Преобразователь угол —код

ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Зависимое от авт. свидетельстваЗаявлено 08,11.1971 ( 1626833/18-24)с присоединением заявкиПриоритетОпубликовано ЗО.Х 1.1973. Бюллетень48Дата опубликования описания 16,17.1974 М. Кл. б 08 с 9/04 еоояйротвеиниВ Комитет Совета Министров СССР по делам изобретений и открытийУДК 681,325(088.8) Авторыизобретения Ю. И. Бочко, В, П, Дегтярев и А, П, Ираний Заявитель ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГОЛ - КОД Известен преобразователь угол - код с двумя функциональными делителями напряжения, в качестве которых используются фазочувствительные детекторы.В таком преобразователе в опорные цепи 5фазочувствительных детекторов подаются импульсы с частотой питания синусно-косинусного вращающегося трансформатора (СКВТ),сдвинутые между собой на 90 эл. град, Путемперемещения этих импульсов по временной 10оси достигается равенство напряжений на выходах фазочувствительных детекторов (ФЧД),При этом временной интервал между переходом через нуль напряжения, питающего датчик, и одним из импульсов, подаваемых в 15опорную цепь ФЧД, оказывается пропорциональным углу поворота ротора синусно-косинусного вращающегося трансформатора,Малая разрешающая способность известного преобразователя при работе с многополюсными датчиками объясняется тем, что дляобеспечения напряжения на выходе многополюсных датчиков, достаточного для нормальной работы преобразователя (при напряжении десятые доли вольта - 1 вольт большую 25погрешность вносит остаточное напряжениеФЧД), обычно повышают частоту возбуждения. В результате уменьшается разрешающаяспособность преобразователя,С целью повышения разрешающей способ ности преобразователя фазовый сдвиг на частоте питания датчика переносится на более низкую частоту.Это достигается тем, что в опорных цепях фазочувствительных детекторов импульсы, сдвинутые на 90 эл. град., перемещаются с постоянной скоростью с помощью схемы управления, на вход которой подается высокая частота. Выход ФЧД подключены к блокам суммирования и вычитания, выходы которых через фильтры низких частот подсоединены к компараторам, формирующим старт- и стоп- импульсы.На фиг. 1 показана блок-схема преобразователя.Она содержит блок 1 питания, спнусно-косинусный вращающийся трансформатор 2, фазочувствительные детекторы 3, блок 4 управления, блок 5 суммирования, блок 6 вычитания, фильтры 7 и 8 низких частот, компараторы 9 и 10, управляющий триггер 11, ключ 12, счетчик 13.На фиг. 2 представлены эпюры напряжений на выходах блоков суммирования и вычитания, где А - амплитуда огибающей синусоиды; Ла - величина дискрета; 9 - угол между переходом синусоиды через нуль (начало координат) и моментами квантования.Преобразователь работает следующим образом.. 3Блок 1 питает одну из роторных обмоток трансформатора 2 синусоидальным напряжением п, другая роторная обмотка трансформатора закорочена, Напряжения с синусной и косинусной обмоток статора трансформатора подаются в сигнальные цепи фазочувствительных детекторов 3. Блок 4 управления формирует два прямоугольных импульса, сдвинутых между собой на 90 эл. град которые поступают в опорные цепи детекторов и перемещает их с постоянной скоростью где- сдвиг фаз между выходным и опорным сигналами детекторов 3.Для коэффициентов передачи синусного и косинусного ФЧДКфчд;= К соз= К соз а 1; КФЧдсов К 81 П- К81 П а 1,В функции угла поворота ротора датчика напряжения на выходах ФЧД имеют вид УфЧДв 1 п = У 81 П аУ СО 8 а 1;7 фчдпвв =Оп, соза К 81 п И;где Уфчдп, Уфчд, - выходные напряжения синусного и косинусного ФЧД;Упд - максимальное выходное напряжение датчика угла (СКВТ);а - угол поворота ротора СВКТ.Выходные напряжения ФЧД подаются на блоки суммирования 5 и вычитания 6. В них происходит сложение и вычитание выходных напряжений ФЧД. На выходе суммирующего и вычитающего устройств имеемУ(+) =с,п К 81 п ы соза+У,п Ксозаг х;к,81 па = УК 81 п(а 1+ а);У( - ) =У К 81 па соз - У, Кр,К соза 1 81 п а = У,К 81 п (а 1 - а),Как видно из формул, фазовый сдвиг между выходными напряжениями суммирующего и вычитающего устройств на частоте а пропорционален двойной величине угла поворота ротора а.Для нормальной работы схемы преобразователя необходимо, чтобы скорость перемещения опорных импульсов а была постоянной и кроме того, - п, Второе условие выполнить несложно, сложно обеспечить равномерное перемещение импульсов. Практически достаточно просто получить дискретное перемещение импульсов, при этом строго определенной оказывается средняя скорость их перемещения. 40 45 50 55 60 65 Выходные напряжения ФЧД квантуются по уровню и времени, такой же вид принимают и напряжения У (+) и У ( - ) на выходах суммирующего и вычитающего устройств (фиг. 2) . На фиг. 2 пунктиром обозначено напряжение С (+)У ( - )при непрерывном,перемещении импульсов, Сплошной линией показана форма напряжения при дискретном перемещении импульсов.Число дискретов квантования по времени У в одном периоде низкой частоты определяется соотношением частоты питания датчика п и имеющейся в распоряжениивысокойчастоты п. у вУУпЧастота, с которой происходит дискретное перемещение опорных импульсов п (а следовательно, и величина дискрета Ла, см. фиг. 2) выбирается, исходя из требуемой разрешающей способности,Низкая частота п определяется как п=Уп М а разрешающая способность ЛЛ=гп,фдп нгв/н у 2Из этой формулы видно, что увеличение разрешающей способности происходит враз.УдпДля выделения низкой частоты служат фильтры Нетрудно показать, что напряжение на выходе фильтра сдвинуто по отношению к огибающей входного напряжения на постоянныйДуугол, равный, и этот сдвиг не зависит от2положения огибающей относительно моментов квантования (от величины Оп),Таким образом, фильтр низкой частоты позволяет восстановить положение огибающей на временной оси.Сигналы с выходов блоков суммирования и вычитания подаются на фильтры 7 и 8 низких частот, выходные напряжения фильтров - . на компараторы 9 и 10, вырабатывающие старт- и стоп-импульсы,Сдвиги по фазе на выходе обоих фильтров равны по величине и направлению, т. е, интервал времени между старт- и стоп-импульсами остается постоянным, пропорциональным углу поворота ротора а.Импульсы компараторов подаются на входы управляющего триггера 11. Старт-импульс устанавливает его в единичное состояние. При этом ключ 12 открывается и счетчик 13 считает импульсы кварцованной частоты. Стоп- импульс перебрасывает управляющий триггер в нулевое состояние, счет импульсов прекращается, Код в счетчике пропорционален углу поворота ротора СКВТ.409263 Пред м ет изобретения Составитель М. Черенкова едактор И. Грузова Техред 3. Тараненко Корректор Н. АуИзд.1116 ПИ Государственного коми по делам изобрете Москва, Ж, РаушЗаказ 85 602ннистров СССРй4/5 Тираж тета Совета М ий и открыт кая наб д. одписное Типография, пр. Сапунова Преобразователь угол - код, содержащий синусно-кооинусный вращающийся трансформатор, вход которого подключен к выходу блока питания, а выходы - кпервым входам фазочувствительных детекторов, к вторым входам которых подключены выходы блока управления, компараторы, выходы которых подключены к входам управляющего триггера, выход которого соединен с управляющим входом ключа, импульсный вход которого соединен с выходом кварцевого генератора импульсов, а выход - с входом счетчика, о т л и ч а ющ и йс я тем, что, с целью повышения разрешающей способности устройства, в него введены фильтры низких частот и блоки суммирования и вычитания, входы которых,подключены к выходам соответствующих фазочувствительных детекторов, а выходы через фильт ры низких частот - к входам компараторов.