Способ преобразования угла поворота вала в код

пауз е;оябивал о,ОПИСА Е ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз Советских Социалистицеских Рест 1 у блик407367 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Зависимое от авт, свидетельства М аявлецо 10.1.1 М 1626270,1 Ч.Кл, 6 08 с 9 ОР присоединением заявки Государственный комитетСовета Министров СССРоо делам изобретенийи открытии поритет -блпковацо 21.Х 1,1973 члетень М 46681.325 (088.8) Дата опубликования описания 24 Х.197 Авторыизобретени%оскал 11. Курахтанов, А. явител СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КО рения фазово входы КС-ц торично пров известным с образования результатов редлагаемоого сдвига известепочки меняют меодят измерение фапособом, после чего в коде находят как двух измерений.у способу выполПосле изме 25 ным спосооом стами, затем в зового сдвига рсзультат пре полуразцость 30 Согласно пИзоб 1) е генис относится к вычислительной тех яке, а имсццо, к способам преобразования угла поворота вала в код, и может быть использовано прп создании автоматизированных информационных и управляющих систем с цифровымп вычислительными машинами.Известен способ преобразования угла поворота вала в код, основанный на последовательных преобразованиях угла поворота вала в амплитуды переменных напряжений (токов) и использовании сицусо-косинусцой электрической машины, а затем амплитуд переменных напряжений 1 токов) в фазовый сдвиг с помощью фазосдвигающей КС-цепочки с последующим измерением фазового сдвига.В преобразователях, построенных по известному способу, ошибка преобразования зависит от оц 1 ибки электрической машины, ошибки фазо,двигающей КС-цепочки, ошибки формирователей импульсов, ошибки, обусловленной нагрузкой ца КГ-цепочку и сдвигом фаз между питающим и выходць 1 ми напряжениями электрической машины, а также ошибки, вызванной задержками в линиях связи между элемсцтами прсобразоватсля,1-скоторые пз этих ошибок можно уменьшить путем определенной начальной установки электрической машины, а также путем использования двух фазосдвигающпх КС-цепочек. Однако, так как эти ошибки существенно меняются в зависимости от окружающих условий и от времени, то не достигается высокая точность преобразования в условиях жестких механических и климатических воздействий в течение длительного времени. Это относится, в первую очередь, к ошибке, вносимой фазосдвигающей КС-цепочкой из-за изменения величин емкости конденсатора и сопротивления резистора в результате их старения, что является серьезным фактором, препятствующим широкому применению этого способа в преобразователях угла поворота вала в код,Цслью настоящего изобретения является повышение точности преобразования угла поворота вала в код путем исключения ошибок КС-цепочки, формирователей импульсов, ошибок, вызванных сдвигом фаз между питающим и выходными напряжениями электрической машины, цагрузкоц на фазосдвигающую Ф;-цепочку, задержками в линиях связи, а также значительного уменьшения ряда других ошибок.4 / 55 +Ль, +Л. ),1 япо 1- --- -з.)1-1- 1-1 ю пяется следующая последовательность операций.1. Преобразуют угол поворота вала а в электрические сигналы переменного тока 131 и 732, амплитуды которых пропорциональны соответственно синусу и косинусу угла поворота вала а:13, = Ц, япя з 1 по 1Ц =- 1.1 соя япс 42. Преобразуют полученные сигналы переменного тока 1.11 и 1)с в код угла поворота вала Х . Например, в соответствии с одним из известных способов, сначала сдвигают напря 1жение 13, по фазе ца угол + - , а напряже 4ние 132 - на угол - а затем полученные 4при этом напряжения 110 и 1 Аа складывают,афазу результирующего напряжения Г преобразуют в код Х;: 11 Гяп. яп) щ 1- ); и - Цсо . яи( 1 - -) М -К) - ( я),где К - коэффициент пропорциональностимежду кодом и углом поворота,3, После преобразования в код известнымспособом сигналы переменного тока меняютместами, а затем вторично проводят преобразование электрических сигналов переменноготока в код угла поворота известным способом.Сначала сдвигают напряжение 1.12 по фазе на угол + - а напряжение Ц - ца угол - , 44 а затем полученные ри этом цапряжеция Ц- и Б, складывают, а фазу результирующего напряжения 13 д преобразуют в код Х. 1 ),)1, вп 12 .п ( о)1 - ) Хь(2).4. После этого результат преобразования угла поворота вала в код К находят как полу- разность результатов двух преобразований кодов Х М.- и 11 (а 1 б) К ) ) ) Следовательно, значение кода Х, найденно.5 го в соответствии с действиями, указаннымив формулировке предмета изобретения, пропорционально значению угла поворота вала а,На чертеже представлен один из возможныхвариантов схемы преобразователя, реализу О ющий предлагаемый способ. Преобразовательсодержит электрическую машину 1, имеющую статор 2 и ротор 3, переключатель входов фазосдвигающей цепочки 4, фазосдвигающую цепочку 5, формирователи импульсов 6 и 7, 15 генератор импульсов высокой частоты 8, разрешающе-запрещающее устройство 9 ц счетчик 10.Преобразователь работает следующим образом. Низкочастотное синусоидальное напря жение питающей сети подается па одну из обмоток статора 2 электрической машины 1, а также на формирователь импульсов опорной фазы 6. Синусоидальные напряжения с обмоток ротора 3, амплитуды которых пропорциональны соответственно синусу и косинусу угла поворота ротора д, поступают на переключатель входов фазосдвигающей цепочки 4, имеющий два положения а и б. В положении а напряжение с синусной обмотки по- ЗО дается на резистор, а напряжение с косинусной обмотки подается на конденсатор фазосдвигающей цепочки Б. В положении б переключателя входы фазосдвигающей цепочки 5 меняются местами. Напряжение с КС-цепоч- "5 ки 6 подается на формирователь импульса 7,который выдает на разрешающее-запрещаю.щее устройство 9 импульс, фаза которого пропорциональна углу поворота ротора 3 электрической машины 1. Импульсом с формиро вателя 6 разрешается, а импульсом с формирователя 7 запрещается прохождение сигналов с генератора импульсов высокой частоты 8 на вход счетчика 10. В результате счетчиком 10 фиксируется число импульсов, про порциональное углу поворота ротора 3 электрической машины 1. Код со счетчика 10 передается в цифровую вычислительную машину (ЦВМ).Если переключатель 4 находится в положе ции а, то число, переданное в ЦВМ, будетравно К ( + с( + Лц + Л - м + Л 3 а +о + ; + 4 где: Х, - результат преобразования для случая нахождения переключателя 3 в положе. цпи а;00 К - масштабный коэффициент;ц - измеряемый угол;Ль - ошибка фазосдвигающсй КС-цепочки, обусловленная изменениями величин сопротивления резистора и 65 емкости конденсатора;Лба -Лаз Составитель Г. АнтоноваТскрсл А. Камышииова Корректор Е. Хмелева Рслиак гор Д. Цвегкова Заказ 989 1:зл. Ла 069 Грак (,09) Голиисно:Ы.Р(Р(ПР Комитета го делам изобретений и открыл ир Совстс Министров СССМосква, Ж, Раушскаи нао., л. 4,5).): 1:. Кос Гро)1 с)о ) с ран 1 еи ни зателсто, но, иир),)1 ь кижО) то)101.1 ошибка формирователя б;ошибка формирователя 7;ошибка, вызванная сдвигом фазмежду питающим и выходным напряжениями электрической машины 1;ошибка, обусловленная нагрузкойна фазосдвигающую КС-цепочку 4;ошибка за счет задержек в линияхсвязи; 10 Лта - СуММа ВСЕХ друГР(Х ОШИбОК, НаПрИмер ошибки дискретности, ошибки помех в линиях связи, ошибки электрической машины н т. д. 15 Если же переключатель б находится в положении б, то число, переданное в ЦВМ, будет равно20 Д б = К ( --- и+Л)б+Лзб+Лзб+Л)б+Лзб+4 Лаб+Лтб)где Хб - результат преобразования для случая нахождения переключателя 4 в положении б; Л)о, зб, Лзб, Л)б, Лбб, Лбб Лтбсоответствующие значения ошибок фазосдвигающей цепочки 5, формирователей импульсов 6 н 7, сдвига фаз между питающим и вы ходными напряжениями электрической машины 1, нагрузки на КС-цепочку 5, задержек в линиях связи н т. д. прн нахождении переключателя в положении б. 35Г 1 о результатам расчетов н экспериментальных проверок установлено, что)а Л)б, з, Лзг;Лз. Лзб; Л Л г;ЛзаЛзб, Ла )Лаб, О В соответствии с предложенным способом по результатам измерений находится полуразНОСТЬ ЗНаЧЕНИй Иа И Мб: Из рассмотрения выражения для величины1 а 1 абследует, что ошибки Ль Ль Лз, Л 4, Л 5 и Лб исключаются, а ошибка Лт уменьшается. Следует подчеркнуть, что исключаются наиболее существенные ошибки преобразования: ошибки фазосдвигающей КС-цепочки 5, ошибки формирователей б и 7 и ошибка, обусловленная нагрузкой на фазосдвигающую цепочку 5. Эти ошибки не исключаются при применении двух фазосдвигающих цепочек, Применение предлагаемого способа позволяет уменьшить ошибку преобразования с +1,5 эл, град. (ошибка в основном из-за старения конденсатора и резистора на + 3%) до нескольких эл. мин. (точность электрической машины 2), а также значительно снизить требование к элементам преобразователя. Предмет изобретенияСпособ преобразования угла поворота вала в код, основанный на преобразовании угла поворота в синфазные напряжения переменного тока, амплитуды которых пропорциональны соответственно синусу и косинусу угла поворота, преобразовании синфазных напряжений в сигнал, фаза которого линейно связана с углом поворота, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования угла поворота вала в код, синфазные напряжения преобразуют во второй сигнал, фаза которого линейно связана с дополнением угла поворота до 360, сравнивают значения фаз сигналов и по результату сравнения определяют код угла поворота вала.