Способ преобразования угла поворота вала в код

." ПР 1 ГСОЕДИНЕНИЕХ123) Приоритет сударственный комитет вета Министров СССР о делам изобретенийи открытий 3) УДК 681.325) Опубликовано 05 бликования иса Авторыизобретеш 1 я. Глаголев, Е 1) Заяв 4) СГ 1 ОС ЕОБРАЗОВАИИЯ УГЛА ПОВОР ВАЛА В КОД В другом известном спо зуют в два сигнала, близк ным, фазовый сдвиг между ционалвн углу поворота. Фа разуют во временной,интер заполнения временного ,ин имтульсами 21. Однако этот известный зуется ограниченной дискр ной верхним пределом тактобе угол пе к сину которы 5 ми овый сдви ал и в ко ервала та реоора- оидальпроор- преобд путем тозыми способ характернетностью, выззацовой частоты и ог- З 0 Изобретение относится к автоматике,и Вычислительной технике, в частности, к преобразователям аналоговой, величины в код и может быть использовано для связи аналоговых ис точников информации с цифровым вычисли тельным устройством.Известны различные способы преобразовапзия угла в код, В одном известном способе пространственного кодирования угол преобразуют в последовательность двоичных электри. 10 ;сских сигналов, которые усиливают, ограничиваОт цо верхнему,и ниж:ему уров;,я: и запоминаОт. Комбинация дзои 1 ных сигеалов одноз 1 качно определяст Величиг, угла поворо та 11, 15Однако реал:1 ацця известного спосооа кодирования сотряжена со сложным оборудозанием и не обеспечивает высокой, разрешающей способности,20 ранцчснным Оыстродсцстз.1 см элементов счетчика.Наиболее близким техническим рецезПем к. Ла Яом; цзоорстснцю является способ прсобразованця угла поворота зала в код, ос:1 Озанныи на преобразованц мгла В Од:10 ц,1 ц е 1 ескол косременцых напряжений, модулировазшых по амл 1.тде в фнкцни тла поворота ц прсооразова 1:цц этцх наг 1 рЯжснцй В,1(од 3" Од.1 ако этот известный сособ характеризуется з 11 ачительной дискретно тью. Вызванной Огран;1:1 с;ной разрсшаОщец способностью,преобразоа 11 ия модул:.розашь х по амлцтуде" 5 КС 1 цй В КОДЦелью цзобретея является уменьшение днскрстностц преоозазозанця,Для этого дополнительно формцруют два перемечных наряжения, ам:1 литуда одного цз котоь 1 х 110 стс 51 П 1;а .1 павна х 1 зксцма;ьно Возможному прцраще:1 ц 10 аъ 1 плцтуды мс:1 ьшего цз модулированных,по амплитуде напряженцй в диапазоне 1 змерснцй угла с пониженной дискретность 0, а его фаза соответствует цроизВСДгзй:.СЬ .ЕГО 11 З МОтлРСВП 01 ЫХ ГО ПМ- глптдс цапряжепп 11 прп угелцченпи угла поворота, амплцт 7 да дргого напряжсн 11 я СООтветствует прцращенцю амплцтуды меньшего из модулцрозапных напряжений от нуля з;1 ачале измерений с псеНженноц дискретностью,дополнительно сформированные напряжения преобразуют в напряжения, сдвинутые по фазе, определяют сдвиг фаз этих напряжений и .реобразуют его в код дополнительного точного отсчета,приращения угла от начала;эмериия с пониснной дискретностью.Такой способ позволяет знач 5 ительно спизпть дискретность и,повыспть то Гность преоб 1 :щ, .тцл У 12 В ,ОД,Сущпость предложенного способа поясним На НРН:ЕРЕ ОДНОфаз;ОГО Г 12130 ВРЯЩВТС 1 Я.Если угол поворота преобразовать В два псремспн 1 ях цапря кения, модулированных по ам 3:твиде,в функции синуса и косинуса угла поворота, а модулированные по амплитуде натряке:1 ия преобразовать в напряжения, моду,.ровас 1 Н 1 с по фазе (напри ер, с помощью двух РС-цепочек), то можно заметить, что,при иЗмене 1 Ии меньшеГО ИЗ модул:рованцых ло амплитуде папряжеп 1 Й от нуля в обе стороны до совпадеия по модулю с большим из модулированных по амплитуде, напряжений, цзмене:гис сдвига фаз модулированных по фазе сигндлсв состав".т -. Сд-,нг фаз цс зависит отс.ДООЛ 10 Т 110 Э ЗНДЕНИЯ СР 2 ВНИВ 2 ЕМЫХ СИГНЗЛОВ, а зависит только от их соотношения.Если пскусстзснно сформировать,два сигнала переменного тока, один из которых имеет постояннуо амплитуду, а другой изменяется по амплитуде от нуля в обе стороны до сов ДСНЦЯ ПО Ъ 1 "Д 1 ЛО С СЦП 125 ОМ С НОСТОЯС 1 П 011 амплцтг:1 о 1, ц пчеобразовать Оба уг 10 мяп тык :тцд;а 3 сдвиг 1 о фазе двух наГОяженцй, то1 Величина сдвига фазы также составит +- Пр 5 этом Гпо сравнению с преобразованием синусоидальных сигналов появляется погреш.ость нелинейности, вызванная заменой большего из модулированных по амплитуде напряжений постоянным уровнем и линеаризацвей меньшего пз модулированных по амплитуде 1 а,пряжений.Если амплитуда сформированных сигналов соответствует приращению меньшего из модулированных по амплитуде переменных напряжений, вызываОщему,изменение выходного ко;.а на единицу, то,преобразование искусствено сформированньх сигналов в сдвиг фазы и далее в код значительно повысит разрешающую способность преобразования угла,в код. При этом максималыное значение погрешности нелинейности будет меньше нового значитель:ю уменьшенного кванта входной величины, что 3 целом повышает точность преобразования,На чертеже приведена струкурная электрическая схема одного из,возмокных вариан тов преобразователя, который может реализовать предложенный способ. Преобразовдте ь игл В код содсржпт блок стНусоидального питания 1, подклктчеНный к преобразовате;цо 2 угла в одно илн несколько переменных напряжении, модулированных по,амплитуде в функ. ццп угла поворота, Преобразователь 2 подключен к преобразователю 8 модулированньх по 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 амплитуде переменных Напряжений в код и к формироВателю 4 х 1 сньшсГО:13 модулцрОЗанВ 1: по амплитуде напряжений и знака произ: с.,ной этого напрякенця прц увеличении угла поворота. Выход блока 1 чеоез упоавлясмь 1 й 1 гэтспциомстр б,подкл 10 чен к суъ 1 матору б еременпых сцг:аловдругой вход которого соедцнсн с выходом формирователя 4. Выход сумматора б подключеч к од 11 ому вход; блока 7 для преобразования амплитудно-модулирован нь 1 х снгналОВ В разохОдулирозанные сигналы и через ключ 8 к управляющс.,:у входу -.:стенццометра б, Блок питания 1 через делитель 9, ,ПРВВЛЯ 10 Щ;111 ВХОД КОТОРОГО СОЕДИНЕН С ВЫХО- дом формирователя 4, подключен к другому входу блока 7, выход которого подключен к прсобр;,.3 пватсло 10 сдвига фазы в код. Управляющие Входы ключа 8 и формирователя 4 соединены с выходом источника 11 комачды об измерении угла с понижен:1 ой д 1 Скретностью.Преобразователь работает следуОщим образомм.Блок питания 1 вырабатывает синусоидаль ьй с.1."112 л, псступ 210 ЩИЙ иа Оомотку Возбу:кленпя преобразователя 2, па Выходе которого Вырабатываются сигндль 1, модулированные по амплитуде в функции угла поворота. Преобразователем 2 может б 1 ть линейный потенццометр, сцнусно-косцнусный датчик, сельснн и т. д, В преобразователе 3 из амплитудно-модулиров 1 И 11 ых сцГндлсЗ форхируется код. ПреОбразователь д может быть выполнен на ос:;О- ге цепосре Ствен: ого преобразования амплитуды напряжения в код или с промежуточным преобразованием в сдвиг фаз.Формирователь 4 непрерывно выделяет меньший по абсолютному значенио амплиту ды,входной сигнал, который поступает на сумматор б. В то же время по соотношению амплитудных Ги фазовых значений входных сигналов формирователь 4:вырабатывает знак Гроизводной выделенного сигнала для положительного напряжония вращения входного лала (увеличение угла поворота). При этом каждому участку выделенного формирователем 4 сигнала будет однозначно соответствовать определенный знак производной независимо от направления вращения входного вала, С блока питания 1 через управляемый потенциометр 5 на второй вход сумматора б поступает сигнал, равный по абсолютному значению выходному сигналу формирователя 4, но противоположный ему по фазе. В результате выходной сигнал сумматора б равен нулю.При изменении угла поворота преобразователя на выходе сумматора б появляется сигнал разбаланса, которьй, Воздействуя через открытый ключ 8 на потвнциометр б, регулирует выходной сигнал потенциометра б, Возвращая сСтсму в сбалансированное состояние.Делитель 9 формирует из выходного сигнала блока питания 1 переменное напряжение с постоянной амплитудой, Фаза выходного напряжения делителя 9 или совпадает с фазойвыход:1 ого напр 11 жения блока 1 при положительно."; производной выделе:1 нсго;.:Ормпрозателем 4 напряжения или:1 ротиво:-,олоа: ри отрицатель:1 О 11 произзодной.Если в качестве преобразователя 2 выбран линейный потенц 1 ометр, то знак произзодной нез.с:1 яется за все время работы преобразователя, 1 1 и,з качестве, преобразователя 2 выбрал сипусцо-кссинусный датчик, то производная ззложптельпа в 1, б, 7, 8 октаслтах и отрицательна в 2, 3, 4, 5 октантах. Для сельсина Знак произвсднОЙ Выделенного сигнала изменяется через каждые 60. Таким образом, в отсутствии команды от источника 11 выходные сигналы блока 7 не изменяются по фазе, акод преобразователя 10 не изменяется по величинеС приходом команды от источника 11 о начале измерений с пониженной дискретностью ключ 8 закрывается, и сигнал с выхода потенциометра б остается на все Время измерений разным по амплитуде,и противоположным по фазе, выходному сигналу формирователя 4 в момент прихода команды от источника П.В результате на выходе сумматора б вырабатывается переменное напряжечие, являю. щееся приращением ъ 1 еньшего из,модулированных по амплитуде, напряжений, начиная от нуля в начале измерений с пониженной дискретностью.В то же время команда от источника 11 блокирует на Время измерения с пониженной дискретностью возможные,переключения в формирователе 4, связанные с выделением меньшего по абсолютному з 11 ачени 1 о амплитуды сигнала и знака его прсслзводной, С выхода делителя 9 на другой вход блока 7 поступает напряжение переменного тока с псстоянноЙ амплитудой и определенной фазой. В результате,в режиме измерения с,пониженной дискретностью выходные сигналы блока 7 сдвигаются один относителыно другого по фазе з соответствии с,изменением угла поворота входного вала преобразователя угла в код. В преобразователе 10 сдвиг фаз преобразуется з код приращения угла от начала, измерения с пониженной дискретностью. При этом увеличению угла поворота соответствует увеличение выходного кода преобразователя 10.Техническое преимущество предложенного способа преобразования угла в код по сравнегню с известными способами аналогичного назна;ения выражается в пониженной дискретности .1 реооразозания угла, что было подтвер:кдспо расчстам 11 и экспериментальными,исс, - ,слова:1 иями преобразователя угла з код, макет которого был изготовлен в соответствии с 1:редстазленной на чертеже структурной схемой.Экономический эффект От использования 1 О предложе 1 гного способа обусловлен указанным 11 Выше его техническими преимуществами,Формула изобретения15 Способ преобразования угла поворота валав код, сснсзанньш на,преобразовас 1 пи угла В одно пли несколько переменных напряжений, модулированных по ампл 1 ггуде в фу 11 кции угла поворота и преобразовании этих напряже О ний в код, отличающийся тем, что, сцелью уменьшения дискретности преобразования, дополнительно формируют дза переменных напряжения, амплитуда одного из которых постоянна и равна максимально возможному 25 приращению амплитуды меньшего из модулиВсва 11 ных по ав 1 п;1 итуде настряжений В диапазоне измерений угла с пониженной дискретностью, а его фаза соответствует производной меньшего из модулирозанных по амплитуде ЗО чапряжений при увеличении угла поворота,амплитуда другого напряжения соответствует прпращеншо амплит ды меньшего из модулирсзапных напряжениЙ от нуля в начале измерений с псниженно 11 дискретностьюдоцолниЗ 5 тельно сформированные 11 зпряжец 1 гя преобразуют в напряже.-1 ия, сдв 1 гнутые по фазе, определяют сдвиг фаз этих напряжечий и преобразуют его в,код дополнительного точного отсчета приращения угла от начала измерения с 4 О пониженной дискретностью.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:45 1. Гитис Э, И. Преобразователи пцформации для электронных цифровых вычислительных устройств, Энергия, 19 О, с. 256 - 2932. Патент США3188627, кл. 340 - 347,08,06.63,5 О 3. Патент США3505669, кл, 340 - 317,07.04.70.601729 Составитель аза ки Зиьковский схред И. Михайлова Корстой 3, Гтма дант( аказ 271432НПО Го. одписпсеСССР Тип. Харьк. фи;. пред. Патент 11 г 7 о л,дарственного по делам пз Москва, )КТпр митета Совета рстений и откр ) ; к .