Преобразователь угла поворота вала в код

(51) ИОАН ОБРЕТЕН льство СССР/48,1980реобраэователицифровой код. -43, рис.67. хнике и мо цифровых си образования ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТАВАЛА В КОД(57) Изобретение относится к автомтике и вычислительной те жет быть использованотемах управления для.801580556 углового положения вала объекта вцифровой код. С целью повышения точности преобразователя, содержащего генераторопорного напряжения, синусно-косинусный датчик 2 угла, селектор 3 сектора, функциональные делители 4,5, цифровой инвертор 6, суммирующий усилитель 8,фаэочувствительныйвыпрямитель (фЧВ) 9, преобразовательнапряжения в частоту 10, реверсивныйсчетчик, в него введены усилительформирователь 1, два фЧВ 12113, двааналоговых инвертора 14, 15 и суммирующий усилитель 16. В преобразователе в качестве опорного напряженияфЧВ 9 используется напряжение, сформированное вновь введенными элементамииэ фазных напряжений датчика 2. 1 ил.Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть иСпольэовано в цифровых системах уп равления для преобразования углового положения вала объекта в цифровой код. 5Целью изобретения является повышение точности преобразователя угла поворота в код за счет использования в качестве опорного напряжения фазочувствительного выпрямителя напряжения, сформированного из фазных напряжений синусно-косинусного датчика Ю.4угла.На чертеже приведена функциональная схема предлагаемого преобразователяПреобразователь угла поворота вала в код содержит генератор 1 опорного напряжения, синусно-косинусный датчик 2 (например, СКВТ), селектор 3 сектора (квадранта), функциональные делители 4 и 5 напряжения, цифровой инвертор 6, реверсивный счетчик 7, суммирующий усилитель 8, фаэочувствительный выпрямитель 9, преобразователь 10 напряжения в частоту, усилитель-формирователь 11, фазочувствительные выпрямители 12 и 13, аналоговые инверторы 14 и 15 и суммирующий усилитель 16.30Преобразователь работает следующим образом.При возбуждении синусно-косинусного датчика 2 угла напряжениемц фвьпбди от генератораопорного наВпряжения на.выходах его фазных обмоток индуцируются напряжения переменного тока вида0ш. вапю вЫ(Ю 1 +и40ЦВ ш совЫ вз.п(сдй + )где О - амплитуда опорного напряжеВния;Ю - частота опорного напряжения;Ч - сдвиг фазы выходных напряжений датчика 2 относительно фазы опорного напряжения;50ш - коэффициент трансформациидатчика 2;Ы - угол поворота вала датчика 2Эти сигналы с датчика 2 через се 5 лектор 3 сектора (квадранта), управляемого кодом двух старших разрядов реверсивного счетчика 7, поСтупают на аналоговые входы первого 4 и второго 5 функциональных делителей напряжения. На управляющие входы второго 5 функционального делителя напряжения с (и) младших разрядов реверсивного счетчика 7 поступает код Х в пределах сектора (квадранта).На управляющие входы первого функционального делителя 4 напряжения код Х поступает через цифровой инвертор 6, Первый функциональный делитель 4 напряжения реализует функцию совХ, а второй функциональный делитель 5 напряжения реализует функцию в 1 пХ. При этом на выходе первого функционального делителя 4 напряжения формируется напряжение Бш в 1 пЫ совХ вдп(ж С + ), а на выходе второго функционального делителя 5 напряжения формируется напряжение УВ шсовЫ впХвхп(Мй +С). Эти напряжения поступают на первый и второй входы суммирующего усилителя 8, где происходит их алгебраическое суммирование в соответствии с выражениемБ шв 1 пЫ совХв 1 п(М + с)ВУВ ш сове в 1 пХ вп(Ю + )ДП. (1)Напряжение рассогласования ДБ с выхода суммирующего усилителя 8 поступает на вход фазочувствительного выпрямителя 9, с выхода которого в виде ,сигнала постоянного тока подается на вход преобразователя 10 напряжения в частоту. Преобразователь 10 напряжения в частоту вырабатывает импульсы с частотой, пропорциональной амплитуде входного сигнала, которые поступают на вход реверсивного счетчика 7. При этом на реверсивном счетчике 7 происходит изменение кода до тех пор, пока сигнал рассогласования Д Б на входе преобразователя 10 напряжения в частоту не станет равным нулю. При достижении этого условия коц Б, установившийся в реверсивном счетчике 7, соответствует угловому положениюова" ла датчика 2 и является выходным кодом преобразователя.формирование опорного напряжения для фазочувствительного выпрямителя 9, которое снимается с выхода суммирующего усилителя-формирователя 16, происходит следующимобразом. С выходов фазных обмоток датчика 2 напряжения 0 ш,в 1 пЫ в 1 п(Фй + ф и 1 В ш совЫ вдп(ШС 1 поступают на входы первого 12 и второго 13 фазо0556 6Предлагаемый преобразователь вчасти формирования опорного напряжения фазочувствительного, выпрямителяиз фазных напряжений датчика угла мо жет быть использован и в других устройствах, например в преобразователяхкод-угол и в приводах, базирующихсяна аналоговых трансформаторных системах передачи угла.Параметры фильтров, стоящих навыходах вспомогательных фаэочувствительных выпрямителей, выбираются исходя иэ значения частоты напряжениявозбуждения датчика угла, Если предполагается использование схемы преобразователя угла поворота вала в кодс датчиками угла, имеющими разную частоту возбуждения, то параметры фильтров выбираются исходя из значения наиболее низкой частоты. 50 5 158 чувствительных выпрямителей и на входы первого 14 и второго 15 аналоговыхинверторов соответственно. В качестве опорного напряжения вспомогательных фазочувствительных выпрямителей используется напряжение возбуждения 1 я 1 п ы 1, прошедшее через усилитель- формирователь 11. На выходе первоговспомогательного фазочувствительноговыпрямителя 12 образуется напряжение Уш яп с, а на выходе второго вспомогательного фазочувствительного выпрямителя 1 3 - напряжение Б ш соЫ.ВЭти напряжения поступают на вторыевходы первого 14 и второго 5 аналоговых инверторов и являются управляющими сигналами для инвертировангя фазных напряжений датчика 2 угла, поступающих напервые входы аналоговых инверторов. При этом напряжение на выходе первого аналогового инвертора 14 описывается выражением П я ш х х (я 1 п а)я 1 п(о 1 + ), а на выходе второго аналогового инвертора 15 выраже нием Юб щ(соя а) яп(Ф 1 +ч). На суммирующем усилителе-формирователе 16 производится их суммирование с одновременным усилением результирующего сигнала, т,есигнал на выходе суммир 1 ющего усилителя-формирователя 16 равен У о= Бящ я 1 п( ю + ) я(1 я 1 пЫ(+ соя( )К, где К в ,коэффициент усиления.Это напряжение, которое является опорным для фаэочувствительного выпрямителя 9, всегда. синфаэно с выходными напряжениями датчика 2 угла независимо. от его углового положения, поэтому в преобразователе угла пово . рота вала в код отсутствуют погрешности, порождаемые появлением фазового сдвига между напряжением возбуждения и выходными напряжениями синуснокосинусного датчика при изменении45 температуры окружающей его среды, и нет необходимости применения фаэосдвигающего элемента. Отсутствие частотно-зависимых элементов в цепях аналоговых инверторов 14 и 15 схемы формирования опорного напряжения выпрямителя 9 обеспечивает работу преобразователя угла поворота вала в код при различных час. 55 тотах напряжения возбуждения датчика 2 угла и исключает необходимость проведения регулировочных работ в процессе эксплуатации. Формула изобретения Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий генератор опорного напряжения, выходы которого соединены с входами синусно-косинусного датчика, выходы которого через сепектор сектора соединены с аналоговыми входами первого и второго функциональных делителей напряжения соответственно, выходы которых соединены с соответствующими входами первого суммирующего усилителя, выход которого соединен с информационным входом первого фазочувствительного выпрямителя, выход которого через преобразователь напряжения в частоту соединен с входом реверсивного счетчика, выходы имладших разрядов которого через цифровой инвертор и непосредственно соединены с цифровыми входами первого и второго функциональных делителей напряжения соответственно, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в него введены усилитель-формирователь, второй и третий фаэочувствительные выпрямители, первый и второй аналоговые инверторы и второй суммирующий усилитель, один выход генератора опорного напряжения через усилитель-формирователь соединен с опорными входами второго и третьего фазочувствительных выпрямителей, выходы которых соединены с управляющими входами первого и второго аналоговых инверторов соответственно, информационные входы158055 б Составитель М.СидоровТехред Л.Сердюкова Корректор М.К черявая Редактор И.Горная Заказ 2022 Тирах 670 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101 второго фазочувствительного выпрями. теля и первого аналогового инвертораподключены к первому выходу синуснокосинусного датчика, информационныевходы третьего фазочувствительноговыпрямителя и второго аналоговогоинвертора подключены к второму выходусинусно-косинусного датчика, выходы аналоговых инверторов соединены с входами второго суммирующего усилителя, выход которого соединен с опорным входом первого фазочувс.вительного выпрямителя, выходы двух старших разрядов реверсивного счетчика соединены с управляющими входами селектора сектора,