Преобразователь угла поворота вала в код

(19) )И) 3)51) С 08 С 9 ГОС ПО ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ НА 61) 21) 46) 72) 4) о и дж ) ) рскоестроезербю ни ба детельств 9/04, 198 903 прот(54)(57) ПРЕОБРАВО РОТА ВАЛА В КОД по о т л и ч а ю щ и с целью расширения нения лреобразоват дены селектор окта компаратор, третий АТЕЛЬ УГЛА ПОВО авт. св. 9 9039с я тем, что, области примел.я, в него вве - та, коммутатор, преобразователь ДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ НОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 9039293615861/18-2421.04.8315.09.84. Бюл. РВ.Б.ИбрагимовСпециальное консгеофизического института геологианской ССР681.325 (088.8)1. Авторское сви929, кл, С 08 Сотип),код - напряжение и четнертый блокэлементов И, входы селектора октантасоединены со статорной и роторнымиобмотками синусно-косинусного вра- -щающегося трансформатора, а выходс управляющим входам коммутатора,информационные входы которого соединены с выходами блока фазочувстни-.тельных детекторов, первый выходс первым входом компаратора, а втос аналоговым входомпреобразователя коде, цифровой вход которогок первому выходу счетчика,к второму входу комвыход которого подключенющему входучетвертого бло.- тов И, информационный входсоединен с первым выходома выход является четвером преобразонателя,рой выход третьегонапряжениподключен а выход паратора, к управля ка элемен которого счетчика, тым выход40 Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике иможет быть использовано в системах управления для ввода угловыхвеличин в цифровую вычислительнуюмашину, а также в системах автоматического регулирования, связанных с угловыми перемещениями.По основному авт.св, 9903929 известен преобразователь угла поворотавала в код, содержащий генератор импульсов, выход которого соединен свходом счетчика, первый выход которого соединен с первым входом первого блока элементов И, второй выход счетчика соединен с входом цифрового синусно-косинусного форьирователя, первый выход которого соединенс первыми входами первого преобразователя код-напряжение и второгоблока элементов И, второй выход циф, рового синусно-косинусного формирователя соединен с первыми входамивторого преобразователя код-напряжение и третьего блока элементов И, синусно-косинусный вращающийся трансформатор и нуль-орган,выход которого соединен с вторымивходами блоков элементов И, блок фазочувствительных детекторов и суммирующий усилитель, входы которогосоединены с выходами преобразователей код - напряжение, а выходс входом нуль-органа, входы блокафазочувствительных детекторов соединены с выходами синусно-косинусного вращающегося трансформатора,а выходы - с входами преобразователей код - напряжение 1(.Недостатком известного устройства является отсутствие возможности для воспроизведения тангенсной(котангенсной) зависимости.Цель изобретения - расширение области применения преобразователя,Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь введены селектор октанта, коммутатор, ком- паратор, третий преобразователь коднапряжение и четвертый блок элементов И, входы селектора октанта соединены со статорной и роторными обмотками синусно-косинусного вращаю-щегося трансформатора, а выход - с управляющим входом коммутатора, информационные входы которого соединены с выходами блока фазочувствительных детекторов, первый выход - с первым входом компаратора, а второй выход - с аналоговым входом третьего преобразователя код-напряжение, цифровой вход которого подключен к первому выходу счетчика, а выход - к второму входу компаратора, выход которого подключен к управляющему входу четвертого блока элементов И, информационный вход которого соединен с первым выходом счетчика,1 О 15 20 25 30 35 45 50 55 60 65 а выход является четвертым выходомпреобразователя.На чертеже представлена структурная схема предлагаемого преобразователя,Преобразователь содержит генератор 1 импульсов, выход которого соединен с входом счетчика 2, первый выход которого подключен к информационному входу первого блока 3 элементов И, а второй выход - к входу цифрового синусно-косинусного формирователя 4, выходы которого соединены синформационными входами второго 5 итретьего б блоков элементов И, а также с цифровыми входами первого 7 ивторого 8 преобразователей код-напряжение, синусно-косинусный вращающийся трансформатор (СКВТ) 9, статорная обмотка возбуждения которогоподключена к источнику напряженияпитания (не показан), а роторныесинусная и косинусная обмоткик сигнальным входам блока 10 Фазочувствительных детекторов, опорныевходы которого соединены с выходомисточника напряжения питания, а выходы - с аналоговыми входами первого и второго преобразователей коднайряжение, выходы которых соединены с входами суммирующего усилителя 11, выход которого черезнуль-орган 12 подключен к управляющим входам первого, второго и третьего блоков элементов И, выходы которыхявляются соответственно первым, вторым и третьим выходами устройства,и селектор 13 октанта, входы которого соединены со статорными и роторными обмотками СКВТ, а выход -с управляющим входом коммутатора14, информационные входы которогосоединены с выходами блока фазочув-.ствительных детекторов, первый выход - с первым входом компаратора15, а второй выход - с аналоговымвходом третьего преобразователя16 код-напряжение, цифровой входкоторого подключен к первому выходусчетчика, а выход - к второму входукомпаратора, выход которого подключенк управляющему входу четвертого блока 17 элементов И, информационныйвход которого соединен с первымвыходом счетчика, а выход является четвертым выходом преобразователя,Преобразователь работает следующим образом.Импульсы с генератора 1 импульсовпоступают на счетчик 2, на выходахкоторого формируется циклический код(код цифровой линейной разверткиИр), образующий временную шкалу преобразования. Этот код поступает наинформационные входы блоков 3 и 17элементов И и на адресныйвход цифрового Формирователя 4, который выда.(з),О 4 =Осоьй 1 дсдгФ,35 Осоьй (д 1),Осад:ОъмВ (ь г ) ет коды Ис, И, связанные с Чрсинусной и косинусной зависимостями, на информационные входы блоков 6 и 5 элементов И, а также на цифровые входы преобразователей 8 и 7 коднапряжение соответственно,На статорную обмотку возбуждения СКВТ 9 подается напряжение Од питания, а с роторных обмоток снимаются напряжения вида: О=ко,ь;,С пВ,(4)0- К О рк ыоь В,где Ощ,ы - амплитудное значение и круговая частота напряжения питания;К, 9 - коэффициент трансформации и угол поворота ротора СКВТ,Эти напряжения детектируются блоком 10, с выходов которого снимаются напряжения вида: Напряжения Ос, О поступают на аналоговые входы преобразователей 7 и 8 соответственно, осуществляющих цифро-аналоговое перемножение О,с И ОМ . В результате на выходах преобразователей форми,руются напряжения вида: где ы- й 1/у- круговая частота(1 - частота следования импульсов генератора 1) П - разрядность преобразователя) . 40Напряжения О, О подаются на суммирующий усилитель 11, выходное напряжение которого (при условии равенства коэффициентов передачи к 1= к =к по инвертирующему и неинвертирующему 45 входам ) записывается следующим обрао =кО з 1(ыг 1-9) . (4) Таким образом, на выходе суммирующего усилителя 11 фоРмиРУетсясинусоидальное напряжение с частотой,определяемой частотой следованив импульсов генератора 1 и разрядностьюпреобразователя, и со сдвигом Фазы,определяемым углом поворота 6 ротораСКВТ. Как видно из выражения (4),фазовый сдвиг, пропорциональный 9не зависит ни от частоты, ни от ампли..туды питающего напряжения О , авремя преобразования определяетсятолько частотой следования импульсов генератора 1 и разрядностьюпреобразователя,Напряжение О с выхода суюагрующего усилителя 11 поступает на нульорган 12, который формирует импульсы 65 в моменты перехода синусоидального напряжения через нуль от отрицатель ного значения к положительному, Эти импульсы поступают на вторые (управляющие) входы блоков 3,5 и 6 элементов И, разрешая считывание кодов с выходов счетчика 2 и цифрового формирователя 4. Так как в момент срабатывания нуль-органа содаржимое счетчика и формирователя представляет собой цифровой эквивалент. угла, синуса и косинуса угла поворота 9 , то с выходов блоков 3, 5 и б элементов И в данный момент времени могут быть считаны значения кодов угла ( М ), косинуса ( Н) и синуса ( Б ) угла поворота ротора СКВТСелектор 13 октанта - по результатам анализа знака фазы (относительно Сри соотнсшеиия амплитуд выходных напряжений О,и О СКВТ 9 определяет октант угла поворота 6 и управляет коммутатором 14 таким образом, чтобы в каждом октанте под ключнть к первому входу компаратора 15 меньшее ( О, , а к аналоговому входу преобразователя 16 код-напря" жение - большее ( Об ) иэ выходных напряжений 4 сОг блока 10 (в 1, 4,5 и 8 октантах юг=Ос р Ок =О 4 к р во 2, 3, б и 7 октантЪх О=О, Об =1 с ) . Преобразователь 16 код-напряжение, на цифровой вход которого поступает код Яр линейной развертки с выхода счетчика 2, реализует операцию цифро-аналового перемножения ЮрО,с ( или Вр О), а компа. ратор 15 - операцию сравнения подан" ных на его входы напряжений, причем в момент равенства компаратор сра" батывает, формируя импульс, который разрешает считывание кода с выхода счетчика 2 через блок 17 элементов Ч, Например, в первом октанте на выходе преобразователя 16 формируется напряжение вида которое сравнивается с напряжениемО,с =Ог;В . В момент времени р,соответствующий равенствуц эи 9 = о ссъ В (я 1 ), (5 )компаратор 15 выдает импульс, который поступает на управляющий входблока 17 и разрешает считывание кодас выхода счетчика 2 в следующем видегВ)4 р: Н,: КаВ, (Ь)где К = сопвс,Во втором октанте (Ос подаетсяна аналоговый вход преобразователя16, О - иа первый вход компаратора15) айалогично получаем в моментравенстваЗаказ 6623/42 Тираж 568 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д,4/5филиал ППП Патент, г.Ужгород, ул,Проектная, 4 фиксируемого компаратором 15, коди на четвертом выкатеустройства Таким обраэбм, предлагаемый преобразователь позволяет формировать дополнительную тангенсную и контанге н сную з ави симо сти, что расширяет его функциональные воэможности.