Преобразователь угла поворота вала в код

Союз СоветскихСоциалистицескихРеспублик 1703853 К АВТОРСКОМУ СОИ СТВУ 1) Доподните ное к авт. св 01.77 (21)(22) Заявлено 1 ц Ка 2С 5 08 С 9/00 444474,18-24 рисоединение заявкинвн кометСРзооретеннйрытнй осударс(23) Приорит ела Опубликовано 15.12,79. Дата оп бликования опц 11 етень хо 46 1,53 УДК 681 3 э 5 1088.8)(7) Здявитсл 541 ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВБАЛА В КОД 11 зобретешц отан цтся к области авточ 2 гц.ц и 1 цсгтс 1 цо 1 техники, в частности к преобрдзовдтслям аналоговой величины в код. ц мсжст быть использовано Д,151 СВ 51 ЗЦ П 1,1 ООВХ 11 СТОЧНЦКОВ ЦцфОРМдцци с цифровым вычислительным устройством.Известны преобразователи угла поворота вала в код, содержащие датчик угла, подключснцый к блоку формирования кода, в которьх датчик г,1 д работает в режиме пульсирующего поля. Выход датчика уэгла подключен к блоку формирования кода, содержащему несколько каскадно включенных ступсней, предназначенных для последовательного уменьшения зоны вычисляемого угла поворота, В каждой ступени используются элементы для вычитания из угла фиксированных опорных углов решением тригонометрических тождеств 1.Недостатком таких преобразователей является сложность ц невысокая разрешаюцая способность.Известны тдкжс преобразователи угла цОВОрот Валс В код, В которъх Выход датчика угла подключен к блоку преобразованця модулированных цо дмплцтудс выхсд. ных сигналов датчика угла в модулцрсвдццыс цо фазе синусоидальцые сигцальь Выход этого блока подключен к блоку црсобрдзовдция временных интервалов в код 21.Недостдтком этх,1 реобрзс 1 вТеле яв ляется отсутствие сигнализации об измсцсццц кода црц измс нсциц углового положения. Измсрсше каждого последх юшего зцдчсцця угла производится независимо от прсдд- щцх. Перед каждым последующим измс"рснием код предыдущего измерения стирдстся.Наиболее близким техническим рсцсццс к данному изобретеник является пресбрлзовдтель угла поворота вала в код, содержаций последовательно включенные гсцсратор импульсов, делитель частоты, блок гитания, синусно-косинусный датчик угл 1, фазосдвигающуо цепочку, компаратор и формирователь импульсов приращения фазы, другие входы которого соединены с выходами разрядов делителя частоты, и реверсцвный счетчик 3.Недостатком этого преобразователя является низкая точность, вызванная погрешностями блока питания, сдвига по фазе вывходных напряжений синусно-косйнусного датчика угла по сравнению с входными напряжениями, аддитивные погрешности фазосдвигающей цепочки и компаратора.Целью изобретения является повышение точности преобразователя.Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь угла поворота вала в код введены блок синхронизации и дополнительные последовательно соединенные фазосдвигающая цепочка, компаратор и формирователь импульсов приращения фазы, другие входы которого подключены к выходам раз-. рядов делителя частоты, а выходы формирователей импульсов приращения фазы через блок синхронизации подключены к входам реверсивного счетчика.В предложенном преобразователе полностью исключается фазовая нестабильность блока питания и входящих в него фильтров, а также фазовая нестабильность на частоте несущей выходных сигналов синусно-косинусного датчика по отношению к входным сигналам, Погрешности фазосдвигающих цепочек и компараторов значительно уменьшаются и определяются относительным изменением параметров фазосдвигающих цепочек и компараторов,Структурная схема преобразователя представлена на чертеже. Преобразователь содержит последовательно включенные генератор импульсов 1, делитель частоты 2, блок питания 3, синус- но-косинусный датчик 4, фазосдвигающую цепочку 5, компаратор 6 и формирователь 7 импульсов приращения фазы, вход которого соединен с выходом разрядов делителя 2 частоты. Выходы синусно-косинусного датчика 4 через последовательно включенные дополнительные фазосдвигающую цепочку 8 и компаратор 9 подключены к дополнитель-. ному формирователю 10 импульсовприращения фазы, другие входы которого соединены с выходами разрядов делителя 2 частоты, Выходы формирователей 7 и 10 через блок 11 синхронизации подключены к реверсивному счетчику 12.Блок 11 синхрониза ции предназначен для разделения импульсов, поступающих одновременно на входы сложения (или вычитания) реверсивного счстчика и для взаимного исключения импульсое, пситупающих однс 1 времснцо иа разные входы реверсивного счетч и ка. Блок 1 синхронизации состоит из элементов И 3 и 14. элементов 15 и 16 задержки, элементов ИЛИ 17 и 18, элемента И 19, формирователя 20, элементов 21 и 22 задержки и элементов 23 и 24 запрета.1 реобразователь работает следующим образомГенератор 1 импульсов формирует непрерывную последовательность импульсов, поступающих через делитель 2 частоты вблок 3 пиТания, где вырабатывается синусоидальный сигнал для питания синуснокосинусного датчика 4. Модулированные по амплитуде в функции угла поворота выходные сигналы синусно-косинусного датчика 4 поступают на фазосдвигающие це почки 5 и 8, где вырабатываются постоянные по амплитуде синусоидальные сигналы, которые сдвигаются по фазе в разные стороны от начального положения пропорционально углу поворота датчика 4. В компа. раторах 6 и 9 вырабатываются импульсы, в моменты перехода синусоидальных сигналов через нуль при положительном градиенте введены элементы И 13 и 14 и элементы 15 и 16 задержки. Два совпадающих входных импульса элемент ИЛИ, например; элемент 17, воспринимает как один импульс, при этом срабатывает соответствующий элемент И 13 и через элемент 15 задержки выходной импульс элемента И 13 поступает на третий 0 вход элемента ИЛИ 17.В результате предложенное устройствоимеет вдвое большую разрешающую способ"ность по сравнению с прототипом,При смещении выходных импульсов компаратора 6 и 9 в одном и том же направлении, что может быть вызвано фазовойнестабильностью блока 3 питания, синуснокосинусного датчика 4, фазосдвигающих цепочек 5, 8 и компараторов 6, 9, выходные 15 20 2 30 ЭУ 40 При неизменном угле поворота датчика 4 ход делителя 2 частоты в моменты формирования импульсов компаратором 6 (или 9) будет также неизменен, При изменении угла поворота датчика 4 код делителя 2 частоты в моменты формирования импульсов одним из компараторов, например компаратором 6, будет увеличиваться, а в моменты формирования импульсом другим компаратором 9- будет уменьшаться.К формирователям 7 и 10 импульсов приращения фазы подключены младшие разряды делителя 2 частоты, При изменении угла поворота выходные импульсы компараторов 6 и 9 перемещаются в разные стороны относительно кода младших разрядов делителя 2 частоты, В формирователях 7 и 10 вырабатываются импульсы приращения сдвига фазы. При положительном изменении угла поворота выходные импульсы формирователей 7 и 1 О поступают на входы элемента ИЛИ 17, На входе элемента ИЛИ 18 импульсы отсутствуют. Выходные импульсы элемента 17 через последовательно включенные элемент 21 задержки и элемент 23 запрета поступают на вход сложения реверсивного счетчика 2, а выходные импульсы элемента 18 через последовательно включенные элемент 22 задержки и элемент 24 запрета поступают на вход вычитания реверсивного счетчика 12. Для исключения погрешности при совпадении входных импульсов элементов 17 и 187038535импульсы формирователей 7 и 10 поступают на элементы ИЛИ 17 и 18 и далее на входы сложения и вычитания реверсивного счетчика 12 и взаимно компенсируются. При совпадении выходных импульсов элементов 17 и 18 срабатывает элемент И 19, его выходной импульс расширяется на формирователе 20 и, воздействуяна управляющие входы элементов 23 и 24, запрещает прохождение совпадающих выходных импульсов элементов 17 и 18 на входы реверсивного счетчика 12.Таким образом, устройство по сравнению с прототипом имеет большую разрешающую способность и меньшую погрешность от влияния фазовой нестабильности его блоков, что в целом повышает точность преобразователя. 45Экономический эффект от использования преобразователя обусловлен указанными выше его техническими преимуществами. формула изобретенияПреобразователь угла поворота вала зб в код, содержащий последовательно включенные генератор импульсов, делитель частоты, блок питания, синусно-косинусный датчик, фазосдвигающую цепочку, компаратор и формирователь импульсов приращения фазы, другие входы которого соединены с выходами разрядов делителя частоты, и реверсивный счетчик, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в него введены блок синхронизации и дополнительные последовательно соединенные фазосдвигающая цепочка, компаратор и формирователь импульсов приращения фазы, другие входы которого подключены к выходам разрядов делителя частоты, а выходы формирователей импульсов приращения фазы через блок синхронизации подключены к входам реверсивного счетчика. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США3480946, кл. 340-347,1969.2. Патент США3505669, кл. 340-347,1970.3. Авторское свидетельство СССР218543, кл. 6 08 С 9/00, 1968 (прототип),Составитель И. кая Техред О, Луго Тираж 710 ИИПИ Государственного по делам изобретений 5, Москва, Ж - 35, Рау ППП Патент, г, УжгорРедактор Н. КамеиЗаказ 7778/44ЦН1130филиал Назаркинавая Корректор ГПодписноекомитета СССРи открытийшская наб д, 4/5од, ул. Проектная,ешетн