Преобразователь угла поворота вала в код

Союз Советсиик Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ оц 746656арстаенный комитетСССРелам изобретенийи открытий суд атаопубликованияописания 07078 2) Авторыизобретения П.Глаголев и Е.В,Замолодчик 1 К.Смирн 1) Заявител(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОВОРОТА ВАЛА В К 0 о 25е.Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники, и может быть использовано для связи аналоговых источников информации с цифровым вычислительным устройством.Известны преобразователи угла поворота вала .в код. Одни из известных преобразователей угла поворота в сдвиг фазысодержат синусно-косинусО ный датчик (СКД) угла, вход которого подключен к блоку питания, а выходы - к фазочувствительиым выпрямителям, другие входы которых подключены к блоку питания, выходы фазочувстви тельных выпрямителей подключены к входам модуляторов, другие входы которых соединены с выходом двухфазного источника прямоугольных сигналов, выходы модуляторов подключены к суммирующему и вычитающему блокам, выходы которых через фильтры подключены к выходу преобразователей 1 .Недостатком известного преобраз вателя являются большие габариты и низкая точность, вызванная измен нием параметров фильтров.Известен также преобразователь угла поворота вала в код, содержащий синусно-косинусный датчик, каждый иэ выходов которого черезпоследовательно соединенные фазочувствительный выпрямитель и модулятор подклю.чены к соответствующим входам фаэосдвигающего.элемента, выход которого через один компаратор подключенк первому входу измерителя временныхинтервалов, второй вход которого соединен с выходом другого компаратора, делитель частоты 2,Недостатком этого преобразователя являются ббльшие Габариты, определяемые габаритами фильтра на входеСКД и низкая точность, вызваннаятемпературой и временной нестабильностью блоков в цепи канала формирования стоп-импульса, особенно фильтров,. входящих в состав модулятора,Йаиболее близким техническим решением к данному является преобразователь, содержащий СКД, вход которого соединен с выходом генератора импульсов через последовательно включенные делитель, частоты и фильтр, авыход СКД через блок фазосдвигающихэлементов подключен к двум компараторам, выходы которых подключены кЬВИ), третий вход которого соединенс выходом генератора импульсов 1 .Недостатком таких преобразователейявляются большие габариты, определяемые габаритами фильтра, установленного на входе СКД и предназйаченногодля формирования мощного высоковольтного"синусоидального сигнала для питания СКД.Другим недостатком их является:ограниченная точность, вызванная искажением Формы синусоидального сигнала при, его передаче через СКД, и ограниченная разрешающая способность,определяемая верхней граничной частотой генератора импульсов и первы=мй каскадами делителя частоты с одной стороны и нижней граничной час-тотой передачи СКД с другой стороны,, Целью иэобретенчя является уменьшение габаритов преобразователя иповышение его точности.Поставленная цель достигаетсятем, что в преобразователь угла по" ворота вала в код введены выйрямители,модулягоры и дополнительноделитель частоты и Фазосдвигающий -эяемент, выход сииусно-косинусного датьМа соединен с первыми входамивыпрямителей, выходы которых подйлю-чейй к"первым входам модуляторов,вйход каждого"иэ которых соединенс.соответствующим входом ФазосдвигаюйЖфо-"элемента, выход"дополнйтельного Фазосдвигающего элемента соединен "ссо" вхбйм"другого компаратора;выход"делйтейй"чаСтбгй соедийен со вторымивходами выпрямителей непосрецствен"йои через последовательно соединенное дополнительный"делйтель"чатотйи ФилЬтр со вторыми входами модуляторов.Преобразователь содержит генератор 1 импульсов, подключенный черездополнительный делитель 2 частотыквходу"синусно-косинусногодатчика3, каждый иэ- выходов которого черезпоследовательно соединенные Фазочувствительный выпрямитель 4 или 5,модулятор б или 7 подключены к вхо-дам Фазосдвигающих элементов 8 и 9.ВыходЫ Фаэосдвигающих элементов 8 и9 через соответствующие компараторы:10 и 11 подключены к двум входам измерителя 12 временных интервалов,третий вход которого соединен с выходом генератора 1 импульсов. Выходделителя 2 частоты через последоватееъно включенные делитель 13 частоты и Фильтр 14 подключен к другимвходам модуляторов б и 7.В качестве модуляторов б и 7 мбгутбыть использованы балансные модуляторы в микромодульном исполнении,например серии 140 МА 1.В качестве Фазосдвигающих элементов могут бить иопользованы"или пассивныв Вб=цепочки, или суммирующией Вычитающие операционные усилители,Преобразователь работает следующим образом.Генератор 1 Формирует импульсывысокой частоты. На выходе делителя2 Формируются йрямоугольные импульсы5СкМажностью"два, поступающие в обмотку возбуждения синусно-косинусного датчика 3, где они модулируютсяпо амплитуде в зависимости от измеряемого угла поворота. В Фазочувствительных выпрямителях 4 и 5 выделяются огибающие выходных сигналовсинусно-косинусного датчика 3, пропорциональные синусу и косинусу угла.поворота.В делителе 13 происходит дополни 15 тельное деление частоты выходныхсигналов делителя 2. фильтр 14 иэпрямоугольного Формирует синусоидальный сигнал, который в виде несущейчастоты поступает на входы модулято 2 О ров 6 и 7. В модуляторах 6 и 7 образуются переменные сигналы с частотойвыходных сигналов делителя 13 и модулированные по амплитуде в Функциисинуса и косинуса угла поворота СКД.д Из модулированных по амплитуде сигналов на фазосдвигающем элементе 8 Формируется сигнал, сдвинутый по фазе сопережением на угол, пропорциональныйуглу поворота СКД, а на Фаэосдвигающем элементе 9 формируется сигнал,сдвинутый по фазе с отставанием наугол, пропорциональный углу поворотаСКД. Компараторы 10 и 11 Формируютиэ синусоидальных сигналов старт- истоп-импульсы, временной интервал5 между которым преобразуется в измерителе 12 в код путем заполнения импульсами высокочастотного генератора 1,В предложенном преобразователе40 через Фильтр 14 передается маломощный низковольтный сигнал. Поэтомуздесь можно использовать активныйполосовой фйльтр в интегральном исполнении, например серии 276 фЕЗ. Визвестных преобразователях черезфильтр, установленный на входе СКД,передается мощный высоковольтныйсигнал, длячего используется пассивный фильтр, имеющий большие габариты и вес, Все остальные элементыпредложенногб преобразователя такжемогут быть"в интегральном исполнении.Использование изобретения позволитуменьшить габариты преобразователя в1,7 раза.Температурная и временная нестабильность параметров фильтра 14 предложенного устройства приводит к одинаковому Фазовому сдвигу сигналовнесущей частоты в каналах, формирующих старт= и стоп-импульсы, и не влияет на точность преобразования угла.Выбором коэффициента передачи де-лителя 13 частоты можно в широких пределах регулировать соотношение между частотой старт-, стоп-импульсов746656 формула изобретения 20 25 Составитель И,Назаркинаактор О.Стенина Техред М. Петко Корректор М. Вигу раж 682 Подписноеенного комитета СССРтений и открытийРаушская наб д, 4/5 956/43 ЦНИИПИ Государс по делам изоб 13035, Москва, Ж,Заказ Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4г и частотой импульсов зайолнения временного интервала независимо от амплитудно-частотной характеристики СКД.Для расширения области применения целесообразно выполнить делитель 13 с переключаемым коэффициентом переда чи и набором. параллельно включенных фильтров 14. При этом чем больше коэффициент передачи делителя 13, тем меньше быстродействие и больше разрешающая способность преобразователя. 0Таким образом, предложенный преоб.разователь имеет меньшие габариты и большую точность по сравнению с известным преобразователем.Экономический эффект от использования.предложенного преобразователя определяется его техническими преимуществами. Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий генератор импульсов, соединенный с первым входом измерителя временных интервалов непосредственно и через делитель частоты со входом синусно-косинусного .датчика, фазосдвигающий элемент, соединенный через один из компараторов ,с одним из: входов измерителя временных интервалов, другой компараторсоединен с другим входом измерителявременных интервалов, и фильтр, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью уменьшения габаритов и повышения точности преобразователя, в неговведены выпрямители, модуляторы и дополнительные делитель частоты и фаэосдвигающий элемент, выход.синуснокосинусного датчика соединен с первыми входами выпрямителей, выходыкоторых подключены к первым входаммодуляторов, выход каждого изкото-рых соединен с соответствующим входом фазосдвигающего элемента, выходдополнительного фазосдвигающего элемента соединен со входом другогбкомпаратора, выход делителя частотысоединен со вторыми входами выпрямителей непосредственно и черезпоследовательно соединенные дополнительный делитель частоты и фильтрсо вторыми входами модуляторов.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9404110, кл, 6 08 С 9/00, 1971.2. Авторское свидетельство СССР9452027, кл. 6 08 С 9/00, 1973.3. Патент США Р 3505669,кл. 340-347, опублик. 1970 (прототип).