Преобразователь угла поворота вала в код

(и 4 Н 03 И 1/6 а Цц ИСАНИЕ И ТЕН ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельство СССР У 590794, кл. С 08 С 9/00, 1976.Авторское свидетельство СССР Р 855708, кл. б 08 С 9/00, 1979. (54) ПРВОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВЛЛЛ В КОД(57) Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано для связи аналоговых источников информации с цифровым вычислитедьным устройством. С целью расширения диапа- . зона работы преобразователя в него введены четвертый и пятый триггеры, четвертый, пятый и шестой элементы И, второй и третий счетчики, элемент сравнения, сумматор и формирователь импульсовУгол поворота преобразуется в сдвиг Фаз ц электрических сигналов при одном подключении синуснокосинусного датчика угла (СКДУ) к фазосдвигающему элементу и в сдвиг Фаз (2-4 тех же сигналов при другом Оаи 1267620 А 1 подключении СКДУ к Фазосдвигающему элементу, Преобразователь работает по импульсу запроса. Переключение выхода СКДУ к фазосдвигающему элементу производится по Фазовым импульсам, которые формируются компаратором из сдвинутых по Фазе выходных сигналов Фазосдвигающего элемента. Время блокировки на Формирование Фазовых импульсов после переключения вырабатывается первым счетчиком, Во втором счетчике подсчитывается число импульсов генератора в интервале времени от Фазового импульса до опорного импульса, а в третьем счетчике - от опорного импульса до следующего фа зового импульса после переключения выходов СКДУ. Результат формируется в сумматоре в виде суммы кодов вто- С рого и третьего счетчиков. Для исключения погрешности при переходах через Д границу полюсного деления использован элемент сравнения старших разрядов второго и третьего счетчиков. В ы элементе сравнения вырабатывается едшшчный сигнал, который суммирует-. р ся с кодом старшего разряда сумматора. 1 ил.Ж1267620 глогической 1, формирователь 25 вырабатывает короткие опорные импульсы.По команде "Пуск" триггер 13 устанавливается в положение "1", элементИ 9 открывается, а элемент И 10 закрывается. Первый после команды Пуск"информационный импульс, прошедшийчерез элемент И 9, сбрасывает в исходное, нулевое состояние счетчикО 15, 21 и 22 импульсов, устанавливает в состояние "1" триггеры 11, 12и 16. Коммутатор 5, управляемый оттриггера 11, подключает входы элемента б к выходам СКДУ 4 таким образом,что на выходе элемента 6 Формируетсясигнал, сдвинутый по Фазе основнойгармоники напряжения возбужденияСКДУ А на угол, пропорциональный сбПри состоянии 1" триггеров 11,12 и 16 открыты элементы И 20, 14и 18, Импульсы высокой частоты с генератора 1 через элемент И 18 поступают на вход счетчика 21 и через элемент И 14 - на вход счетчика 15.Импульс с первого выхода счетчика 15, соответствующий первому импульсу, поступившему на его вход сэлемента И 14, возвращает триггер 3в исходное состояние "0", и элемент30 И 9 закрывается,Первый после начала счета опорныйимпульс с формирователя 25, отстоящий от предыдущего информационного скомпаратора 8 на время с пропор 35 циональное углу О , устанавливаеттриггер 16 в состояние "0", элементИ 18 закрывается и в счетчике 21 Фиксируется число 81, также пропорциональное углу Ы . Этот же опорный им 40 пульс, прошедший через открытый элемент И 20, устанавливает в состояние "1" триггер 17, открывая элементИ 19. Импульсы гысокой частоты начинают поступать в счетчик 22,45Емкость счетчиков 15, 21 и 22 выбирается равной числу импульсов генератора 1, укладывающихся в период Тнапряжения возбуждения СКДУ 4. По переполнении счетчика 15, формирующеготаким образом сигнал задержки, сдвинутый относительно момента включениякоммутатора 5 во второе положениена время, равное Т, триггер 12 возвращается в состояние "0", и элемент Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для связи аналоговых источников информации с цифровым вычислительным устройством. Цель изобретения - расширение диапазона преобразуемых углов поворотавала путем введения дополнительногоотсчета.На чертеже изображена структур"ная схема преобразователя.Преобразователь содержит генератор 1 импульсов, делитель 2 частоты,усилитель 3 мощности, синусно-косинусный датчик угла (СКДУ ) 4, коммутатор 5, Фазосдвигающий элемент 6,Фильтр 7, компаратор 8, первый 9 ивторой 10 элементы И, первый 1., второй 12 и третий 13 триггеры, третийэлемент И 14, первый счетчик 15, четвертый 16 и пятый 17 триггеры, четвертый 18, пятый 19 и шестой 20 элементы И, второй 21 и третий 22 счет"чики, элемент 23 сравнении, сумма"тор 24, Формирователь 25 импульсов ишину 26 "Пуск",Преобразователь угла доворота вала в код работает следующим образом.В исходном положении триггеры 11, 12, 13, 16 и 17 находятся в состоянии "0", элементы И 9, 14, 18, 19 и 20 закрыты. Элемент И 1 О открыт.Импульсы высокой частоты с генератора 1 через делитель 2 поступают на усилитель 3 мощности, служащий источником напряжения возбуждения СКДУ 4, .на .выходе которого формируются сигналы, модулированные по амплитуде в функции синуса и косинуса угла поворота К . Коммутатор 5 в исходном положении подключает элемент 6 к СКДУ 4 такий образом, что на выходе элемента 6 формируется сигнал, сдвинучъй по фазе основной гармоники на угол, пропорциональный - Ж . Из выходного сигнала элемента б с помощью фильтра 7 выделяется сигнал основной гармоники, по которому с помощью компаратора 8 формируются короткие инФормационные импульсы, положение которых на временной оси совпадает с точками перехода входного синусоидального сигнала через нуль при положительном градиенте. Из выходного сигнала делителя 2 в моменты времени, совпадающие с точками перехода из состояния логического О в состояние И 1 О открывьется.Информационный импульс проходит через открытый элемент И 10 и устанавливает триггеры 11 и 17 в исход3 ,126 ное состояние "0". В результате триггер 17 формирует временной интервал+а счет чике 22 фиксируется число М , также пропорциональное углу М , Коммутатор 5, управляемый от триггера 11, возвращается в исходное состояние.Результирующий код угла М обра-зуется в сумматоре 24 при сложении чисел 11, и 11Число разрядов сумматора 24 на единицу больше числа разрядов каждого из счетчиков 21 и 22. Число И, подаваемое на вход первого слагаемого сумматора 24, пропорционально углу Ы при первом (исходном) состоянии коммутатора 5, а число М ,подаваемое на вход второго слагаемого, пропорционально углу М при втором состоянии коммутатора 5, 20Старший разряд выходного кода преобразователя образуется за счет единицы переноса при сложении чисели Н и корректируется с помощью элемента 23 сравнения. Необходимость 25 коррекции вызвана тем, что изменение кода Й, с максимального значения на минимальное или наоборот происхо" дит не одновременно с аналогичным изменением кода М . Ширина зоны кор- ЗО рекции выходного кода,преобразователя равна сумме абсолютных значений погрешностей преобразования угла поворота ротора СКДУ 4 в код 0, и код 835 7620ра 24, на предыдущие, младшие, разряды которого поданы числа 8, и НРезультирующий код старшего разрядасумматора 24 образуется за счет пе реноса из предыдущих разрядов и награнице полюсного деления корректируется за счет добавления едиюны свыходов элемента 23 сравнения.Результирующий выходной код сум- О матора 24 пропорционален углу сс в Зона коррекции выходного кода преобразователя характеризуется единичными значениями старших разрядов кода 11 (или Н, и нулевым значе - ием 40 этих же разрядов кода Й, (или Н,) .Сопоставление значений старших разрядов кодов М, и 0 производится с помощьв элемента 23 сравнения. Число старших Разрядов подаваемых на, 45 элемент 23 сравнения, зависит от необходимой ширины зоны коррекции, т.е. от разности чисел 11, и 11 или от до" пустимой величины погрешности преобразования . При сравнении чисел я, и 8 по двум старшим разрядам допустимая величина погрешности преобразования должна быть меньше четверти полюсного деления СКДУ 4, что на пракие ко вь олняется т с лег п55Выходы элемента 23 сравнения подкюпочены к входам первого и второго слагаемых старшего разряда суммато" пределах изь 1 енения от О до 2 Ф, ,т.е.полного полюсного деления, имеетразрядность на единицу больше разрядности чисел Н, или Н и сохраняется на выходе сумматора 24 до прихода следующего сигнала "Пуск", Выходной код преобразователя считываетсяв сумматоре 24,Инструментальные погрешности коммутатора 5, Рязосдвигающего элемента 6, фильтра 7 и компаратора 8 входят в числа 8, и 9 , имея одинаковые абсолютные величины, но разныезнаки, и прп сложепип взаимно уничтожаются,Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий последовательно соединенные генератор импульсов, делитель частоты, усилитель мощности и синусно-косинусный датчик угла, первый и второй выходы которого подкачены к соответствующим информационным входам коммутатора, выходы коммутатора подключены к входам Аазосдвигаюшего элемента, выход которого через последовательно соединенные фильтр и компаратор подключен к первым входам первого и второго элементов И, выходы первого и второго элементов И подключены к соответствующим входам гервого триггера, выходы которого подключены к управляющим входам коммутатора, выход генератора импульсов подключен к одному входу третьего элемента И, выход которого подключен к инормациодному входу первого счетчика, выход первого элемента И подключен к единичному входу второго триггера и установочному входу первого счетчика, первый и второй выходы которого подключены к нулевым входам третьего и второго триггеров соответственно, инверсный выход второго триггера подключен к второму входу второго элемента И, шиСоставитель А.СмирновТехред В.кадар Корректор М.Шар Редактор Е.Конча Заказ 5834/5 Тираж 816 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж, РПодлкомитета СССРи открытийушская наб., д.4 но Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,5 26 ну "Пуск", подключенную к единичному входу третьего триггера , прямой и инверсный выходы которого подключены к второму входу первого и третьему входу второго элементов И соответственно, о т л и .ч а ю ц и й с я тем, что, с целью расширения диапазона преобразуемых углов поворота вала, в него введены четвертый и пятый триггеры, четвертый, пятый, шестой элементы И, второй и третий счетчики, элемент сравнения, сумматор и Формирователь импульсов, выходы первого и второго элементов И подключены к единичному входу четвертого и нулевому входу пятого триггеров соответственно, прямые выходы четвертого и пятого триггеров подключены к одним. входам четвертого и пятого элементов И соответственно, другие входы, которых соединены с выходом генератора импульсов, а выходы четвертого и пятого элементов И подключены к информационным входам второ 7620 6го и третьего счетчиков соответственно, выходы разрядов второго и третьего счетчиков подключены соответственно к первой и второй группам входовсумматора, выходы старших разрядоввторого и третьего счетчиков подключены соответственно к первой и второй группам входов элемента сравнения, первый и второй выходы которого 1 р подключены к,входам старшего разряда сумматора, выход делителя частоты через формирователь импульсовподключен к нулевому входу четвертого триггера и одному входу шестого 15 элемента И, другой вход которого соединен с одним выходом первого триггера, а выход подключен к единичному входу пятого триггера, выход первого элемента И подключен к устано вочным входам второго и третьегосчетчиков, а прямой выход второго триггера подключен к другому входу третьего элемен-,та И.