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

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД

1

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в информационно-измерительных системах для построения аналого-цифровых преобразователей угловых перемещений.

Известен преобразователь угла поворота вала в код, содержащий синусно-косинусный вращающийся трансформатор (СКВТ), обмотка возбуждения которого подключена к источнику питания, а синусная и косинусная обмотки - к первым двум входам селектора октанта, третий вход которого подключен к источнику питания, а выходы - к вхидам блока преобразования напряжения в код. Синусная и косинусная обмотки СКВТ через блоки преобразования напряжения в код и коммутатор кодов подключены к входам блока преобразования кода, а второй выход , коммутатора кодов подключен к четвертому входу селектора октантов {1 .

Недостатком известного преобразователя является низкая точность, обусловленная наличием погрешности, вызванной нелинейной

зависимостью кодируемого напряжения от угла поворота.

Известен преобразователь зтла поворота вала в код, содержащий СКВТ, обмотка возбуждения которого подключена к источнику питания, а синусная и косинусная обмотки - к первым двум входам селектора октанта, третий вход которого подключен к источнику питания, а выходы - к управляющим входам коммутатора, выход которого соединен с входом блока преобразования напряжения в код 2.

Недостатком преобразователя является низкая точность, обусловленная наличием погрещности, вызванной нелинейной зависимостью . кодируемого напряжения от угла поворота.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемрму является .преобразователь поворота вала в код, содержащий СКВТ обмотка возбуждения которого подключена к источнику питания, а синусная и косинусная обмотки - к первым двум входам селектора октантов непосредственно и к входу 3 блока преобразования напряжение в код через KOMNfyraiop, управляющий вход коммутатора соединен с одним из выходов селектора октантов, третий вход которого подключен к источнику питания, а даа других выхода подключены соответственно к управля ющему входу блока передачи кода и одному входу сумматора, другой вход которого соединен с выходом блока преобразования напря жения в код 3. Недостатком известного преобразователя является низкая точность, обусловленная наличием погрешности, вызванной нелинейной зависимостью кодируемого напряжения о угла поворота. Цель изобретения - повышение то1шости преобразователя угла поворота вала в код. Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь угла поворота кша. в код, содержащий СКВТ, обмотка возбуждения которого подключена к истощшку питания, а синусная и косинусная обмотки - к первь м двум входам селектора октантов, непосредстве но и к входу блока преобразования напряжения в код через коммутатор, втравляющий вход коммутатора соединен с из выходов селектора октантов, третий вход которого подк;1;очеи к источнику питания, а два других выхода подключены соответствен.HQ к управляющему входу блока передачи кода и одному входу сумматора, В1зедент« блок сравнеи1и, генератор импульсов, триггер, элемент И, счетчик и запоминающиц блок, первый выход блока преобразования напряжения в код подключен к одному из входов блока сравнения, а второй выход к едипичному входу триггера, выход которого подключен к управляющему входу запоминающе блока и к одргому входу элемента И, другой вход элемента И подключен к выходу генератора импульсов, а ВЫХО7Д - к входу счетчика, выход KOTOjxiro подключен к другому входу сумматора и через блок передаim код к адресному входу запоминагопаего блока, выход запомипаю1дего блока подключен к др гому входу блока сравнения, которого подключен к нулевому входу триггера и к управляющему входу сумматора. Сущность изобретения заключается в том, что код N,, сформированньп{ блоком преобразования напряжения в код и с norpeniность о преобразовгния отображающий угол поворота , сравнивается с развертывающим кодом N2, изменяющимся п такому же нелинейному закону, что и кодЫ Код Nj формируется запоминающим блоком в котором записаны квантованные уровпи, а его разпсртка во времени осуществляется с помощью триггера, з.чемента И, генератора им пульсов и счетчика, выходы разрядов которого через блок передачи кода соединены с адресными шинами запоминающего блока. На чертеже представлена структурная схема преобразователя. Преобразователь угла поворота,вала в код содержит СКВТ 1, обмотка возбуждения которого подключена к источнику 2 питания, а синусная и косинусная обмотки - к первым двум входам селектора 3 октантов непосредственно и через коммутатор 4 кГ входу блока 5 преобразования напряжения в код. Управляющий вход коммутатора 4 соединен с одним из выходов селектора 3, третий вход которого подключен к источнику 2, а два других выхода подключены соответственно к управляющему входу блока 6 передачи кода, выполненному, например, с помощью ключей, и одному входу сумматора 7. Первьш выход блока 5 подключен к из входов блока сравнения 8, а второй выход - к единишому входу триггера 9, выход которого подключен к управляющему входу запоминающего блока 10 и к одному входу элемента И 11. Другой вход элемента И 11 подключен к генератору 12 импульсов, а выход - к входу счетчика 13, выход которого подключе) к другому входу сумматора 7 и через блок 6 к адресному входу запоминающего блока 10. Выход блока 10 подключен к другому входу блока 8 сравнения, выход которого лодкл очс к нулевому входу триггера 9 и к )прав яющему входу сумматора 7. Преобразователь работает следующим образом. Анализ знака фазы и соотношения амшштуд выходных напряжений синусной и косинусной обмоток СКВТ 1 дает возможность разделения 1ЮЛН01-0 диапазона изменения угла поворота i3 на восемь участков но 45° каждый. РСод N3 номера участка определяется селектором 3 октанта и передается на один вход сумматора 7. К блоку 5 преобразования напряжения в код подключаются напряжения выходных обмоток СКВТ, изменяющиеся по законам синуса и косинуса в пределах первого октанта. В блоке 5 формируется код Nj, связанный с углом поворота нелинейной зависимостью В момент времени, соответствующий окончанию формирования кода NI, управляющий сигнал с второго выхода блока 5 устанавливает триггер 9 в положение 1, выходной потенциал которого открывает элемент И 11 и разрешает прохождение импульсов генератора 12 на счетчик 13, содержимое которого начинает увеличиваться по мере поступления этих импульсов. В нечетных и четных октантах, содержимое счетвдка 13 должно подаваться на адресный вход блока 10 (с целью развертки формируемого им кода N) в виде прямого и обратного кода соответственно. Это выполняется блоком 6 передачи кода, который управляется сигналом с третьего выхода селектора 3 и подключает- в зависимости от номера октанта к входу блока 10 прямые или инверсные выходы разрядов .. счетчика 13.

В блоке 10 записаны квантоваиные уровни, соответствующие нелинейной зависимости в диапазоне 0-45° изменения аргумента, поэтому изменению кода N4 на адресном входе блока 10 соответствует воспроизведение на его выходе нелинейной дискретной зависимости NZ при налипш разрешающего потенциала с выхода триггера 9. Код N, сравнивается с кодом Nj. В момент равенства кодов NI и Nj блок 8 формирует импульс, который возвращает триггер 9 в исходное нулевое положение и разрешает сложение кодов Мз и N4 в сумматоре 7. При этом код N4 соответствует коду в счетчике О в момент сравнения кодов N, и Nj в блоке 8. С выхода сумматора 7 снимается результат измерения угла в цифровой форме.

В результате точность такого преобразователя повышается за счет коррекции кода, сформированного блоком преобразования выходных напряжений СКВТ в код.

Экономический эффект от использования предлагаемого устройства определяется его техническим преимуществом.

Формула изобретения

Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий сииусно-косинусный вращающийся

704176

трансформатор, обмотка возбуждения которого подключена к источнику питания, а синусная и косинусная обмотки - к первым двум входам селектора октантов непосредственно 5 и к входу блока преобразования напряжения в код через коммутатор, управляющий вход коммутатора соединён с одним из выходов селектора октантов, третий вход которого подключен к источнику питания, а два дру0 гих выхода подключены соответственно к управляющему входу блока передачи кода и одному входу сумматора, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности, в него введены блок сравнения, ге15 нератор импульсов, триггер, элемент И, счетчик и запоминающий блок, первый выход блока преобразования напряжения в код подключен к одному из входов блока сравнегаш, а второй выход - к единичному входу

20 триггера, выход которого подключен к управляющему входу запоминающего б.дока и к одному входу элемента И, другой вход элемента И подключен к выходу генератора импульсов, а выход - к входу счетчика, выход ко25 торого подключен к другому входу сумматора и через блок передачи кода - к адресному входу запоминающего блока, выход запоминающего блока подключен к другому входу блока сравнения, выход которого под38 ключей к нулевому входу триггера и к управляющему входу сумматора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР №332488, кл. G 08 С 19/28, 1970.

2.Авторское свидетельство СССР № 579642, кл. G 07 С 9/04, 1976.

3.Авторское свидетельство СССР N 591900, кл. G 08 С 9/04, 1976 (прототип).