Способ преобразования угловых перемещений в код

СОЮЗ СОВЕТСКИХнввввснешикРЕСПУБЛИК 09 (1 И 4(51) Н 03 М 1 22 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯн втсвснснт свнатввсствт с, :Д,ст сВ,1 с.:т в, т вГОСЗЩАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССОРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(72) В,А.Карпов и Е.Г.Абаринов (71) Гомельский политехнический институт(56) 1. Зверев А.Е. и др. Преобразователи угловыхперемещений в цифровой код. Л., "Энергия", 1974, с.36,2. Авторское свидетельство СССР В 485482, кл. С 08 С 9/04, 1974 (прототип).(54)(57) СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ УГЛОВЫХ ПЕРЕЖЩЕНИЙ В КОД, основанный на формировании первого и второго напряжений питания синусно-косинусного датчика формирования первого и второго сигналов первой частоты, которые сдвинуты один относительно другого по фазе на 90 в, формировании третьего и четвертого сигналов второй частоты, которые сдвинуты один относительно другого по фазе на 90 , превобразовании напряжений питания впятый и шестой сигналы, функционально зависящие от углового перемещения, модулировании.этих сигналов, выделении из модулированных сигналов информационного и опорного сигналов, частота которых равна разности первой и второй частот, а разность фаэ между ними пропорциональна угловому перемещению, и преобразовании разности фаз между информационным и опорным сигналами в код, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и разрешающей способности преобразования, первоенапряжение питания формируют путем сложения первого и третьего сигналов, второе напряжение питания формируют путем сложения второго и четвертого сигналов, а модулирование пятого и шестого сигналов осуществляют первым и третьим сигналами.11350 1Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в информационно-измерительных и управляющих системах. 5Известен способ преобразования угловых перемещений в код, основаноный на формировании двух переменных напряжений питания синусно-косинус- ного датчика, сдвинутых одно относи тельно другого по фазе на 90 ф, преоб 1 разовании напряжений питания в два сигнала, фаза одного из которых относительно первого напряжения питания равна сумме 90 и углового пере мещения, и преобразовании Фазы одного из сигналов в код 1 13Недостатки известного способа - низкие разрешающая способность иточность преобразования. 20Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ преобразования перемещений в код, основанный на формировании первого и второго напряжений питания синусно-косинусного датчика, формировании первого и второго сигналов первой частоты, которые сдвинуты один относительно другого по Фазе на 90, формировании третьего и четвертого сигналов втоРой частоты, который сдвинуты один относительно другого по Фазе на 90 , преобразовании напряжений питания в пятый и шестой сигналы, Функционально зависящие от углового перемещения, модулировании этих сигналов, выделении из модулированных сигналов информационного и опорного сигналов, частота которых равна разности первой и второй частот а разность Фаз между ними пропорциональна угловому перемещению, и преобразовании разности Фаз в код,формировании первого нанря. жения питания путем суммирования первого и второго сигналов 2 1. ф 5Недостатки известного способа - низкие точность и разрешающая способность.Целью изобретения является повышение точности и разрешающей, способ ности преобразования.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу преобразования угловых перемещений в код, основанному на формировании первого ,55 и второго напряжений питания синус- но-косинусного датчика Формирования первого и второго сигналов пер 10 1вой частоты, которые сдвинуты один относительно другого по фазе на 90, формировании третьего и четвертого сигналов второй частоты, которые сдвинуты один относительно другого по фазе на 90 , преобразовании напряжений питания в пятый и шестой сигналы, функционально зависящие от углового перемещения, модулировании этих сигналов, выделении из модулированных сигналов информационного и опорного сигналов, частота которых равна разности первой и второй частот а,разность фаз между ними пропорциональна угловому перемещению, и пре-. образовании разности фаз между информационным и опорным сигналами в код, первое напряжение питания формируют путем сложения первого и третье 1 го сигналов, второе напряжение питания формируют путем сложения второго и четвертого сигналов, а модулирование пятого и шестого сигналов осуществля. ют первым и третьим сигналами.На чертеже приведена Функциональная схема устройства, реализующего способ преобразования углового перемещения в код.Устройство содержит задающий генератор 1, блок 2 делителей частоты, блок 3 формирования питающих напряжений,синусно-косинусный датчик 4, блоки 5 и б умножения, фильтры 7 и 8 раэностной частоты, блок 9 преобразования фаза - код.Устройство работает следующим образом.Напряжения питания Ь и Б" обмоток возбуждения синусно-косйнусйого датчика 4 имеют вид:Ц -Е созе 1+совы 111 в-Е экю 1+з 1 ью 1)И5 1 2 где Е - амплитуда напряжений питания, получаемых при помощи блока 2 делителей частоты, делящего частоту задающего генератора 1 до частот ш, и о , и блока 3 формирования питающих напряжений, содержащего, например, два Фильтра, выделяющих иэ прямоугольных импульсов частот ц и.ш первую гармоникудвафаэосдвигающих устройства, сдвигающих сигналы частот м и ц на 90 , и два сумматора для суммирования соответствующих составляющих.В результате в выходных обмотках синусно-косинусного датчика 4 на" водятся следующие напряжения:ОО Составитель А. СидоренкоТехред О.Неце Редактор М.Цнткина Корректор И. ЭрдейиЗаказ 10100/45 Тираж 871 ВНИИПИ Государственного. комитета СССР фпо делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Подписное филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 3 11350:ЕК соэ(м С+об)+ Е К соэ(ы 1+а14=-ЕКт 1 щ(ф Ы) Ет эф 0 о ф,фЫ,)где К, и К - коэффициенты транс-тр 1 тр 2формацйи синусно-косинусного датчика 4 на частотах ши ы .После амплитудной модуляции этих напряжений периодическими сигналами с частотами и и Ф 2 осуществляе мой при помощи блоков 5 и 6, и выделения сигналов разностной частоты с помощью фильтров 7 и 8 разностной частоты на входах блока 9 преобразования фаза - код присутствуют фа зомодулированные напряжения"т ф ЕАКтр 2 СОЭ(ЯС- О 6 1;Т(О = ЕАК соэЩ+Ы+ - 1В ТР 1 2 1 где 4 - коэффициент пропорциональности, определяемый передаточными характеристиками блоков 5 и б и фильм ров 7 и 8;Щ гПосле представления разности фаз 25 напряжений Б и 11 о в виде выходного кода, осуществляемого, например, при помощи, измерения временного интервала, образованного моментами перехода через ноль напряжений 0 , О при положительных производных этих напряжений, и заполнения его импульсами образцовой частоты с последующим их подсчетом и выдачей результата в виде кода, имеем код Мо, пропорциональный угловому перемещению и в первом приближении не зависящий .от несовершенств синусно-косинус- ного датчика 4:й =2 о+240 Полезный фазовый сдвиг, пропорциональный углу поворота, входит в фаэомодулированные сигналы с разными знаками, а основные несовершенства синусно-косинусного датчика 4 проявляются в них с одинаковыми знаками, и в результате осреднения выходной результат в первом приближении не зависит от основных несовершенств синусно-косинусного датчика 4.Следовательно разрешающая способность предлагаемого способа повышена беэ повышения частоты задающего генератора. Это происходит из-за того, что измерение фазового сдвига переносят на более низкую частоту Й . Повышение разрешающей способности происходит в и 1,/ Я раэ, что на практике означает десятки раэ.Важно отметить, что при значительной разнице в частотах Я и ш(ю 1 и достаточных добротностях частотоизбирательных устройств СКД можно запитывать не синусоидальными, а прямоугольными напряжениями и его выходные сигналы перемножать также на прямоугольные напряжения частот щ и М 2, что ведет к значителЬному упрощению реализации заявляемого способа.Согласно предлагаемому способу, при одинаково реализованных фазорасщецителях на частоты о и и 2 и близости ы к м)1 погрешности от изменения частоты задающего генератора приводят к одинаковым в первом приближении несовершенствам питания на частотах м) и ы, что не приводит к нелинейности характеристики преобразования.