Преобразователь угла поворота вала в код Советский патент 1982 года по МПК G08C9/00 

1

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может ;бытъ использовано для связи аналого вых источников информации с цифровым вычислительным устройством.

Известен преобразователь угла поворота вала в код, содержащий генератор эталонной частоты, выход которого соединен с входом первого счетчика импульсов, формирователь широтноимпульсных многофазных напряжений и многофазный фазовращатель, второй счетчик импульсов, дифференцирующий и вычитающий блоки и многофазный формирователь импульсов, выходы которого подключены к соответствующим входам дифференцирующего блока, выход которого соединен с первым входом второго счетчика импульсов, выходы первого и второго счетчиков импуль сов и многофазного формирователя «лпульсов подключены к соответствующим входам вычитающего блока, выход гене-;

ратора эталонной частоты соединен с входом второго счетчика импульсов, выход первого счетчика импульсов подключен к входу формирователя широтноимпульсных многофазных напряжений 1.

Недостатко 1 преобразователя являет ся сложность электронной части и малые допустимые скорости вращения.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является преобразователь угла поворота вала в код, содержащий многофазный источник питания, подключенный к фазовращателю и через первый ограничитель к одним входам вЬмитателя, выходы фазовращателя через второй ограничитель подключены к другим входам вычитателя, выходы вычитателя подключены к формирователе импульсов грубого ртсчёта 12.

Недостатком такого преобразователя является низкая точность, поскольку он формирует только импульсы кода грубого отсчета. 39 Цель изобретения - повышение точности преобразователя. Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь, содержащий многофазный источник питания, подключенный к фазовращателю и через первый ограничитель к одним входам вычитателя, выходы фазовращателя через второй ограничитель подключены к другим входам вычитателя, выходы вычитателя подключены к формирователю импульсов грубого отсчета, введен дополнительный вычитатель, одни входы которого соединены с выходами вычитателя, а другие входы - с выходаИИ формирователя импульсов грубого отсчета, а выход - с аналоговым выхо дом младших разрядов преобразователя На чертеже представлена структурна схема преобразователя. Первичные обмотки фазовращателя 1 соединены с многофазным источником 2 питания и входами первого ограничителя З. Выходные обмотки фазовращате

с b4bi2afjVbi b2,ajV bxjbja Vb jbij afiVbtjbjag; Cf ,afjiVb b(a3Vb(,V (((ib3ax,; Cj bxib( Vbri b aQ Vb-ib2 a3Vb b( Vb(,arj Формирователь 6 импульсов грубого отсчета состоит из двухвходовых V з

3 V4

. СаС,

;rS4

Ч V 5

II гК -

и триггеров.

Второй вычитатель 7 выполняется аналогично первому вычитателю 5 для

1 q 3diVs,,

Работу устройства будем рассматривать при равномерном вращении входного вала преобразователя с постоянной угловой скоростью.

При угловом положении ротора фазовращателя 1, когда трехфазные сигналы А и В совпадают И1 следовательно, изменение цифровых сигналов на выходе ограничителей 3 и 4 происходит синхронно, их разность на выходных шинах вычитателя 5 соответствует цифре О. При изменении угла dL вала фазовращателя от О до - происходит периодическое появление на выходных шинах вычитателя 5 цифровых сигналов О и 1.

гических элементов,, которые формируют на выходных шинах соответственно сигналы.

о V 5

О V 1

С7.сз; 1 V 2

с., с 2,,

одной фазы и его логическое выраже ние представляется следующей зависимостью:

Причем, при приближении угла dк.значению . время появления на выходе вычитателя 5 цифры 1 увеличивается, а цифры О уменьшается. При угле oL -разность между цифровыми сигналами А и В соответствует цифре 1. При дальнейшем вращении ротора

фазовращателя 1 от d до оС происходит периодическоЪ появление на выходных шинах вымитателя 5 цифровых сигналов 1 и 2. Причем nj

W приближении ротора к значению d,

3

время появления цифры 2 увеличивается, а цифры 1 уменьшается. При угловом положении ротора ct разность между сигналами А и В соответствует 9 ля 1 соединены с входами второго oi- раничителя 4. Выходы ограничителей 3 и соединены с входами вычитателя 5, выходы которого соединены с входами формирователя 6 импульсов грубого отсчета и первыми входами вычитателя 7. Вторые входы вычитателя 7 соединены с выходами формирователя 6. Выход вычитателя 7 является аналоговым выходом младших разрядов преобразователя. Ограничители 3 и преобразуют синусоидальные сигналы в прямоугольные сигналы трехфазного кода соответственно А и В. За период частоты питающего напряжения трехфазным сигналам А можно поставить в соответствие шесть цифр обычного цифрового кода . Такие же цифры могут быть поставлены в соответствие трехфазным сигналом В. Выполнение вычитателя 5 может быть представлено следующими логическими выражениями: цифре 2 и т.д. В соответствии с изме нением цифровых сигналов С А - В за полный оборот вала преобразователя сигналы Ка устанавливают один RS-триггер формирователя 6 в положение 1, а сигналы К/ - в положение О. Аналогичным образом переключают ся и другие два триггера формировате ля 6 от сигналов К, К, К, К. За полный оборот вала сигналы трехфазного кода D на выходных шинах формиг рователя 6 кодируют шесть цифр от О до 5. Разность между сигналами С и D, которая формируется на выходе вычитателя 7 соответствует цифрам О и 1, где при пpиближeниJ к значениям угла ot f, , Л, -, , 2Jf время появления на выходе вычитате.-. 7 цифры увеличивается, а уменьшается. При этом цифре соответствует наличие напряжения на выходной шине вычитателя 7, а циф ре О - отсутствие этого напряжения Следовательно, на выходе вычитателя 7 формируется аналоговый ШИМ сигнал, KOTopbw соответствует младшим разрядам преобразователя. Таким образом, предлагаемый п(эеобразователь кроме цифрового кода грубого отсчета формирует аналоговый сигнал, соответствующий младшим разрядам преобразователя. Экономический эффект от использования изобретения определяется его техническим преимуществом. Формула изобретения Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий мТ1огофазный источник питания, подключенный к фазовращателю и через первый ограничитель к одним входам вычитателя, выходы фазовращателя через второй ограничитель подключены к другим входам вЫ читателя, выходы еычитателя подключены к формирователю импульсов грубого отсчета, отличающийся тем, что, с целью повышения томности преобразователя, в него введен дополнительный вычитатель, одни входы которого соединены с выходами вычитателя, а другие входы - с выходами формирователя импульсов грубого отсчета, а выход - с аналоговым выходом младших разрядов Преобразователя. ,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 8kQS3(, кл. (,08 С 9/0, 19792. Авторское свидетельство СССР по заявке № 299б278/2 -07, кл. Q 08 С 9/00, 1980 (прототип).