Способ преобразования угла поворота вала в код

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК А 1 19) 8 1 4 Н 03 4 1/50 ЕТ СССРОТКРЫТИЙ ИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕ 8154/24-205.8603.88, Бюл. Глаг ирнов .325( Шмид У лев,88.8) тройст раэоваТИ. М и принцип лей аналог 11(71), 19 е р38 ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ НОМ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИИ А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ кое свидетельство СССР кл. Н 03 М 1/46, 1983(54) СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД(57) Изобретение относится к областиавтоматики и вычислительной техники.Целью изобретения является повышениеточности преобразования угла поворота вала в код. Для достижения поставленной цели в известном способе,основанном на том, что поворачиваютвал на равномерно расположенные углы вдиапазоне преобразования, преобразуют угол поворота вала с помощьюпервого датчика в лервое напряжениес первым спектром пространственныхгармоник погрешностей преобразования,определяют амплитуды и фазы пространственных гармоник погрешностей преобразования, формируют сигнал поправки и выходной код, дополнительнопреобразуют угол поворота вала одновременно и с помощью второго датчикаво второе напряжение с вторым спектром пространственных гармоник погрешностей преобразования преобразуютпервое и второе напряжение в первыйи второй импульсы, длительности которых пропорциональны углу поворЬтавала, формируют эталонные значениядлительностей первых импульсов в точках, соответствующих равномерно расположенным углам в диапазоне преобразования. Перед началом преобразования при повороте вала на равномернорасположенные углы в диапазоне преобразования по совпадениям длительностей первых импульсов с эталоннымиформируют третьи импульсы, длительности которых соответствуют разностяммежду длительностями первых и вторыхимпульсов, Определяют амплитуды ифазы пространственных гармоник погрешностей преобразования первых ивторых импульсов по длительностямтретьих импульсов, в процессе преобразования по текущему значениюдлительности первого импульса формируют сигнал поправки в виде четвертого импульса, длительность которогоопределяется суммированием по гармоническому закону амплитуд и фаз про-)странственных гармоник погрешностейпреобразований длительностей вторыхи сдвинутых на о первых импульсов,По полусуммам длительностей первого,второго и четвертого импульсов формируют выходной код, пропорциональныйперемещению. 1 ил.перед началом преобразования поворачивают вал на равномерно расположенные углы в диапазоне преобразования угла;преобразуют угол поворота вала вравномерно расположенных углах впервые и вторые напряжения, моделированные в функции угла поворотаи имеющие спектры пространственных 4 Огармоник погрешности, отличныедруг от друга;преобразуют первые и вторые электрические сигналы переменного токав длительности первого и второго 45импульсов, пропорциональные углуповорота вала;определяют для каждого значенияугла погрешность преобразованиякак разность временных интервалов;определяют амплитуду и фазу простраственных гармоник погрешностипреобразования и запоминают их;в процессе преобразования формируют поправку в виде третьеговременного интервала путем суммирования пространственных гармоникпогрешности для преобразуемогоугла, при этом гармоники погреш 35 Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и можетбыть использовано при разработкеустройств для связи аналоговых источ 5ников информации с цифровым вычислительным устройством, в частности приконтроле точности преобразователейугла,Целью изобретения является повышение точности преобразования.На чертеже представлена структурная схема устройства, реализующегопредлагаемый способ,Устройство содержит датчики 15(гониометрического или параметрического тока) 1 и 2, преобразователи3 и 4 напряжения в длительность импульса (временной интервал), блок 5сравнения текущего значения длительности первого импульса (временногоинтервала) с его значениями, блок 6определения разности длительностейимпульсов, вычислительный блок 7,блок 8 памяти, блок 9 формирования 25поправки, блок 10 суммирования иблок 11 преобразования длительностиимпульса (временного интервала) вкод,Способ состоит из следующих операций: ности первых сигналов сдвигаютпо Фазе на М;формируют четвертый временной интервал в виде полусуммы временныхинтервалов: первого и второго ипоправки;преобразуют четвертый временныйинтервал в код. При преобразовании угла поворотавала в электрический сигнал переменного тока и при преобразованиипоследних во временные интервалыинформация об угле может определяться как в амплитуде сигнала, так и вего фазе, а следовательно, при этомможно использовать преобразователикак параметрического,так и гониометрического типа,Устройство работает следующимобразом.Датчики 1 и 2 преобразуют уголповорота в напряжения, модулированные в функции угла поворота с некоторой погрешностью, а блоки 3 и 4преобразуют эти электрические сигналы во временные интервалы , иПеред началом преобразования поворачивают вал в диапазоне преобразованияугла, В блоке 5 при этом происходитсравнивание текущего значения т, сэталонными значениями 7. , которым1 фсоответствуют равномерно расположенные углы, При совпадениии Ю, в1 1блоке 5 вырабатывается команда,по которой в блоке 7 определяется разностьвременных интервалов А. -- Г111 1Разность с содержит в себе информацию о погрешности преобразованияблоков 1-4. Затем эта разность с 117.поступает в вычислительное устройство 7, которое определяет амплитудыи фазы пространственных гармоникпреобразования. Амплитуды и фазыпространственных гармоник погрешности преобразования запоминаются вблоке 8 памяти.В процессе преобразования в блок 9поступают значения, соответствующеекакому-либо значению угла, и ранееопределенные амплитуды и фазы пространственных гармоник. Блок 9 формирует поправку в виде временного интервалапутем суммирования значений пространственных гармоник погрешности для преобразуемого угла,при этом гармоники погрешности первых сигналов сдвигают по фазе на 1,+Р ) 35 40 45 50 л 1+ 07 +ли2 Рассмотрим погрешность преобразо. вания угол-код при использовании предлагаемого способа, Систематическая составляющая погрешности преобразования угол ( Ы ) - временной интервал () в диапазоне преобразования угла для любого вида преобразователя может быть представлена в виде тригонометрического ряда = - о+ с.А в 1 п (К+ Ч ),1Мс где К - номер пространственной гармонической составляющей погрешности;А Ч - амплитуда и фаза гармоническикой составляющей;М - масштабный коэффициент преобразователя угол-временнойинтервал,Для реализации метода необходимо,чтобы спектры пространственных гармоник погрешности первого и второгопреобразования угол-временной интервал отличались друг от друга, т.е.25чтобы номера гармоник погрешностипервого (К,) и второго (К ) преобразований не совпадали. В этом случаеразность временных интервалов (Л)можно представить в виде 30 л= л - (=) А вдп(К + ч )- 1 7 4 - к, к,к,- . Ак вп(К + г ) .,7Таким образом, в блоке 7 определяются амплитуды А , Аи фазыфЧс , ч"к пространственньк гармоникошибки первого и второго преобразований.Временной интервал поправкиформируется в блоке.9 по значениям7, следовательно, поправка состоит:11лА вм(К - " + 1 р + 7)1 МлЕАк вЫ(К - + ц )сМЯАс вдп(К,- + 9 )лА в 1 п (. - . - +) .к 7 .М"7 Измеренный временной интервал 1;в блоке 10 представит собой:- с+ с А вдп(К Ы+) +1 Г 121 Мк11 л1в.п(К + 8 ) =+ с, 7 М "7 М+ - ,) Ав 1 п(К+ ч"с )+1ск,ивдп(К с(+ 7 с )-Ас,вь.п(К, -фК 7 7 М к Так как значение 0,/м отличаетсяот значения сэстолько на величинупогрешности первого преобразованияугол-временной интервал, систематическая составляющая погрешности ввыражении для Измеренного временьогоинтервала практически полностьюкомпенсируется (с точностью до величины второго порядка малости),Случайная составляющая погрешности преобразования, вызваннаяфлюктуациями сигналов, уменьшаетсяза счет осреднения результатов двухпреобразований одной величины (углаЫ), При одинаковых предельных значениях флюктуаций двух преобразованийугол-временной интервал среднеквадратическое значение случайной составляющей преобразования по предлагаемому способу уменьшается в Г 2 раэпо сравнению со среднеквадратическимзначением случайной погрешности каждого преобразователя,формула изобретения Способ преобразования угла поворота вала в код, основанный на том, что поворачивают вал на равномерно расположенные углы в диапазоне преобразования, преобразуют угол поворота вала с помощью первого датчика в первое напряжение с первым спектром пространственных гармоник погрешностей преобразования, определяют амплитуды и фазы пространственных гармоник погрешностей преобразования, формируют сигнал поправки и затем формируют выходной код, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повьшения точности преобразования,1381711 Составитель М, СидороваТехред Л,Сердюкова Корректор Н. Король Редактор А. Лежнина Заказ 1194/55 Тираж 928 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 преобразуют угол поворота вала одновременно и с помощью второго датчика во второе напряжение с вторым спектром пространственных гармоник погрешностей преобразования, преоб 5 разуют первое и второе напряжения в первый и второй импульсы, длительности которых пропорциональны углу поворота вала, формируют эталонные значения длительностей первых импульсов в точках, соответствующих равномерно расположенным углам в диапазоне преобразования, перед началом преобразования при повороте вала на рав 15 номерно расположенные углы в диапазоне преобразования по совпадениям длительностей перВых импульсов с эталонными формируют третьи импульсы, длительности которых соответствуют разностям длительностей первыхи вторых импульсов, определяют амплитуды и фазы пространственных гармоник погрешностей преобразований первых и вторых импульсов по длительностям третьих импульсов, в процессе преобразования по текущему значениюдлительности первого импульса форми-руют сигнал поправки в виде четвертого импульса, длительность которогоопределяется суммированием по гармоническому закону амплитуд и фаэпространственных гармоник погрешностей преобразований длительностейвторых и сдвинутых на 71 первых импульсов, по полусуммам длительностейпервого, второго и четвертого импульсов формируют выходной код, пропорциональный перемещению.