Устройство для преобразования угла поворота вала в код Советский патент 1982 года по МПК G08C9/04 

.1.

Изобретение относится к системакГ автоматического контроля и преобразования перемещений в электрический сигнал, а именно к устройствам для преобразования угла поворота вала в код. . - .

Известно устройство для цифрового преобразования угла поворота вала сельсина, содержащее блок формирования напряжений с суммирующим и вычитающим аналоговыми элементами, умножители, формирователи логически дополнительных сигналов, компаратор, блок управления процедурой последовательных приближений, блок определения квадранта.

Однофазная обмотка сельсина-датчика подключена к источнику переменного напряжения, синхронизирующие напряжения трехфазной обмотки сельсин-датчика подключены к трем входам блока формирования напряжений, первый выход Э.ТОГО блока подключен к первым входам одного умножителя и блоку

определения квадранта, второй выход блока формирования подключен к первому входу второго умножителя.и второму входу блока определения квадранта, первый и второй выходы блока формирования подключены к вторым входам обоих умнржителеТ1, выходы этих умножителей подключены к первому и второму входам компаратора, выход которого подключен на вход блока управления, первый выход которого подключен на вход формирователя, а. второй вместе с выходом блока определения квадранта являются выходами устройства Недостатком этого устройства является его пониженная точность, обусловленная негармонической зависимостью изменения амплитуды синхронизирующего напряжения сельсина От угла поворота его ротора.

Наиболее близким по своему тех- ническому решению к предлагаемому является устройство для преобразования угла поворота вала в код, срдер3 9жащий синусо-косинусный вращающийся трансформатор, вход которого объеди нен с первым входом блока демодуляции и определения октанта угла пово рота и подключен к источнику опорно го напряжения, а выходы соединены соответственно с вторым и третьим входами блока демодуляции и определ ния октанта угда поворота, цифровой выход которого подключен к входу логического блока, блок кода коррек ции, выход которого соединен с первым входом преобразователя кода в код, аналоговые входы переключате ля напряжений соединены с соответст вующими выходами блока демодуляции и определения октанта угла поворота, управляющий вход - с выходом логического блока, а выход - с аналоговым входом преобразователя напряжения в код, соединенного также с блоком кор рекции и преобразователем кода в . Недостаток этого устройства состоит в сравнительно невысокой точное ти из-за двойного преобразования напряжения в код и кода в код. Цель изобретения - повышение точности устройства для преобразования угла поворота вала в код, Поставленная цель достигаеотся тем что в устройство для преобразования угла поворота вала в код, содержащее пре:образователь напряжения в код и сельсин-датчик, входная обмотка которого подключена к источнику пита ния, выходные обмотки соединены в звезду, свободные концы первой, второй и третьей выходных обмоток, подключены соответственно к первому, второму и третьему входам блока определения квадранта, к четвертому и пятому входам которого подключена входная обмотка сельсин-датчика, введены блок совпадения и блок памят первый вход блока совпадения соединен с выходом преобразователя напряжения в код, к входам которого подключены свободные концы первой и вто рой выходных обмоток сельсин-датчика, к второму входу блока совпадения подключен первый выход блока памяти, первый выход которого соединен с выходом блока совпадения, второй и третий входы блока памяти подключены соответственно к первому и второму выходам блока определения квадранта, второй выход блока памяти является выходом устройства. Кроме того, в устройстве для преобразования угла поворота вала в код, блок определения квадранта выполнен из блока определения четности и блока фиксации перемены фазы, первый, второй и третий входы блока определения четности соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами блока определения квадранта, первый, второй, третий и четвертый входы блока фиксации перемены фазы соединены соответственно с первым, вторым, четвертым и пятым входами блока определения квадранта, выходы блоков определения четности и фиксации перемены фазы соединены соответственно с первым и вторым выходами блока определения квадранта. На фиг. 1 приведена структурная схема устройства для преобразования угла поворота вала в код; на фиг. 2 кривые выходных синхронизирующих напряжений и эпюры, обеспечивающие определение квадранта; на фиг, 3 - экспериментальная зависимость синхронизирующего напряжения сельсина от угла поворота его ротора. Устройство для преобразования угла поворота вала в код (фиг, 1) содержит сельсин-датчик 1, преобразователь 2 напряжения в код, блок 3 определения квадранта, состоящий из блока- 4 определения четности и блока 5 фиксации перемены фазы, блок 6 совпадения и блок 7 памяти. Устройство работает следующим образом. Амплитуды выходных синхронизирующих напряжений сельсина-датчика 1 и , и 11 и и гизменяются в зависимости от углового перемещения его ротора (фиг, 2а, б, в). Эта зависимость однозначна в пределах изменениясСот О до 7t/2 для любого синхронизирующего напряжения в пределах от О до ,j (кривая 1 на фиг, 3), Поэтому может быть получена таблица однозначного соответствия значений амплитуды любого синхронизирующего напряжения, например, IL «определенным значениям углового перемещения ротора сельсин-датчика oL. Эта экспериментальная таблица в виде массива 2 значений (где п - разрядность преобразователя 2 напряжения в код) кодов амплитуд синхронизирующего напряжения иу - и такого же массива им соответствующих кодов уголового перемещения ct, закладывается в блок 7 памяти. Синхронизирующие напряжения U Sis ° У °т входы блока 3 определения квадранта, а напряжение и кроме того, одновременно поступает на вход преобразователя 2 напряже ния в код. С его выхода код амплитуды синхронизирующего напряжения U поступает в блок 6 совпадения, где осуществляется его сравнение с всеми кодами 2 значений амплитуд синхронизирующих напряжений массива, последо вательно поступающих из блока 7 памя ти. При совпадении сравниваемых кодов, с выхода блока 6 совпадения на первый вход блока 7 памяти поступает сигнал, управляющий выдачей с его второго выхода кода углового перемещения, соответствующего углу пределах от О до 7172,т.е. в пределах одного квадранта (фиг. 2 г, д). Синхронизирующие напряжения U-j , и, 1)2 . поступают в блок t определе ния четности блока 3 определения квадранта (фиг. 1), где детектируютс и формируют напряжение прямоугольной формы (фиг. 2, г), перепады которого соответствуют угловым перемещениям , Tfc/Z.Tt , 3/2 Т и т.д., определяя границы квадрантов I, II, III, IV (фиг. 2 б, в, г). На вход блока 5 фи сации перемены фазы поступают синхро низирующее напряжение U-f Q. и напряжение питания /voU. Этот блок формирует напряжение прямоугольной формы (фиг. 2 д) с перепадам 1, соответствующими значениям C(-0,7fc, 2{К и т.д при перемейе фазы синхронизирующего напряжения (2. Совместная раб та блоков 4 и 5 обеспечивает определение квадранта угла перемещения с, что соответствует двум старшим разрядам преобразования угол-код. Эти старшие разряды с выходов блока 3 определения квадранта поступают непосредственно в блок 7 памяти, в массив кодов угловых перемещений на позиции старших разрядов, откуда по сигналу, поступающему с блока 6 совпадения, вместе с основным кодом угла перемещения поступают на выход устройства. Экономический эффект от использования предлагаемого устройства обусловлен отмеченными выше его техничес кими преимуществами.

Формула изобретения 1.Устройство для преобразования угла поворота вала в код, содержащее преобразователь напряжения в код и сельсин-датчик, входная обмотка которого подключена к источнику питания, выходные обмотки соединены в звезду, свободные концы первой, второй и третьей выходных обмоток подключены соответственно к первому, второму и третьему входам блока определения квадранта, к четвертому и пятому входам которого подключена входная обмотка сельсин-датчика, отличающееся тем, что, с целью повышения точности устройства, в него введены блок совпадения и блок памяти, первый вход блока совпадения соединен с выходом преобразователя напряжения в код, к входам которого подключены свободные концы первой и второй выходных обмоток сельсин-датчика, к второму входу блока совпадения подключен первый выход , блока памяти,, первый вход которого соединен с выходом блока совпадения, второй и третий входы блока памяти подключены соответственно к первому и второму выходам блока определения квадранта, второй выход блока памяти является выходом устройства. 2.Устройство по п.1, о т л и чающееся тем, что в нем блок определения квадранта выполнен из блока определения четности и блока фиксации перемейы фазы, первый, второй и третий входы блока определения четности соединены с соответйтвенно с первым, вторым и третьим входами блока определения квадранта, первый, второй, третий и четвертый входы блока фиксации перемены фазы соединены соответственно с первым, вторым, четвертым и пятым входами блока определений квадранта, выходы блоков определения четности и фиксации перемены фазы соединены соответственно с первым и вторым выходами блока определения квадранта. Источники информации, . принятые во внимание при экспертизе 1.Приборы и элементы автоматики и вычислительной техники. Экспрессинформация, № Tt, 1975, с. . 2.Авторское свидетельство СССР № it92902, кл. G 08 С 9/0, 197 (прототип).