Преобразователь угла поворота вала в код

О П И С А Н И Е (5)682931ИЗОБРЕТЕНИЯХ ВУ Союз Советских Социалистических Республик(45) Дата опубликования описания 30.08.79 Государственный комите СССР по делам изобретенийоткрытн 72) Авторы изобретени удин и В, Г, Курчав) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЪ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛ О Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в устройствах связи контролирующих и управляющих цифровых автоматов с объектами контроля и управления для преобразования угла поворота вала в код.Известны преобразователи угла поворота вала в код 11, содержащие многофазный датчик угла, компараторы, выходы которых согласно порядку чередования фаз датчика угла подключены к элементам И, элемент ИЛИ, блок выдачи кода, блок аналого-цифрового преобразования.Недостаток известного преобразователя состоит в сложности его схемы.Наиболее близким к изобретению решением являются преобразователь 2, содержащий многофазный датчик угла, выходы которого подключены к входам амплитудного селектора и детектора, соединенного с входами компараторов, выходы которых согласно их порядковому номеру , соответствующему порядку чередования фаз датчика угла, соединены с первыми входами элементов И и ( - 1)-входами пнверторов, выходы которы подкл 5 очены к вторь.м входам соответствующих элементов И,выходами связанных с входами элемента ИЛИ. К его недостатку относится невысокаяточность, вызванная недоиспользованием свойств многофазного датчика угла.Цель изобретения - повышение точности б преобразователя. Это достигается тем, чтов него введены блок аналого-цифрового преобразования, блок выдачи кода и функциональный делитель напряжения, выходы которого соединены с опорными входамп 10 соответствующих компараторов. Выходмаксимального сигнала амплитудного селектора соединен с входом функционального делителя напряжения, выходы амплитудного селектора - с входами блока ана 1 б лого-цифрового преобразования, выходыкоторого подключены к одному входу блока выдачи кода, к другому входу которого подсоединен выход элемента ИЛИ,На чертеже представлена функциональ ная схема преобразователя.Преобразователь содержит многофазныйдатчик 1 угла, включающий, например датчик 2 угла и фазорасщепитсль 3, выходы которого подключены к входам амплитудэ;, ного селектора 4 и детектора 5, соединенного с входамп компараторов 6. Выходы компараторов согласно пх порядковому номеру , соответству 5 ощему порядку чсрсдои;и 5 фаз дат 555 ка мгл 55, сосд 55 нс 555 с пс 1 э 6829315 О выми входами элементов И 7 и входами( - 1) инверторов 8. При этом выход 1 компаратора 6 связан с входом ( - 1) инвертора 8 и элемента И 7 (х= 1, 2, 3, , а),где и - число фаз. Выод инвертора 8 соединен с вторым входом элемента И 7 соотвстствующсго порядка, "1 псло элементовИ 7 и инверторон 8 составляет (и - 1), выоды элементов И 7 и первого компаратора 6 являются выходами грубых меток 1 Оугла, Выходы элементов И 7 соединены свходами элемента ИЛИ 9, выходы амплитудного селектора 4 - с входами блока 10аналого-цифрового преобразования, выходы которого подключены к одному входу 15блока 11 выдачи кода, к другому входу которого подсоединен выход элемента ИЛИ 9.Выход максимального сигнала амплитудного селектора 4 соединен с входом функционального делитсля 12 напряжения, выходы делителя - с опорными входами соответствующих компараторов 6. Число разрядов блока 10 аналого-цифрового преобразования соответствует числу выходовгрубых меток угла, т. е, числу т. 25Работает преобразователь следующимобразом.Сигналы датчика 2 угла поступают нафазорасщепитель 3, Для определенностибудем считать, что в качестве датчика 2 ЗОугла взят сельсин-датчик (М=З), выходные сигналы которого представлены системой уравненийУ, =У,япа 1 з 1 пю,35 У 2 - У 2 т з 1 п ю яп (в + 120 ),У, = Уз 1 псо з 1 п(р+ 240),где- время;р - угол поворота; 40К, в - амплитуда и круговая частота сигнала датчика угла.Фазорасщепитель 3 преобразует исходныесигналы в сигналы, представленные, например, системой уравнений 45У, =У з 1 пщ 1 яп р,У, = У,з 1 п а 1 яп (р + 30"),У, = У з 1 п а 1 з 1 п (з + 60),ЗбОУ, = У з 1 п м яп р+ Р - 1)и Сигналы фазорасщепителя 3 поступают на амплитудный селектор 4, который выделя ет минимальные и максимальные сигналы для данного угла р таким образом, что минимальный сигнал соответствует минимальному значению огибающих входных сигналов, т. е. представляет треугольное пофор- бО ме напряжение, составленное из наиболее линейных участков огибающих входных сигналов: от р=0 до р=15 (середина первого участка). Максимальный сигнал амплитудного селектора 4 соответствует бб максимальному значению С/ огибающих входных сигналов, который поступает на функциональный делитель 12 напряжения.Выходной сигнал датчика 1 утла 1/,= =У,з 1 п ь яп ср подается на вход детектора 5. Выходной сигнал детектора 5, соответствующий огибающей водного сигнала, проодвт и сигнальные воды линейки компараторов 6,Функциональный делитель 12 напряжения рассчитан таким образом, что напряжение на первом выходе равно выходному напряжению детектора 5 при р=15, на втором - при р=30 и т. д. В результате при отклонении датчика 1 угла от нулевого положения при угле р=15 включается один из компараторов 6, при угле ср=30 - второй компаратор и т, д.Сигналы компараторов 6 поступают на элементы И 7 и инверторы 8. В результате, при отклонении датчика 1 угла от нулевого положения при р=15 на выходе первого элемента И появляется метка угла 15. При угле р=30 соответствующий элемент И 7 выключает метку 15, а на выход выдается метка 30 и т. д. Так формируются грубые метки угла. Максимальный сигнал амплитудного селектора 4 поступает также в качестве опорного напряжения на блок 10 аналого-цифрового преобразования, на сигнальный вход которого подается минимальный сигнал. Поскольку данный сигнал сформирован из наиболее линейных участков сигналов датчиков, а максимальный сигнал практически не зависит от угла р, с достаточной степенью точности можно считать, что блок 10 аналого-цифрового преобразования работает с линейной функцией угла р, причем при отклонении датчика 1 угла от нулевого положения на возрастающих участках сигнала его разряды включаются в порядке старшинства, а на падающих участках выключаются в обратной последовательности.Метки угла 15, 45 и 5 через инверторы 8 управляют работой элементов И 7. При работе преобразователя на возрастающих участках минимального сигнала амплитудного селектора 4 выходные сигналы блока 10 аналого-цифрового преобразования поступают на выход блока 11 выдачи кода. На утлах р=15, 45, 75 осуществляется инверсия выходных сигналов блока 10 аналого-цифрового преобразования, т. е, старший разряд подается на выход младшего разряда, вход младшего разряда - на выход старшего и т. д, Это равнозначно тому, что после 15, 45 и 75 на выход преобразователя точные метки угла выдаются снова, начиная с младшей метки.Цена грубой метки угла определяется числом фаз выходного напряжения фазорасщепителя, цена точной метки угла - ценой грубой метки и числом разрядов блока 10 аналого-цифрового преобразования,682931 Составитель И. НазарикинаТехред А. Камышникова ректор Л. О едактор Т. Грузов Подпнс раж 727 Изд. М 50 Заказ 2116/12 апуова, 2 ипография При углах 0 - 15 точные метки проходят прямо на выход преобразователя, а при углах 15 - 30 старшие и младшие разряды меняются местами, что соответствует обратному скату минимального сигнала, Следовательно, при отклонении датчика 1 угла гр=О - 15 включаются точные метки в прямом направлении, при угле гр=15 - только одна грубая метка (без тонных), а при углах 15 - 30 - дополнительно к грубой метке точные метки и т. п. Начальные участки любой синусоиды линейны с погрешностью до 0,1 о/о пРи Углах 01-10. Очевидно, что для получения большей точности нужно использовать большее количество фазорасщепителей (фаз), т. е. оольшее число синусоид, следовательно, и большее число начальных участков с меньшей дискретностью. Формула изобретенияПреобразователь угла поворота вала в код, содержащий многофазный датчик угла, выходы которого соединены с входами амплитудного селектора и детектора, соединенного с входами компараторов, выходы которых согласно их порядковому номеру , соответствующему порядку чередования фаз датчика угла, соединены с первыми входами элементов И и (1 - 1)-входами инверторов, выходы которых подключены к вторым входам соответствующих элементов И, выходы которых соединены с входами элемента ИЛИ, отл и ч а ю щи йся тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в него введены блок аналогоцифрового преобразования, блок выдачи 1 О кода и функциональный делитель напряжения, выходы которого соединены с опорными входами соответствующих компараторов, выход максимального сигнала ах 1 илитудного селектора соединен с входом функ ционального делителя напряжения, выходыамплитудного селектора соединены с входами блока аналого-цифрового преобразования, выходы которого подключены к одному входу блока выдачи кода, к другому 20 входу которого подключен выход элементаИЛИ. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство ССС Р25525141, кл. Ст 08 С 9/00, 1974.2. Заявка1913202/18-24, кл. б 08 С9/00, 20.04.73, по которой принято решениео выдаче авторского свидетельства,