Преобразователь угла поворота вала в код

, 1213543 И 9) 03 М 1/ НИЕ ИЗОБРЕТЕНИ К АВТОРСК ВИДЕТЕПЬСТВ ехноловодОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ.И ОТКРЫТИЙ(1) Опытное конструкторско-т гическое бюро с опытным произ ством Института металлофизики АН УССР(56). Авторское свидетельство СССР В 855711, кл. С 08 С 9/04, 1981.Авторское свидетельство СССР 5": 970417, кл. С 08 С 9/04, 1982. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД(57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в информационно"измерительных системах, а также в системах автоматического управления для формирования информации об угловом положении объектов контроля и управления. С целью повышения точности преобразователя код, соответствующий тангенсу угла поворота синусно-косинусного вращающегося трансформатора 2 (СКВТ), определяется в пределах октанта,номер которого определяется в селекторе 4 октантов за время , . Через коммута. тор 5 к интегратору 6 подключаются поочередно большее из выходных напряжений блока 3 амплитудных детекторов на времяменьшее из них - на время.Времена задаютсям распределителем импульсов. Времядостижения выходного напряжения интегратора 6 нулевого значения, которое фиксируется нуль-органом 7, определяет приращения тангенса угла и заполняется импульсами генератора 1 импульсов через элемент И 8, что позволяет определить код приращения тангенса угла поворота, который фиксируется в счетчике 9. По значению кода приращения тангенса угла поворота, который используется как адресный код для ПЗУ, опре деляется код приращения угла. Эти приращения преобразуются в число с помощью элемента И 11 и суммируются в счетчике 12, образуя код угла поворота ротора СКВТ 2 в пределах октанта, номер которого определен в селекторе 4 октантов, 2 ил,1213 30Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике иможет быть использовано в информационно-измерительных системах, атакже в системах автоматическогоуправления для формирования информации об угловом положении объектовконтроля и управления.Цель изобретения - повышениеточности преобразователя.10На фиг,1 предстч;пена блок-схемапреобразователя; на фиг,2 - временная диаграмма, иллюстрирующая работуинтегратора во взаимодействии скоммутатором, нуль-.органом и распределителем импульсов.Преобразователь содержит генератор 1 импульсов, синусно-косинусный.вращающийся трансформатор (СКВТ) 2,блок 3 амплитудных детекторов,20селектор 4 октантов, коммутатор 5,интегратор 6, нуль-орган 7, элементИ 8, первый счетчик 9, постоянноезапоминающее устройство 10, элементИ 11, второй счетчик 12, распределитель 13 импульсов.Преобразователь работает следующим образом.Генератор 1 импульсов формируетдве последовательности импульсовна своих выходах. Тактовые импульсывысокой частоты на с;"ном из выходовгенератора 1 используются для управленич устройством в целом. Импульсыс длительностью, кратной заданномучислу периодов тактовых импульсов,с другого выхода генератора 1 подаются на входную обмотку СКВТ 2. Ониже используются для управлен.л блоком 3 амплитудных детекторов. Наблок 3 поступают сигналы синусноиы 40и косинусной обмоток трансформатора2, Постоянные напряжения, соответствующие амплитудам сигналов навыходных обмотках трансформатора 2,получают на аналоговых запоминающихэлементах, на которых построеныблок 3, путем фиксации напряженийэтих обмоток в моменты, совпадающиес серединой временных интерваловпитающих импульсов.В результате на выходе блока 3формируютсч постоянные напряжения,величины которых пропорциональныУиы, - рай, созови - Ссза (оЕ - уголповорота вала). 55Последовательность выполненияопераций по преобразованию сигналовтрансформатора 2 в цифровой код 543 ъугла задается распределителем 13 импульсов, на вход которого поступают тактовые импульсы генератора 1.лВ цикле о распределитель 13 импульсов воздействует на селектор 4 октантов, который путем анализа знаков выходных напряжений блока 3, а также соотношения величин этих напряжений формирует три старших двоичных разряда кода угла, определяющих октант полного угла поворота,лВ следующем циклеимпульсы распределителя 13 воздействуют на коммутатор 5, которь 1 й в соответствии с кодом октанта подает на вход интегратора 6 одно из четырех напряжений блока 3. Логика работы коммутатора 5 построена таким образом,лчто в цикле1 на вход интегратора 6 подается большее по величине напряжение с положительной полярностью, В следующем циклеь коммутатор 5 подает на интегратор 6 меньшее напряжение с противоположнойл полярностью. В последнем цикле ьз на интегратор подается снова большее напряжение, но отрицательной полярности. Интегрирование в последнем циклеведется до тсх пор, пока напряжение на выходе интеграто ра б не установится равным нулю, что определяет длительность промежутка временик ( фиг.2). При подключении постоянного напряжения 1.1 влтечение времени ь к входу интегратора 6 на нем устанавливается напряжение, пропорциональное произвелденню О ь . Исходя из этого, для трех циклов интегрирования (фиг.2) можно записатьл Ц "л где 11, Б и Б - напряжения, подаваемые на интегратор, соответственл ллно в циклах , ьг и сз .Учитывая, что в соответствии с описанным порядком работы коммутато ра 5 УАО, ОдО, Б щ -Ц 1, а также постоянное соотношение длил л,л тельностей цикловиА л = Кь , и приняв длительность ( ь за единицу, получаемлЦ/0.1 = Кл - ЕХт.е. отношение напряжений выходных обмоток датчика может быть представ лено длительностью импульса, начин нающегося по окончании цикла ь ь и заканчивающегося при снижении10 15 20 положительного напряжения интегратора 6 до нуля.Так как напряжения 1 и От соответствуют выходным напряжениям синусной или косинусной обмоток СКВТ в зависимости от октанта, длительность 1. характеризует тангенс угла для 1-о, 4-о, 5-о или 8-о октантов или котангенс угла для 2-о, З-о, 6-о или 7-о октантов, т,е. в. тех октантах, где эти функции угла не превышают по модулю единицу. В силу неизбежных погрешностей в определении принадлежности угла определенному октанту, которые могут проявляться на границах между смежными октантами, отношение 0 /О может превышать единицу. Учитывая, что минимальное значение . равно нулю, для того, чтобы в указанных зонах не наблюдалось дополнительных погрешностей, значение 1 выбирают несколько больше единицы (1,01- 1,02 ). Момент достижения напряжением интегратора 6 нулевого значения в цикле 1 фиксируется нуль-органом 7. Сигнал нуль-органа 7 переключает коммутатор 5 на режим автоматической коррекции смещения (дрейфа) интегратора, а также поступает на вход элемента И 8. На другой вход блока 8 йодаются тактовые импульсы генератора 1 на выход в течение времени х от начала импульса 1до появления импульса от нуль-органа 7. Тактовые импульсы, прошедшие через блок 8, поступают на счетчик 9, который используется как регистр адресного кода для ПЗУ 1 О, которое необходимо для функционального преобразования кода тангенса (котангенса) в код угла. Для экономичной реализации функция преобразования представляется в форме приращений. Каждый новый тактовый импульс от блока 8 рассматривается как прираще-. ние аргумента - тангенса 1,котангенса ) угла. Этому приращению ставится в соответствие приращение функции угла, которое также представляется импульсами, количество которых пропорционально величине приращения угла (число-импульсный код). Приращение угла зависит от величины аргумента, т.е. от порядкового номера импульса в той серии, которая формируется блоком 8. Порядковый номер импульсавеличина аргумента 1 опре 25 30 35 40 45 50 55 деляется кодом на счетчике 9. По этому коду из ПЗУ 10 считывается соответствующий код приращения угла. Далее этот код преобразуется в число импульсов приращения угла с помощью элемента И 11. Для получения собственно угловых показаний эти приращенияф суммируются в счетчике 2.Счетчик 2 перед началом формирования нового кода устанавливается передним фронтом импульсав исходное состояние, определяемое кодом октанта от селектора 4 октантов дополненным кодом смещения от границы октанта, который задается отличием коэффициента К"; от единицы. Код октанта, поступающий на счетчик 12, определяет также направление счета импульсов ( сложение или вычитание). Формула изобретения Преобразователь угла поворота вала в код содержащий генератор импульсов, синусно-косинусный вращающийся: трансформатор, селектор октантов, выход которого подключен к первому информационному входу коммутатора, постоянное запоминающее устройство, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены блок амплитудных детекторов, интегратор, нуль- орган, два элемента И, два счетчика и распределитель импульсов, выходы синусно-косинусного вращающегося трансформатора подключены к входам блока амплитудных детекторов, первый выход которого подключен к первым информационным входам селектора октантов и коммутатора, выход которого чЕрез последовательно соединенные интегратор и нуль-орган подключен к первому входу первого элемента И, выход которого через последовательно соединенные первый счетчик и постоянное запоминающее устройство подключен к первому входу второго элемента И, выход которого подключен к информационному входу второго счетчика, выход которого является выходом преобразователя, второй выход блока амплитудных детекторов подключен к вторым информационным входам коммутатора и селектора октантов, выход которого подключен к входу предустановки второго счетчика, выход нуль-органа подключен к перво1213543 унт. 0,707 Составитель В.ПодолянТехред Ж.Кастелевич Корректор Т.Колб едактор О.Голов Тираж 813ИИПИ Государственногоо делам изобретений Москва, Ж, Раушс Подписноеомитета СССРоткрытий каз 786/61 я наб д. 1130 ул.Проектная ЦПП "Патен г.уж му управляющему входу коммутатора,выход первого элемента И подключенк второму входу второго элементаИ, первый выход генератора импульсов подключен к второму входу первого элемента И и входу распределителя импульсов, первый выход которого подключен к управляющему входуселектора октантов, второй, третийи четвертый выходы распределителяимпульсов подключены к второму,третьему и четвертому управляющим входам коммутатора, четвертый выход распределителя импульсов подключен к входу синхронизации второго счетчика и третьему входу первого элемента И, второй выход генератора импульсов подключен к входу синус- но-косинусного вращающегося транс форматора и управляющнему входу блока амплитудных детек - торов.