Устройство для вычисления угла

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОУСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ Союз Советсиии Социалистических Республик(22) Заявлено 090779 (21) 2793164/18-24с присоединением заявки Йо(5)М. Кл. С 06 6 7/22 Государственный комитет СССР но аелам изобретений и открытий(088.8) Дата опубликования описания 150531) Заявител 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ УГЛ тель, причем датчик косинуса углачерез инвертор связан со вторым входом сумматора, выход блока делениячерез первый масштабирующий элементподключен к выходу устройства, а через косинусный преобразователь подключен к первому входу блока умножения и входу первого квадратора,выход которого соединен со входомвторого квадратора, выход которогочерез второй масштабирующий элементподключен к третьему входу сумматора, выход которого подключен ковторому входу блока умноженияблока умножения подключен кому входу блока деления, первыкоторого подключен к датчикуугла,Работа этогна вычисленииза меньшего изпо формуле:Мп се 1 о Яа ) 5 1 О а15меет,ть 111.выход второй вход синуса(д созф й -совстве расширеЕ 23.ки зтоь опреуктура диапаз В устро линейностиНедоста лая точнос сложная ст го устройства - маделения угла и Изобретение. относится к аналоговой вычислительной технике и электрическим измерительным устройствам.Известно устройство для определения,углов, содержащее датчики синуса и косинусаугла, сумматор, к первому входу которого подключен источник постоянного напряжения, и блокделения, к первому входу которогоподключен датчик синуса угла, а выход блока деления связан с масштабирующим элементом,Работа усТройства основана нвычислении тригонометрической фции половинного угла, которая исоответственно большую линейносНедостаток этого устройства - ограниченная зона линейности, лишь вдвоепревышающая линейность .датчиков.Наиболее близким по техническойсущнОсти и достигаемому результатук предлагаемому является устройстводля вычисления угла, содержащее датчики синуса и косинуса угла, сумматор, к первому входу которого подключено постоянное напряжение, блок деления, блок умножения, два квадратора, два масштабирующих элемента,инвертор и косинусный преобразовао устройства основанасинуса угла В , в 4 рамеряемого угла с 6,830416 к-сх ия 25формула изобретенУстройство для вычисления угла,содержащее датчики синуса и косинуса угла, сумматор, к первому входукоторого подключен выход йервогоЗО.масштабирующеГО элемента, и блокумножения,.о т л и ч аю щ е е с ятем,.что, с целью повышения точностии упрОщения устройства, оно содержит второй и третий масштабируюЗ 5 щие элементы и блок извлечения кубического корня, причем датчик косинуса угла подключен к первому входублока умножения, выход которогоподключен к второму входу сумматора40 датчик синуса угла подключен черезвторой масштабирующий элемент ктретьему входу сумматора, выход которого через третий масштабирующийэлемент подключен к входу блокаизвлечения кубического корня, выходкоторого подключен к второму входублока умножения, к входу первогомасштабирующего элемента и к выходуустройства.Источникиинформации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент ФРГ Р 2012781,кл. С 06 С 7/22, опублик. 1973.2. Авторское свидетельство СССР9 601705, кл. С 06 С 7/22, 197655 (прототип). 50 Заказ 3709/75 Подписное НИИ ира Пат ул,П т"ектная,4 филиал ПП г.ужгород Цель изобретения - повышение точности и упрощение устройства.Поставленная цель достигается тем, что устройство для вычисления угла, содержащее датчики синуса и косинуса угла, сумматор, к первому входу которого подключен выход первого масштабирующего элемента, и блок умножения, содержит второй и третий,масштабирующие элементы и 1блок извлечения кубического корня, причем датчик, косинуса угла подключен к первому входу блока умножения, выход которого подключен к второму входу сумматора, датчик синуса угла подключен через второй масштабирую 1 щий элемент к третьему входу сумматора, выход которого через третий масштабирующий элемент подключен к входу блока извлечения кубического корня, выход которого подключен к второму входу блока умножения, к входу первого масштабирующего элемента и к выходу устройства.На чертеже представлена бло ема устройства.Устройство содержит датчик 1 синуса угла, датчик 2 косинуса угла, сумматор. 3, масштабирующие элементы 4-6, блок 7 умножения и блок 8 извлечения кубического корня.Точность вычисления угла достигается путем реализации алгоритма ра- боты устройства, основанного на приближенной формуле:3(1 А+ с(, соус, - 5 1 п 4 ) = с -- А(1) которая получается разложением функций ь(пс. и соя А в ряд Маклорена.Устройство работает следующим образом.Сигналы синуса и косинуса вычисляемого угла ссс датчиков 1 и 2 пос. - тупают в вычислительную часть устройства, образованную блоками 3-8, в которой реализуется вычисление угла с большей, чем в известном устройстве точностью по более простому алгоритму.По сравнению с известным устройством в предлагаемом устройстве достигается большая точность вычисления угла, что можно показать по уменьшению относительной погрешности определения угла в заданном диапазоне входных углов. Решая уравнения (2) и (3) относительно выходного угла у, описывающие алгоритмы работы известного устройства и предлагаемого устройства соответственно:48 о(6 с 06 - " - соь с(- ъ) со Б -( .)4 относительные погрешности М-о(. ов как б;: - нахо и определяяизмерения углдим, что в диапазоне изменения 1 сА 1 80 погрешность в известном устройстве достигает 20, а в предлагаемом - в том же диапазоне достигает всего 0,1.Структура предлагаемого устройст ва проще структуры известного устройства как по количеству функциональных блоков, так и по сложности их аппаратурной реализации, что определяет технико-экономический эффект от использования изобретения.