Способ преобразования угловых перемещений в код

ОЮЗ СОВЕТСКИХОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК 4(51) Н 03 М 1 22 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(72) В.А. Карпов и Е.Г. Абаринов (71) Гомельский политехнический институт(56) 1. Зверев А.Е, и др. Преобразователи угловых перемещений в цифровой код. Л., "Энергия", 1974, с. 86.2. Авторское свидетельство СССР У 485482, кл. С 08 С 9/00, 1974 (прототип).(54)(57) СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ УГЛОВЪХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ В КОД, основанный на формировании первого и второго сигналов одной частоты, сдвинутых один относительно другого ло фазе на 90 , третьего и четвертого сигнаолов другой частоты, сдвинутых одино относительно другого на 90, формировании первого и второго напряжений питания синусно-косинусного датчика, причем первое напряжение питания формируют из первого сигнала, преобразовании первого и второго напряжений питания в пятый и шестой сигналы, функционально зависимыеот углового перемещения, формировании первого и второго модулированных сигналов, их суммировании и выделении из суммарного сигнала опорного сигнала, частота которого равна разности между одной и другойчастотами, формировании третьегои четвертого модулированных сигналовпутем модулирования пятого и шестого сигналов третьим и четвертымсигналами, их суммировании и выделении из суммарного сигнала информационного сигнала, частота которогоравна разности между одной и другойчастотами, а его фаза относительноопорного сигнала пропорциональнаугловому перемещению, преобразовании фазы информационного сигнапав код, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения линейности преобразования, второе напряжение питания формируют из третьегосигнала, а формирование первогои второго модулированных сигналовосуществляют модулированием пятОгои шестого сигналов первым и вторымсигналами.37582 2 5 10 5 20 25 30 55 в код Я,35 40 45 50 1 11Изобретение относится к информа" ционно-измерительным и управляющим системам с применением цифровых вычислительных машин.Известен способ преобразования угловых перемещений в код, основанный на формировании двух переменных напряжений питания синусно-косинус- ного датчика, сдвинутых друг относи"о тельно друга по фазе на 90 , преобразовании напряжений питания в два сигнала, фаза одного из которых отно. сительно первого напряжения питания равна угловому перемещению, а фаза второо сигнала относительно первогоо напряжения питания равна сумме 90 и угловому перемещению, и преобразовании фазы одного из сигналов Наиболее близким к предложенному по техническому решению является способ преобразования угловых перемещений, основанный на формировании первого и второго сигналов одной частоты, сдвинутых один относительно другого по фазе на 90 , третьео го и четвертого сигналов другой частоты, сдвинутых один относительно другого на 90 , формировании первого и второго напряжений питания синусно. косинусного датчика, причем первое напряжение питания формируют из первого сигнала, преобразовании первого и второго напряжений питания в пятый и шестой сигналы, зависящие от углового перемещения, формировании первого и второго модулированных сигналов, их суммировании и выделении из суммарного сигнала опорного сигнала, частота которого равна разности между одной и другой частотами, формировании третьего и четвертого модулированных сигналов путем модулирования пятого и шестого сигналов третьим и четвертым сигналами, их суммировании и выделении из суммарного сигнала информационного сигнала., частота которого равна разности между оцной и другой частотами, а его Фаза относительно опорного сигнала пропорциональна угловому перемещению, преобразовании фазы информационного сигнала в код, второе напряжение питания формируется иэ второго сигнала, а первый и второй модулированные сигналы получают путем модулирования первого и второго сигналов третьим и четвертым сигналами соответственно 2 .Недостатком известного способаявляется недостаточная линейностьпреобразования углового перемещенияв код.Цель изобретения - повышениелинейности преобразования.Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу преобразования угловых перемещений в код,основанному на формировании первого и второго сигналов одной частоты,сдвинутых один относительно другогоопо фазе на 90 , третьего и четвертого сигналов другой частоты,сдвинутых один относительно другоого на 90 , формировании первогои второго напряжений питания синусно-косинусного датчика, причемпервое напряжение питания формируютиэ первого сигнала, преобразовании первого и второго напряженийпитания в пятый и шестой сигналы,функционально зависимые от угловогонеремещения, формировании первогои второго модулированных сигналов,их суммировании и выделении иэсуммарного сигнала опорного сигнала, частота которого равна разностимежду одной и другой частотами,формировании третьего и четвертогомодулированных сигналов путем модулирования пятого и шестого сигналов третьим и четвертым сигналами,их суммировании и выделении изсуммарного сигнала информационногосигнала, частота которого равнаразности между одной и другой частотами, а его фаза относительно опорного сигнала пропорциональна угловому перемещению, преобразованиифазы информационного сигнала в код,второе напряжение питания формируютиз третьего сигнала, а формированиепервого и второго модулированныхсигналов осуществляют модулированием пятого и шестого сигналов первым и вторым сигналами.На чертеже приведена функциональная схема устройства, реализующегоспособ преобразования перемещенияв код,Устройство содержит задаюпдйгенератор 1, блок 2 делителей частоты, синусно-косинусный вращающийсятрансформатор (СКВТ) 3, блок 4выделения фаэомодулированных сигналов,состоящий, например, иэ бло1137582 Эков 5-8 умножения, сумматоров 9и 10 и фильтров 11 и 12 разностнойчастоты, блок 13 преобразованияфазы в код.Устройство работает следующимобразом.С помощью блока 2 делителей частоты из высокочастотных колебанийзадающего генератора 1 получаютсядва квадратурных периодических сигнала частот я и и . д, ) ы 1,которые используются для питаниястаторных обмоток возбуждения СКВТ 3напряжениями с частотами Я, и Я2и выделения фазомодулированных сигналов разностной частоты. В результате на выходных обмотках СКВТ 3будут напряжения:112 ф 6(,со 5 и 1 со 60 ф 1 особ Ю 21 5 ю 06))110Е( со 5 и 1 ъп м,-со 5 со 1 со 5 ж) )где 1 , 1 2 - коэффициенты трансформации синуснокосинусного датчика 3 на частотахЯ, и бд,В блоках 5-8 сигнал 0 умножается иа соц,и сов и,а сигнал- на ваап и, и 5 о о) 1, а наих входах получаем напряжения,где Я = Ы - Ы 2, Напряжения О и 08суммируются в сумматоре 9, а напряжения Оь и 0 - в сумматоре 10.Фильтры 11 и 12 разностной частотыпрепятствуют прохождению на их выход составляющих входных сигналовс частотами, отличными от й,. 4В результате на входах б.".ока 13преобразования разности фаз в код присутствуют сигналы:01, Ма(й 1 юЛ,Мц 1 со(ЧЛЕН с 6 )а выходной код преобразователя равенй =2 К Если принять во внимание, чтоотличия взаимного расположения обмоток статора и ротора от 90 составляют оо и 3 соответственно, то выходной код с точностью до членов второго порядка малости равен 3=2 м 3 -3 -90с РКак видно из этого вйражения,малые отклонения осей статорныхи роторных.обмоток от 90 с точностьюодо членов второго порядка малостивносят погрешности, не приводящиек нарушению линейности преобразова"ния. Можно показать, что погрешность от ряда других несовершенствсинусно-косинусного датчика 3 впервом приближении также не приводит к нарушению линейности преобразования, например, от малой магнитной асимметрии, вызванной эллипсностью расточек статора или ротора,различного рода эксцентриситетамиУпогрешности от неравенства параметров статорных или роторных цепей,электромагнитной асимметрии и т.п.Кроме того, при достаточныхдобротностях фильтров 11 и 12 раэностной частоты эапитывать синуснокосинусный датчик 3 можно прямоугольными напряжениями, а также 40 прямоугольные напряжения можно использовать в качестве модулир"ю, щих, что ведет к упрощению реализации способа и повышению линейностипреобразования.1137582 Составитель ВСидоренкоТехрсд Т.Фанта Редактор Л.Веселовская орректор Н ль Заказ 10540 42 Тираж 871 ВНИИПИ Государственного комитета СС по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб.