генератор импульсов, счетчик, цифровой синусно-косинусный формирователь, блоки элементов И, преобразователи код - напряжение, синусно-косинусный вращающийся трансформатор и нуль-орган. При этом выход генератора импульсов подключен к входу счетчика, выходы которого связаны с

10 входами цифрового синусно-косинусного формирователя и первыми входами первого блока элементов И, выходы цифрового синусно-косинусного формирователя подключены к первым входам

ts второго и третьего блоков элементов И и с входами преобразователей код - напряжение, входы синусно-косинусного вращающегося трансформатора подключены к выхода, i преобразова20телей код - напряжение, а выход - к входу нуль-органа. Выход нуль-органа подключен к вторым входам блоков элементов И 123.

Недостатки преобразователя - иевыс окие быстродействие и надежность.

Цель изобретения - повышение надежности и быстродействия преобразователя угла поворота вала в код.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий генератор импульсов, выход которого соединен с входом счетчика, первый выход которого соединен с первым входом первого блока элементов И, второй выход счетчика соединен с входом цифрового синусно-косинусного формирователя, первый выход которого соединен с первыми входами первого преобразователя код - напряжение и второго блока элементов И, второй выход цифрового синусно-косинусного формирователя соединен с первыми входами второго преобразователя коднапряжение и третьего блока элементов И, синусно-косинусный вращающийся трансформатор и нуль-орган, выход которого соединен с вторыми входами блоков элементов И, введены блок фазочувствительных детекторов и суммирующий усилитель, входы которогЬ соединены с выходами преобразователей код - напряжение, а выход с входом нуль-органа, входы блфка фазочувствительных детекторов соединены с выходами синусно-косинусного вращающегося трансформатора, а выходы - с входами преобразователей код - напряжение.

На чертеже приведена функциональная схема преобразователя угла пово. рота вала в код.

Преобразователь содержит генератор 1 импульсов, счетчик 2, цифровой синусно-косинусный формирователь 3, блоки 4-6 элементов И, синуснокосинусный вращающийся трансформатор (СКВТ) 7, блок 8 фазочувствительных детекторов, преобразователи код - напряжение, суммирующий усилитель 11 и нуль-орган 12.

Выходы блока 4 элементов И являются выходами кода угла, и выходы блоков 5 и 6 элементов И - выходами кода синусаИ косинуса угла поворота СКВТ 7.

Преобразователь угла поворота вала в код работает следующимобразом. Импульсы с генератора 1 импульсов поступают на счетчик 2, на выходах которого формируется циклический код )бразующий временную шкалу преобразования. Этот код поступает на первые входы блока k элементов И и на входы формирователя 3, на выходах которого формируются коды синуса и косинуса угла, значение которого непрерывно формируется в счетчике 2. Коды синуса и косинуса угла поступают на первые входы блоков 5 и б элементов И и на цифровые входы преобразователей Э и 10. На статорную обмотку возбуждения СКВТ 7 подается напряжение непосредственно от источника переменного напряжения (не показан). Переменные напряжения с выходных обмоток СКВТ 7, амплитуда которых изменяется по закону синуса и косинуса угла поворота ротора СКВТ 7, поступают на входы блока 8 фазочуствительных детекторов, на выходах которого формируются постоянные напряжения, пропорциональные синусу и косинусу угла 9 поворота ротора СКВТ 7

и, (t) Ueih в

Uj,(t) и cos 0

Эти напряжения поступают на аналоговые входы преобразователей 9 и 10 код - напряжение. Преобразователи 9 и 10 осуществляют цифроаналоговое

перемножение входных сигналов, в результате чего на их выходах формируются напряжения вида

UjCO UsinQcosalTf V

)Ucos8siHa r //a

где 9 - угол поворота ротора СКВТ 7, I - частота повторения импульсов генератора 1;

- разрядность преобразователя. Напряжения с выходом преобразователей 9 и 10 суммируются усилителем 11, в результате чего напряжение на выходе усилителя 11 изменяется по закону

Uj(t) UlK siH9cos2 f Y2V

-KгCos89ihг f Уг),

где К и К - коэффициенты передачи усилителя 11 по первому и второму входам соответственно,

(при К Kj к).

U(t)KU5iH (), d

т.е. на выходе суммирующего усилителя 11 формируется синусоидальное напряжение с частотой, определяемой частотой повторения импульсов с генератора 1 и разрядностью преобразователя, и со сдвигом фазы, определяемой углом поворота ротора СКВТ 7 Как видно из выражения (1) сформированный фазовый сдйиг, пропорциональный углу поворота ротора .

СКВТ 7, не зависит ни от частоты, ни от амплитуды питающего СКВТ 7 напряжения, а время преобразования определяется только частотой повторения импульсов с генератора 1 и разрядностью преобразователя. Напряжение (1) .с выхода усилителя 11 поступает на нуль-орган 12, который формирует импульсы в момент перехода синусоидального напряжения через нуль от отрицательного значения к положительному. Эти импульсы поступaюt на, вторые входы блоков - 6 элементов И, разрешая считывание кодов с выходов счетчика 2 и формирователя 3. Так как в момент срабатывания нуль-органа 12 содержимое счетчика 2 и формирователя 3 представляет собой цифровой эквивалент угла, синуса и косинуса угла поворота ротора СКВТ 7, то с выходом блоков k - () элементов И в этот момент могут быть считаны значения кодов угла и синуса и косинуса угла поворота ротора СКВТ 7.

Экономический эффект от использования изобретения обусловлен его техническими особенностями, приведенными выше.

Формула изобретения Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий генератор импульсов, выход которого соединен с входом счетчика, первый выход которого соединен с первым входом перво го блока элементов И второй выход счетчика соединен с входом цифрового синусно-косинусного формирователя, первый выход которого соединен с первыми входами первого преобразователя код - напряжение и второго блока элементов И, второй выход цифрового синусно-косинусного формирователя соединен с первыми входами второго преобразователя код - напряжения и третьего блока элементов И, синусно-косинусный вращающийся трансформатор и нуль-орган, выход которого соединен с вторыми входами блоков элементов И, отли чающий ся тем, что, с целью повышения надежности и быстродействия преобразователя, в него введены блок Фазочувствительных детекторов и суммирующий усилитель, входы которого соединены с выходами преобразователей код - напряжение, а выход - с входом нульоргана, входы блока фазочувствительных детекторов соединены с выходами синусно-косинусного вращающегося трансформатора, а выходы - с входами преобразователей код - напряжение.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № , кл. G 08 С 9/0+, 1971.

2.Авторское свидетельство СССР № 651386, кл. G 08 С 9/00, 1977 (прототип).

l

mu

,

j Й.

l4rjr

5

rL

It

s

5«

«M