Преобразователь угла поворота в код

пи 526931 Союз Советских Социалистических Ресоублик(23) Приорите Опубликовано сударственныи комит Совета Мло дела трав СССРобретений 1.325 088.8.08,76. Бюллетень Хе 32 ткрыти ата опубликования описания 07.10.76 2) Авторы изобретения бедев К. П. Кома 71) Заявитель(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В с25 Изобретение относится к вычислительнойтехнике и автоматике, а именно к устройствам, преобразуюпим угол поворота вала вцифровой код, и может найти применение вцифровых автоматических системах управления и телеметрических системах, работающихпри относительно невысоких скоростях движения вала при считывании кода.Известны преобразователи угол-код, содержащие фазовращатель, синхронизированныйисточник многофазного напряжения для питания фазовращателя, генератор импульсов,делитель частоты, формирователь фазовогоимпульса и счетчик импульсов 1.Однако такие преобразователи имеют невысокую точность работы.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является преобразовательугла поворота вала в код, содержащий генератор импульсов, подключенный через последовательно соединенные делитель частоты иформирователь многофазного напряженияфазовращателем, и блок счета импульсов 2В таком преобразователе при существующих зависимостях параметров элементов формирователей фазового импульса от времени иот изменений условий эксплуатации происходит смещение временного положения фазовыхимпульсов, ухудшающее точность его работы.Цель изобретения - повышение точности 30работы преобразователя,Это достигается тем, что в предлагаемыи преобразователь угла поворота вала в код введены дополнительный блок счета импульсов, сумматор и усилитель-ограничитель, вход которого соединен с фазовращателем, а выход - с первыми входами сумматора и блоков счета импульсов, вторые входы которых соединены с выходом генератора, а третьи - с выходом делителя частоты. Выходы основного и дополнительного блоков счета импульсов связаны с входами сумматора, который соединен с делителем частоты.При этом компенсируется ошибка, вызванная смещением фазы из-за нестабильности элементов.На фиг. 1 показана схема преобразователя угол-код; на фиг. 2 и 3, а - д представлены временные диаграммы, псясняющие работу устройства (на фиг. 2 - случай, при котором фазовый сдвиг а менее угла л, на фиг. 3 - то же, с фазовым сдвигом а менее угла л, где,: а - выходной сигнал старшего разряда делите ля частоты 2, б - выходной сигна фазовращателя 4, в - выходной сигнал усилителя-ограничителя 5, г - интервал счета блока 6 счета импульсов 6, д - интервал счета дополнительного блока 7 счета импульсов); на фиг. 4, а, б - диаграммы выходного напряжения фазовращателя, соответствующие различным углам поворота его ротора (а - случай а(,б - случай а) Р).3Преобразователь угла поворота вала в код содержит генератор импульсов 1, подключенный через последовательно соединенные делитель частоты 2 и формирователь 3 многофазного напряжения с входами фазовращателя 4, выход которого соединен с усилителем-ограничителем 5. Выход усилителя-ограничителя соединен с первыми входами блока б счета импульсов, дополнительного блока 7 счета импульсов и сумматора 8. Вторыевходы блока 6 счета импульсов и дополнительного блока 7 счета импульсов соединены с генератором импульсов 1, а третьи - с выходом делителя частоты 2, Выходы блока счета импульсов и дополнительного блока счета импульсов соединены с входами сумматора 8, который соединен с делителем частоты 2.Устройство работает следующим образом.Импульсы генератора 1 поступают на вход делителя частоты. В процессе работы делителя частоты на выходе его разрядов образуются последовательности прямоугольных импульсов со скважностью, равной двум. Последовательности прямоугольных импульсов поступают на входы формирователя многофазпого напряжения, который формирует на пряжепие для питания фазовращателя 4.Выходной гармонический сигнал фазовращателя 4 поступает на вход усилителя-ограничителя 5, который усиливает и ограничивает по амплитуде сигнал с фазовращателя, превращая его в последовательность прямоугольных импульсов. Фазовый сдвиг а (фиг. 2, 3) этой последовательности относительно последовательности прямоугольных импульсов с выхода старшего разряда делителя частоты 2 пропорционален углу а поворота ротора фазовращателя 4.Блок 6 счета импульсов, получая сигнал делителя частоты от старшего разряда делителя частоты (фиг. 2, За) и сигнал усилителя- ограничителя (фиг. 2, Зв), формирует интервал (см. фиг. 2, Зг), и, заполняя его счетными импульсами от генератора импульсов 1, фиксирует число, пропорциональное фазовому сдвигу а,Дополнительный блок 7 счета импульсов, получая сигнал от старшего разряда делителя частоты (фиг. 2, 3, а) и сигнал в (фиг. 2, 3) от усилителя-ограничителя 5 (фиг. 2, 3, в) формирует интервал (фиг. 2, 3, д) и, заполняя его счетными импульсами от генератора импульсов 1, фиксирует число, пропорциональное фазовому сдвигу Р (в идеальном случае р отличается от а на величину л),Числа а и Р поступают с блоков счета импульсов б и 7 на сумматор 8. Сумматор 8, анализируя сигналы а, поступающие от старшего разряда делителя частоты 2, и сигналы в (фиг. 2, 3), поступающие от усилителя-ограничителя 5, определяет момент окончания счета чисел л и р и производит вычисление суммы(2) 40 45 Если Ла= - Л 13, что в преобразователяхугол - код высокой точности может быть реализовано с отклонением второго порядка малости, то- Ья - ЛЗ= - Лт. + Лх = О, 50а, следовательноа= =" . (5)ать - и а +," - и2 2 Из выражения (5) следует, что в предлага емом устройстве при использовании смещенных значений а и Р получаем точное значение угла а.Аналогично для случая (фиг. 4, б).а+ з+-я+ + 60 х=2 2 Таким образом, предлагаемое устройствосвободно от ошибок, вызываемых уходом параметров элементов схем формирователей 65 фазовых импульсов в известных устройствах. если а)р.Из фиг. 2 б видно, что если а, то р=а+= з. (4)2 2Таким образом сумматор вырабатывает число, пропорциональное фазовому сдвигу а, который является углом поворота вала фазовра щателя 4.Повышение точности работы устройстваможно пояснить с помощью диаграмм выходного напряжения фазовращателя 4 (фиг.4,а,б).25 Пусть из-за изменения условий эксплуатации уровень срабатывания усилителя-ограничителя 5 изменяется на некоторую величину,Этому случаю соответствует смещение точкиа в точку а. Для известных устройств это 30 равносильно фазовой ошибке, равной Ла==а - а.В предлагаемом устройстве для формирования моментов, соответствующих точкам а ир, используется одна и та же схема усилите ля-ограничителя 5, поэтому смещение точки ав точку а сопутствует смещение точки р вточку р, равное Л 1 З=р - рПри отсутствии смещения (фиг. 4, а).526931 фиг.1 формула изобретения Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий генератор импульсов, подключенный через последовательно соединенные делитель частоты и формирователь многофазного напряжения с фазовращателем, и блок счета импульсов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности работы преобразователя, в него введены дополнительный блок счета импульсов, сумматор и усилитель-ограничитель, вход которого соединен с фазовращателем, а выход - с первыми входами сумматора и блоков счета импульсов, вторые входы которых соединены с выходом генератора, а третьи - с выходом делителя частоты, выхо. ды основного и дополнительного блоков счета импульсов соединены с входами сумматора, который соединен с делителем частоты. Источники информации, принятые во вни 10 мание при экспертизе: 1. Авт. св.256396, 6 08 С 9/00, 18.12.67.аз 2067,11ЦНИИПИ ПодписноСССР ипография,. Сапунов Изд.1624 Тсударственного когаитста Совпо делам изобретений и отк035, Москва, Ж, Раушская раж 830та Министытий наб., д. 4,5