Преобразователь угла поворота вала в код

,ЯО 027 4 Н 03 М 1/64, 1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ПИ ЗОБРЕТЕНИЯ ЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельство СССР У 942101, кл. Н 03 М 1/64, 1980.Авторское свидетельство СССР У 1092544, кл. Н 03 М 1/64, 1983. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД(57) Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано для связи аналоговых источников информации с цифровым вычислительным устройством. С целью повышения точности путем уменьшения влияния высших гармоник в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий генератор 1 импуль сов, делитель 2 частоты, формирователи 3 и 4 синусоидального напряжения, синусно-косинусный вращающийся трансформатор (СКВТ)6, триггер 13,ВТОРСНОМУ СВИ компаратор 14, элемент И 16, счетчик 20, введены регистр 5, аналогоцифровой преобразователь (АЦП) 7, делитель 8 напряжения, коммутатор 9,аналоговый 10 и цифровой 11 инверторы, дешифратор 12, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 15, аналоговый сумматор 17,элемент ИЛИ 18, реверсивный счетчик19 и формирователь 21 синусоидального напряжения. Преобразователь работает в два цикла. В первом циклеформируется код И фазовым методом.Во втором цикле формируется поправкапутем интегрирования в АЦП 7 разности между выходным сигналом СКВТ 6 исигналом, сформированным формирователем 21 из кода И. Интегрированиепроизводится с использованием весовой функции, сформированной дешифратором 12, инвертором 11 и коммутатором 9. В конце второго цикла преобразования поправка из АЦП 7 черезэлемент ИЛИ 18 вводится в реверсивный счетчик 19. 1 ил.Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и можетыть использовано для связи аналогоых источников информации с цифровымычислительным устройством.Целью изобретения является повыение точности преобразователя путеменьшения влияния высших гармоник.На чертеже представлена структурая схема преобразователя.Преобразователь содержит генераор 1 импульсов, делитель 2 частоты,ормирователи 3 и 4 синусоидальногоапряжения, регистр 5, синусо-косину ный вращающийся трансформатор (СКВТ)аналого-цифровой преобразовательАЦП) 7, делитель 8 напряжения, комутатор 9, аналоговый .инвертор 10,ифровой инвертор 11, дешифратор 12, 20риггер 13, компаратор 14, элемент5 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, элемент 16 И,алоговый сумматор 17, элемент 18реверсивный счетчик 19, счетчикО, формирователь 21 синусоидальногоапряжения. Коммутатор 9 содержитлючи 22-24. Делитель 8 напряженийостоит из последовательно включенныхезисторов 25 и 26.Преобразователь работает в два 30икла.Во время первого цикла производитя измерение угла поворота ротораКВТ 6 фазовым методом, Во время втоого - уточнение результата первогокла путем исключения влияния втоой, третьей и кратных гармоник выходого сигнала СКВТ 6 на результат пребразования, Определение величиныочняющей поправки производится пуем интегрирования разности междувыходным сигналом СКВТ 6 и сигналом,( формированным по результату первого1 икла. Интегрирование производится сспользованием весовой функции спе иальной формы, Длительность первого вникла равна или кратна периоду вход ого сигнала СКВТ 6, второго - не боее двум периодам входного сигнала.формирование входнык напряжений (КВТ 6 производится при помощи форми 1 ователей 3 и 4, на выходе которых вырабатываются напряжения синусоидаль-ой формы с периодом Т, сдвинутые поазе на 90 ф, Управление формировате-ями 3 и 4 производится от генератораимпульсов и делителя 2 частоты.На выходной обмотке СКВТ 6 форми 1 уется напряжение синусоидальной формы с периодом Т, смещенное относительно одного из входных, принятоеза опорное, на угол , соответствующий углу поворотаротора.Компаратор 14 формирует из выходного напряжения СКВТ 6 импульсы прямоугольной формы, которые вместе симпульсами старшего разряда делителя2 поступают на входы элемента 15ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ. В течение одногопериода опорного сигнала на выходеэлемента 15 формируются два импульса,длительность каждого из которых прямопропорциональна ,Регистр 5, управляемый выходнымиимпульсами делителя 2, формирует единичный сигнал в течение первого цикла. Передним фронтом этот сигнал приводит реверсивный счетчик 19 в исходное состояние и дает разрешение напрохождение импульсов заполнения отгенератора 1 через элемент 16 И навход счетчика 19. Измерение длительности интервалов, пропорциональныхЧ , происходит путем заполненияих счетными импульсами от генератора 1 с последующим подсчетом при помощи счетчика 19. Количество импульсов, поступающих на вход счетчиказа время первого цикла, равно Н.Управление режимом работы реверсивного счетчика 19 производится припомощи триггера 13, На тактовый входэтого триггера поступают импульсыс выхода предпоследнего разряда делителя 2, а на информационный входвыходной сигнал элемента 15. В случаеотрицательной фазы выходного сигналаСКВТ 6 относительно опорного триггер 13 устанавливается в состояние0 и счетчик 19 функционирует в режиме1 вычитания, В случае положительнойфазы триггер 13 устанавливается всостояние 1 и счетчик 19 начинаетфункционировать в режиме суммирования.Выходной сигнал трансформатораввиду искажений имеет в своем составе высшие гармоники. В результате компаратор 14 фиксирует моменты перехода через 0 с погрешностью, вызванной присутствием высших гармоник. В счетчике 19 накапливается результат И =К, ч", + Фй, где И - составляющая результата измерения, определяемая искажениями выходного сигнала и зависящая от1410277 3амплитуд и фазовых сдвигов высшихгармонических составляющих.Исключение этой составляющей изрезультата измерения существенноуменьшает погрешность измерения.Для этого в преобразователе по результату И формируется вспомогательный опорный синусоидальный сигналБ имеющий период Т, а фазовыйНсдвиг = г. Затем определяетсяразность - Ц 1 = Н/К. и величина/Н=(92- Ц,)К 1 вычитается из И 1, Этаоперация производится во время второго цикла измерения.В начале второго цикла по спадувыходного сигнала регистра 5 счетчик20 по входам предварительной установки устанавливается в состояниеИ,. Счетчик 20 и формирователь 21 работают в режиме дискретного фазосдвигателя. Формирователь 21 начинаетгенерировать сигнал синусоидальной 25формы с искажениями, аналогичнымивносимыми формирователями 3, 4, иМс фазой1 К30Выходные напряжения СКВТ 6 и формирователя 21 поступают на входысумматора 17, выполняющего функциювычитания. Выходной сигнал сумматора 17 поступает на вход АЦП 7, выполненного по методу двухтактного инте 35грирования,Длительность первого такта интегрирования равна периоду опорногосигнала Т, интегрирование производится с учетом весовой функции,которая реализуется при помощи коммутатора 9, инвертора 10, делителя 8напряжения и дешифратора 12. Ключ22 на интервале 0-Т/2 подключает к45входу делителя 8 прямой сигнал сумматора 17, а ключ 23 на интервалеТ/2-Т - проинвертированный сигналсумматора 17. Ключ 24, управляемыйот дешифратора 12, на интервалахТ/6-Т/3 и 2/ЗТ/6 Т устанавливает50коэффициент деления делителя 8, равный 1, а на остальных интервалах -коэффициент деления, равный 2,Запуск АЦП производится выходным55сигналом счетчика 20 в момент изменения состояния его старшего разряда.На выходе АЦП 7 формируется в виде числа импульсов код НК П =К ( - ) = с 11 который прямо пропорционален разности фаэ между первой гармоникой выходного сигнала СКВТ 6 и вспомогательным опорным сигналом с выхода формирователя 21, имеющим фазуИф 2 -- Импульсы с выхода АЦП 7 через элемент 18 ИЛИ поступают на вход реверсивного счетчика 19, где происходит суммирование результатов первого и второго циклов.1Ки=и -и = - - + дМ-1 2 К, К, В случае К 1=К 4, (что производится выбором коэффициента преобразования4Ан 7) я - , т.е. коне чныи ре зульчтат не содержит составляющих, определяемых искажениями, вносимыми СКВТ 6. Формула изобретения Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий генератор импульсов, выход которого подключен к входу делителя частоты и первому входу элемента И, выходы делителя частоты подключены к входам первого и второго формирователей синусоидального напряжения, выходы которых подключены к входам синусо-косинусного вращающегося трансформатора, выход которого подключен к входу компаратора, счетчик, триггер, о т л и ч а ю щ и й -с я тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в него введены реверсивный счетчик, регистр, третий формирователь синусоидального напряжения, аналоговый сумматор, дешифратор, аналого-цифровой преобразователь, делитель напряжения, коммутатор, аналоговый и цифровой инверторы, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, элемент ИЛИ, выход старшего разрядаделителя частоты подключен к входурегистра и к одному входу элементаИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, другой вход которого подключен к выходу компаратора,а выход подключен к второму входуэлемента И, к информационному входутриггера, тактовый вход триггераподключен к выходу предпоследнегоСоставитель А.СмирновТехред Л.Сердюкова Корректор С.Черни Редактор Н.Горват Тираж 928 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5Заказ 3495/57 Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул, Проектная, 4 5 14102 таршего разряда делителя частоты, а ыход подключен к управляющему входу еверсивного счетчика, выход региста подключен к третьему входу элемена И, к установочному входу реверивного счетчика и входу разрешения четчика, выходы элемента И и аналогофрового преобразователя через элеент ИЛИ подключены к счетному входу версивного счетчика, выходы разядов которого подключены к устаноочным входам счетчика, счетный вход четчика подключен к выходу генератоа импульсов, а выходы разрядов счетика подкшочены к входам дешифратора третьего формирователя синусоидалього напряжения, выход которого и выод синусо-косинусного трансформатоа подключены к входам аналогового сумматора, выход аналогового сумматора непосредственно и через аналоговый инвертор подключены соответственно к первому и второму информационным входам коммутатора, выход старшего разряда счетчика подключен кпервому управляющему входу коммутатора и входу синхронизации аналогоцифрового преобразователя, а черезцифровой инвертор подключен к второму управляющему входу коммутатора,выход дешифратора подключен к третьему управляющему входу коммутатора, первый выход коммутатора подключен к входу делителя напряжения , выход которого соединен с вторым выходом коммутатора и подключен к информационному входу аналого-цифровогопреобразователя.