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

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для связи аналоговых источников информации с цифровым вычислительным устройством. Известны преобразователи угла поворота вала в код, содержащие синусно-косинусный вращающийся трансформатор, вход которого подключен к источнику переменного напряжения, а выходы - к аналоговым входам блока функционального преобразователя, выход которого подключен к цифровому ратору, а выходы цифрового интегратора подключены к цифровым входам блока функционального преобразования СО Недостаток известного преобразователя - динамическая погрешность, вызванная цифровым интегратором. Другие известн преобразователи угла в код содери синусно-косинусный вращающийся трансформатор, подключенный к коммутатору квадрантов, аналоговые выходы которого через последовательно соединенные сумматор, фазосдвигающий элемент и формирователь импульсов подключены к распределителю импульсов, другой вход которого соединен с генератором импульсов, а выходы подк/точены к синхронизирующим входам последовательно соединент ных формирователей кода младших разрядов, один вход первого из которых соединен с одним аналоговым выходом коммутатора квадрантов, цифровые выходы коммутатора квадрантов и формирователей младших разрядов кода подключены к регистру С2. Недостаток таких преобразовате- . лей - сложность. . Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является преобразователь угла поворота вала в код, содержащий синусно-косинусный вращающийся трансформатор, выходы которого подключены к аналоговым входам блока функционального преобразования кода в напряжение, выход которого через

39 20984

усилитель подклйчен к одному входу1, выходы которого подключены к анаэлемента И, выход источника командылотовым входам блока 2 функциональПУСК подключен к одному управляющемуного преобразования кода в напряжевходу регистра и управляющему входуние, выход которого через.усилитель

распределителя импульсов, выход источ-53 подключен к одному входу элемента

ника переменного напряжения подключенИ 4, выход источника 5 команды ПУСК

к синусно-косинусному рращающемусяподключен к одному управляющему вхотрансформатору, через первый компа-ду регистра 6 и управляющему входу

ратор - к другому входу элемента И ираспределителя 7 импульсов, выход

через второй компаратор - к сигналь- 10источника 8 переменного напряжения

ному входу распределителя импульсов,подключен к синусно-косинусному вравыходы которого подключены к установоч-щающемуся трансформатору 1, через

ным входам регистра, другой управляю-последовательно соединенные фазосдвищий вход регистра соединен с выходомгающий элемент 9 и,компаратор 10 элемента И, а выходы регистра подклю- 15к другому входу элемента И k, а через

чены к цифровым входам блока функцио-компаратор 11 - к сигнальному входу нального преобразования кода в напряжение з.

Недостаток известного преобразователя - погрешность, вызванная квадра-20 щий турнои составляющей в выходных сигналах сикусно-косинусного вращающегося трансформатора. Цель изобретения - повышение точности преобразователя. Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий синусно-косинусный вращающийся трансформатор, выходы которого подключены к аналоговым входом блока функционального преобразования кода в напряжение, выход кото рого через усилитель подключен к одному входу элемента И, другой вход элемента И соединен с выходом первого компаратора, выход источника команды ПУСК подклочен к одному управляющему входу регистра и управляющему входу распределителя импульсов, выход источника переменного напряжения подключен к синусно-косинусному вращающемуся трансформатору и через второй компаратор - к сигнальному входу распределителя импульсов, выходы которого подклочены к установочным входам регистра, другой управляющий вход регистра соединен с выходом элемента И, а выходы регистра подключены к цифровым входам блока функционального преобразования кода в напряжение, введен фазосдвигающий элемент, вход которого соединен с источником переменного напряжения, а выход подключен к первому компаратору. Структурная схема преобразователя55 представлена на чертеже. Преобразователь содержит синуснокосинусный вращающийся трансформатор

расНределителя 7 импульсов, выходы которого подключены к установочным вхйдам регистра 6, другой управляювход регистра 6 подключен к цифровым входам блока 2. Выходы регистра 6 являются выходами преобразователя. Преобразователь работает следующим образом. На выходе синусно-косинусногр трансформатора 1 формируются сигналы переменного тока, модулированные в функции синуса и косинуса угла поворота о, которые поступают на аналоговые входы блока 2. На цифровые входы блока 2 с выхода регистра 6 поступает выходной код,|. Блок 2 выполняет функциональное преобразование по фори sin d- cos N - и cosoL sin N и sin (сб-N) (О Выходной сигнал блока 2, пропор-циональный синусу разности угла ( и кода N, через усилитель-ограничитель 3 поступает на один вход элемента И k. Преобразование угла в код производится по принципу поразрядного взвешивания и начинается с приходом команды ПУСК, по которому регистр 6 и распределитель 7 устанавливаются в нулевое положение. Компараторы 11 и 10 вырабатывают тактовые импульсы в моменты перехода переменного напряжения источника 8 и фазосдвигающего элемента 9 через ноль при положительном градиенте. В распределителе 7 происходит продвижение 1 от старшего разряда к младшему. Выходной код распред ителя 7 поступает последовательно а установочные входы регистра 6. В каждом следующем такте i производится запись 1 в

один из разрядов регистра 6. В блоке 2 решается тригонометрическое уранение (1) с вновь образованным кодом NL регистра 6. В результате выходное напряжение блока 2 и усилителя 13 изменяется. Это.напряжение поступает на один из входов элемента И , на другой вход которого поступает стробирующий импульс компаратора 10, сдвинутый по отношению к напряжению источника 8 на четверть периода. Если при поступлении стробирующего импульса сохраняется О на выходе элемента И t, то единица, записанная в соответствующий разряд регистра 6, сохраняется, в противном случае записанная в регистр 6 1 сбрасывается выходным сигналом элемента И k.

Таким образом, за цикл преобразования по мере продвижения 1 в распределителе 7 от старшего разряда к младшему, в регистре 6 сформирован код текущего угла поворота.

В предлагаемом преобразователе в процессе формирования выходного кода опрос состояния блока 2 функционального преобразования производится в моменты, когда квадратурная составляющая выходного сигнала синусно-коси нусного вращающегося трансформатора 1 близка нулю, в результате точность преобразователя угла поворота вала в код увеличивается.

Формула изобретения

Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий синусно-косинусный вращающийся трансформатор, выходы которого подключены к аналоговым входам блока функционального преобразования кода в напряжение, выход которого через усилитель подключен к одному входу элемента И, другой вход элемента И соединен с выходом первого компаратора, выход источника команды ПУСК подключен к одному управляющему входу регистра и управляющему входу распределителя импульсов, выход источника переменного напряжения подключен к синусно-косинусному вращающемуся трансформатору и через второй компаратор - к сигнальному входу распределителя импульсов, выходы которого подключены к установочным входам регистра, другой управляющий вход регистра соединен с выходом элемента И, а выходы регистра подключены к цифровым входам блока функционального преобразования кода в напряжение, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в него введен фазосдвигающий элемент, вход которого соединен с источником переменного напряжения, а выход подк/вочен к первому компаратоРУ.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Зверев А. Е. и др. Преобразователи угловых перемещений в цифровой код. Л., Энергия, ig, с. , рис. 67.

2.Авторское свидетельство СССР № 758219, кл. Q 08 С 9/04, 1978.

3.Отчет по НИР Поиск-3 предприятия, 1976, кн. 5- с. Зб (прототип.