Преобразователь угла поворота вала в код

(19) ОЦ 4(51) Н 03 И 1/46 1Л ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 13 .,ГОсудАРстВенный НОмитет сссРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Специальное конструкторскоебюро геофизического приборостроенияИнститута геологии АН АЗССР(56) 1. Авторское свидетельство СССРВ 591900, кл. 6 08 С 9/04, 1976.2. Авторское свидетельство СССРИ 796889, кл. С 08 С 9/04, 1979(прототип). Х (54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВО" РОТА ВАЛА В КОД, содержащий генера" тор, выход которого соединен с входом синусно-косинусного датчика угла, источник эталонного напряжения, выход которого соединен с первым входом нуль-органа, блок преобразования напряжения в код, выход которого подключен к последовательно соединенным регистру и постоянному запоминающему устройству, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности преобразователя в него введены коммутатор, блок вы"борки и хранения, первый и второйэлементы задержки и селектор октанта, первый вход которого соединенс выходом генератора, второй и третий входы - с соответствующими выходаии синусно-косинусного датчикаугла и подключены,к информационнымвходам коммутатора, первый и второйвыходы селектора октантов подключены соответственно к управляющемувходу коммутатора и к первому управляющему входу регистра, первый выход коммутатора через блок выборкии хранения подключен к информационному входу блока преобразования напряжения в код, а второй выход непосредственно - к второму входу нульоргана, выход которого соединенсуправляющим входом блока выборки ихранения и с входом первого элемента задержки, выход которого соединенс управляющим входои блока преобразования напряжения в код и с входом второго элемента задержки, вы"ход которого подключен к второмууправляющему входу регистра.Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано в информационно-измерительных системах для построения преобразователей угла - код с синусно-косинусными датчиками угла.Известен преобразователь угла в код, содержащий генератор, выход которого соединен с входом синусно косинусного датчика угла, последовательно соединенные блок преобразбвания напряжения в код и блок переда- чи кода, коммутатор и селектор октанта, первый вход которого соединен с 1 выходом генератора, второй и третий входы - с соответствующими выходами синусно-косинусного датчика угла и информационными входами коммутатора, а выходы - с управляющими входами 20 блока передачи кода и коммутатора, выход коммутатора подключен. к входу бдока преобразования напряжения в код, а третий выход селектора октанта через блок констант - к первому 25 входу блока сложения кодов, второй вход которого соединен с выходом блока передачи кода, а выход является выходом преобразователя 1 .Недостатком такого преобразовате- ЗО ля является невысокая точность, обусловленная погрешностью нелинейности преобразования.Наиболее близким техническим решением к данному является преобразо ватель угла поворота вала в код, содержащий генератор, выход которого соединен с входом синусно-косинусного датчика угла, источник эталонного напряжения, выход которого соеди О нен с первым входом нуль-органа, блок преобразования напряжения в код, подключенный к последовательно соединенным регистру и постоянному запоминающему устройству, второй вход нуль-органа подключен к первому выходу синусно-косинусного датчика угла, второй выход которого соединен с входом блока преобразования напряжения в код, управляющий вход регистра фф соединен с выходом нуль-органа 121. Недостатком такого преобразователя является динамическая погрешность, вызванная конечным быстродействием Я аналого-цифрового преобразования выходного напряжения синусно-косинусвого датчика угла. Цель изобретения - повышение точности преобразователя угла поворота вала в код.11 оставленная цель достигается тем, что в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий генератор, выход которого соединен с входом синусно-косинусного датчика угла, источник эталонного напряжения, выход которого соединен с первым входом нуль-органа, блок преобразования напряжения в код, выход которого подключен к последовательно соединенным регистру и постоянному запоминающему устройству, введены коммутатор,. блок выборки и хранения, первый и второй элементы задержки и селектор октанта, первый вход которого соединен с выходом генератора, второй и третий входы в ,с соответствующими выходами синусно-косинусного датчика угла и подключены к информационным входам коммутатора, первый и второй выходы селектора октантов подключены соответственно к управляющему входу коммутатора и к первому управляющему входу регистра, первый выход коммутатора через блок выборки и хранения подключен к информационному входу блока преобразованяи напряжения в код, а второй выход непосредственно к второму входу нуль- органа, выход которого соединен с управляющим входом блока выборки и хранения и с входом первого элемента задержки, выход которого соединен с управляющим входом блока преобра" эования напряжения в код и с входом второго элемента задержки, выход которого подключен к второму управляющему входу регистра.Сущность технического решения заключается в фиксации мгновенного значения выходного напряжения синусно-косинусного датчика угла (в момент времени С, соответствующий срабатыванию нуль-органа), аналогоцифрового преобразования (в момент времени Е , отстоящий от Е на врел.мя в , равное апертурному времени блока выборки,и хранения) и записи результата указанного преобразования (в форме прямого или обратного кода - в зависимости от номера октанта) в регистр (в момент времени й отстоящий от С на время , равное длительности цикла измерения в блоке преобразования напряжения в код.з 1162На чертеже представлена структурная схема преобразователя,Преобразователь содержит генератор 1, выход которого соединен свходом синусно-косинусного датчикаугла (СКДУ) 2, источник 3 эталонного напряжения, выход которого соеди"нен с первым входом нуль-органа 4,и селектор 5 октанта, первый входкоторого соединен с выходом генератора, второй и третий входы - с соответствующими выходами СКДУ и информационными входами коммутатора6, первый и второй выходы селектора октантов подключены соответствнно к управляющему входу коммутатора6 и первому управляющему входу регистра 7, первый выход коммутатора6 через блок 8 выборки и храненияподключен к информационному входублока 9 преобразования напряженияв код, а второй выход непосредственно - к второму входу нуль-органа 4,выход которого соединен с управляющим входом блока 8 выборки и хранения и входом элемента 10 задержки,выход которого соединен с управляющим входом блока 9 преобразованиянапряжения в код и входом элемента11 задержки, выход которого подключен к второму управляющему входу регистра 7, выход которого подключенк постоянному запоминающему устройству (ПЗУ) 12,Преобразователь угла поворота валав код работает следующим образом.Напряжение П питания, Формируемое генератором 1, подается на обмотку возбуждения СКДУ 2, при этом свыходных обмоток СКДУ снимаются нап 40ряжения П, П переменного тока,промодулированные по амплитуде вфункции косинуса и синуса угла (поворота вала.Напряжения П 1, П подаются на се лектор 5, который по результатам анализа знака Фазы (относительно П) и соотношения амплитуд этих напряжений определяет октант угла поворотаВ зависимости от номера октанта 50 коммутатор 6 управляющим сигналом с первого выхода селектора 5 устанавливается в положение, при котором к нуль-органу 4 в 1, 4, 5 и 8 октантах подключается напряжение 111, а к ин формационному входу блока 8 выборки и хранения подключается напряжение П . Во 2, 3, 6 и 7 октантах к нуль 043 4органу 4 подключается напряжение Ба к информационному входу блока 8напряжение Б,В момент времени С , соответствующий равенству поданных на входы нульоргана 4 напряжений Б и 11 , гдеБ - эталонное напряжение с выходаисточника 3, Ц; - выбранное посредством селектора 5 и коммутатора 6 выходное напряжение СКДУ, нуль-орган4 срабатывает и импульс с его выхода подается на управляющий вход блока 8,при этом блок 8 переходит в режим "Запоминание" (до этого он работал в режиме Слежение ) и фиксируетмгновенное значение Б поданногона его информационный вход напряжения П. Этот же импульс, задержанныйэлемейтом 10 на время о , равноеапертурному времени блока 8, подается (В момент времени С 2 = С+)на управляющий вход блока 9, которыйвыполняет аналого-цифровое преобразование напряжения Б. Импульс свыхода элемента 10, задержанный элементом 11 на время Ь С, где ь Г - длительность цикла измерения в блоке 9,подается (в момент времени й = С ++ 6 С) на второй управляющий входрегистра 7 и разрешает считываниецифрового эквивалента Ц,ц, сформированного блоком 9 за время Д С в форме прямого или обратного кода, чтозависит от номера октанта ( в нечетных октантах - в форме прямого кода,в четных - в форме обратного кода).Номер октанта определяется селектором 5, управляющий сигнал с второговыхода которого подается на первыйуправляющий вход регистра 7, устанавливая его в соответствующее положение. Каждому значению кода, подаваемого с выхода регистра 7 на адресный вход ПЗУ 12, соответствуеткод истинного значения угла поворота у , так как в указанное ПЗУ заложена калибровочная таблица, учитывающая нелинейность характеристики преобразования и построенная таким образом, чтобы обеспечивалась линейная зависимость между вьмодным кодоми значением входного параметра цНапример, в 1-м октанте (О; .== Б Б 1 = Б ) в момент временисоответствующий выполнениюравенства.Б = П сов Я 1, соз Ц, (1)фиксируется блоком 8 мгновенное значение напряжения П, = Бдсоз 6 С, з 1 п 9,1162043 Составитель А.Смирновактор О.Колесникова Техред И.Гергель Корректор Г.Решетни ж 872 Подписи дарственного комитета СС изобретений и открытий Ж-. 35, Раушская наб., д. аказ 3976/5 ВНИИПИ п 113035, елам сква ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ил которое с учетом (1) можно представить в следующем виде: П, -Б,.Сду(2)Это напряжение кодируется в блоке 9, а результат кодирования в форме прямого кода Б = Р(й 8 у ) заносится в регистр 7. В ПЗУ 12 заложена калибровочная таблица вида агс йд В, поэтому на его выходе имеем код, связанный с углом у линейной зависимостью;В остальных октантах процесс измерения осуществляется аналогично, при этом результат измерения не зависит от амплитуды, формы и частоты напряжения 0 питания. В преобразователе используютсястандартные цифровые элементы. В частности, коммутатор 6 выполнен на интегральных микросхемах К 143 КТ 1 5 (два корпуса), блок 8 выборки и хранения выполнен в виде операционного усилителя типа К 140 УД 12 с переключаемым генератором тока, элементы задержки выполнены в виде интег рального компаратора 521 САЗ с запоминающим конденсатором на входе, селектор октанта выполнен на базе фаэовьсс детекторов и компаратора. 15, Экономический эффект от исполь,зования преобразователя определяется его техническим преимуществом.