Преобразователь угол-код

О П И С А Н И Е ш) 450217ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик) М. Кл. б 08 с 9/04 Государственный комитет Совета Министров СССР 53) УДК 681.325(08 о делам изобретен и открытий(72) Авторы изобретени Н. Орлов и А, И, Москале 71) Заявитель 54) ПРЕОБРАЗОВАТ ГОЛ - КО Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может применяться при создании автоматизированных информационных и управляющих систем с цифровыми вычислительными машинами в преобразователях угла поворота вала в код.Известные преобразователи угол - код, содержащие синусно-косинусный датчик угла, подключенный к демодуляторам, соединенным с селектором октанта, выход которого через последовательно соединенные суммирующий операционный усилитель, сумматор, компаратор, блок управления, регистр подключен к линейному множительному блоку, к другому входу которого подключен второй суммирующий операционный усилитель, а к выходу - другой вход сумматора, первый и второй входы второго суммирующего операционного усилителя соединены с выходами селектора октанта и через инвертор - со вторым входом первого суммирующего операционного усилителя, к третьему входу которого подключен выход второго суммирующего операционного усилителя, управляющий выход селектора октанта соединен с другим входом регистра, сетевой демодулятор, входы которого подключены к другим входам демодуляторов.Недостатком известного преобразователя является низкая точность преобразования при температурных колебаниях среды, окружающей синусно-косинусный датчик угла. Это обусловлено тем, что сигналы от демодуляторов, поступающие в суммирующие масштабные устройства, зависят от коэффициента 5 трансформации синусно-косинусного датчикаугла и подвержены температурным изменениям.С целью повышения точности и стабильности работы преобразователя в преобразова тель введены широтно-импульсные модуляторы, генератор напряжения треугольной формы, суммирующий масштабный блок, фильтр низкой частоты и амплитудные модуляторы, причем выход сетевого демодулятора соеди нен с одним из входов суммирующего масштабного блока и с первыми входами широтно-импульсных модуляторов, к вторым и третьим входам которых подключены соответственно выходы демодуляторов и генератора на пряжения треугольной формы, выходы широтно-импульсных модуляторов через последовательно соединенные амплитудные модуляторы, суммирующий масштабный блок и фильтр низкой частоты подключены к третьему вхо ду второго суммирующего операционного усилителя, другие входы амплитудных модуляторов соединены с выходами демодуляторов,Функциональная схема предлагаемого преобразователя угол - код представлена на 30 чертеже.5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 Каждый из двух выходов синусно-косинус- ного датчика угла 1 соединен с последовательно включенными демодулятором 2, широтно- импульсным модулятором 3 и амплитудным модулятором 4, Генератор напряжения треугольной формы 5 и сетевой демодулятор 6, подключенный двумя входами к сети и другим входам демодуляторов 2, соединены соответственно с первым и третьим входами широтно- импульсных модуляторов 3. Выходы демодуляторов 2 соединены с другими входами амплитудных модуляторов 4 и с селектором октанта 7. Первый суммирующий операционный усилитель 8 подключен к первому выходу селектора октанта 7, а второй суммирующий операционный усилитель 9 - к первому и второму выходам селектора октанта 7. Последовательно с суммирующим операционным усилителем включены сумматор 10, компаратор 11, блок управления 12 и регистр 13, который соединен с управляющим выходом селектора октанта 7. Инвертор 14 включен между вторым выходом селектора октанта 7 и вторым входом суммирующих операционных усилителей 8 и 9, Выход второго суммирующего операционного усилителя 9 соединен с третьим входом первого суммирующего операционного усилителя 8 и входом линейного множительного блока 15, другой вход которого подключен к выходу регистра 13. Выход линейного множительного блока 15 соединен с другим входом сумматора 10, Выходы амплитудных модуляторов 4 через последовательно соединенные суммирующий масштабный блок 16 и фильтр низкой частоты 17 подключены к третьему входу второго суммирующего операционного усилителя 9. Выходы амплитудных модуляторов 4 подключены к другим входам суммирующего масштабного блока 16,Работает устройство следующим образом, При повороте вала синусно-косинусного дат, чика угла 1 на некоторый угол а в выходных обмотках его вырабатываются напряжения, амплитуды которых пропорциональны синусу и косинусу угла сг, поворота вала, Эти напряжения и сетовое напряжение, питающее синус- но-косинусный датчик угла 1, поступают соответственно в демодуляторы 2 и в сетевой де. модулятор 6, которые вырабатывают три на. пряжения постоянного токаОд А созз 1 по., У, й соз у созх и У где гр - сдвиг по фазе между выходными напряжениями синусно-косинусного датчика угла 1 и сетевым напряжением, определяемый параметрами датчика угла, и Й - коэффициент трансформации синусно-косинусного датчика угла 1, Широтно-импульсные модулято. ры 3 принимают эти напряжения, а также сиг-налы от генератора напряжения треугольной формы 5, и, используя в качестве опорного напряжения демодулированное напряжение сети У, формируют широтно-импульсные сигналы.Амплитудные модуляторы 4 осуществляют с использованием этих сигналов амплитудную модуляцию демодулированных напрягкений УЙ созз 1 п и УЙ соз соз, после чего они поступают в суммирующий масштабный блок 16, куда также поступает выходное напряжение У с сетевого демодулятора 6. Суммирующий масштабный блок 16 суммирует указанные наггрякения с масштабным коэффициентом /з, а фильтр низкой частоты 17 выделяет 11 остоянную составляющую этого сигнала.Выходные сигналы синусно-косинусного датчика угла 1 и напряжение У/г соз гр с выхода фильтра низкой частоты 17 поступают в суммирующий масштабный усилитель 9, а в суммирующий масштабный усилитель 8 подают сигнал У Й созга згпа, сигнал с инвертора 14 - У,А созгп соза, а также выходной сигнал суммирующего операционного усилителя 9. Суммирующие операционные усилители 8 и 9 суммируют указанные напряжения с некоторымп масштабными коэффициентами а, б и с, значения которых определены из условия наиболее точного приближения кода р, получаемого в преобразователе, к углу сг, йоворота вала синусно-косинусного датчика угла 1 в соответствии с выражением:с а+ о(з 1 пд+ созе) + (з 1 п а - созе)3а+ 6(з 1 па+ соза) Линейный множительный блок 15 умножает сигнал с выхода суммирующего операционного усилителя 9 на значение кода р, установленное в регистре 13,-а сумматор 10 и компаратор 11 сравнивают этот результирующий сигнал с выходным сигналом суммирующего операционного усилителя 8. Блок управления 12 производит подбор кодов в регистре 13 до тех пор, пока выходное напряжение компаратора 11 не станет равным нулю, В этот момент подобранный код Р в регистре 13 соответствует значению угла а поворота вала синуснокосинусного датчика угла 1.Независимость получаемого кода в предлагаемом преобразователе от параметров синус- но-косинусного датчика угла приводит к повышению точности преобразователя и стабильности его работы в широком температурном диапазоне. Например, при использовании в преобразователе синусно-косинусного датчика угла с гп=10 и при изменении Лг на 3 при повышении температуры окружающей среды ошибка преобразователя увеличивается всего лишь на 20". Предмет изобретенияПреобразователь угол - код, содержащий синусно-косинусный датчик угла, подключенный к демодуляторам, соединенным с селектором октанта, выход которого через последова. тельно соединенные суммирующий операцион. ный усилитель, сумматор, компаратор, блок управления, регистр подключен к линейному множительному блоку, к другому входу которого подключен второй суммирующий опера450217 Составитель И. НазаркинаРедактор Л. Цветкова Техред О. Гуменюк Корректор О. Тюрина Заказ 1202/15 Изд. Ме 1132 Тираж 624 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Типография, пр, Сапунова, 2 ционный усилитель, а к выходу - другой вход сумматора, первый и второй входы второго суммирующего операционного усилителя соединены с выходами селектора октанта и через инвертор - со вторым входом первого суммирующего операционного усилителя, к третьему входу которого подключен выход второго суммирующего операционного усилителя, управляющий выход селектора октанта соединен с другим входом регистра, сетевой демодулятор, входы которого подключены к другим входам демодуляторов, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности и стабильности работы преобразователя, в него введены широтно-импульсные модуляторы, генератор напряжения треугольной формы, суммирующий масштабный блок, фильтр низкой частоты и амплитудные модуляторы, причем выход сетевого демодулятора соединен с одним из входов суммирующего мас 5 штабного блока и с первыми входами широтноимпульсных модуляторов, к вторым и третьим входам которых подключены соответственно выходы демодуляторов и генератора напряжения треугольной формы, выходы широтно-пм пульсных модуляторов через последовательносоединенные амплитудные модуляторы, суммирующий масштабный блок и фильтр низкой частоты подключены к третьему входу второго суммирующего операционного усилителя, дру гие входы амплитудных модуляторов соединены с выходами демодуляторов,