Способ преобразования угла поворота вала в пропорциональный сигнал

) М. Кл б 08 С 9/00 9,74 (21) 206283 иием заявки М присое Государстоеией комитет Совета Миилстров СССР во делам изооретеиий н открытий(23) Приоритет (43) Опубликов (46) Дата опуб ллетеиь 45) СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАН ВАЛА В ПРОПОРЦИОНА УГЛА ПОВОРОНЫЙ СИГНАЛ Способ относится к обпвсти преобразования формы представпения информации и может найти широкое применение в преобразоватепях типа ван - код, в которых датчиками угла поворота вала явпяются синусно-косинусные вращающиеся трансформаторы (СКВТ).Известен способ преобразования угла поворота вала в пропорционвпьный сигнвп, основанный нв преобразовании угла поворота СКВТ в пропорциональный ему угол сдвига фаз двух напряжений 111.Известный способ не обеспечивает достаточной точности.Нвибопее близким техническим решением к данному изобретению явпяется способ. преобразования угпа поворота вала в пропорциональный сигнал, основанный нв сравнении измеряемого сигнала с опорным, сформированным с бопее высокой частотой, чем максимальная частота измеряемого сигнала, и с фиксированной зависимостью во времени, идентичной измеряемому сигнвну 2. Опя получения кода, пропорционвпьного углу поворота ввпастребуемойточностью, по известному способу формируют корректирующий код, который суммируют с кодом, попученным в реэупьта те сравнения сигнапов огибающих СКВТс опорным сигналом. С увеличением требемой точности схема формирования корректирующего кода резко усложняетсяиз-за необходимости формирования и храт 0 кения большого копичества значений корректирующего кода. Таким образом, известный способ обладает недостаточнойточностью,Цепь изобретения - повышение точности преобразования угпа поворота впропорциональный сигнал.Постввпеннвя цепь достигается тем,что при сравнении измеряемого сигналас опорным формируют временной интервал,начапом которого явпяется момент перехода опорного сигнвпа через нупевое значение, а концом - момент равенства мгновенных значений измеряемого сигнала636652 гн- В момент равенства сравниваемых е- сигналов выпопняется условие и опорного. За истинный момент его ко ца принимают момент равенства измеря мого и опорного сигнапов на участках, где производные этих сигналов имеют одинаковый знак, преобразуют временнойинтервап в форму, удобную дпя суммирования, и попучают пропорционапьныйсиг ,нап путем суммирования преобразованного временного интервала с константами.Бпагодаря идентичности функционапь ных зависимостей сравниваемых сигнапов ью д.=Мп ОгФ, иди Ып сС-ьиаг 1.=0. Преобразуем это выражениеА+св 1 .ю 12 с 05.2 2ью:ОПоспеднее выражение равняется нудю,когдасС+Ш 1 . А-Ю 1соЬ - =Оили ь 1 п =О,2 2Ц, =О,Япй О=О саб,= -О ьв(9 О"д ) и Ос=О, Ыпю 1 Ивременной интервал, измеренный описанным вьпое способом, явпяется пропорционацьной вепичиной от угпа поворота вана (ротора СКИТ) с высокой точностью. И Теоретически, при абсодютной идентичности функционапьных зависимостей сравниваемых сигнапов, погрешность преобразования равняется нупю.На фиг, 1 представпена бдок-схема Зф реааизации способа; на фиг. 2 и 3- временные диаграммы,Блок-схема реапизачии способа преобразования угла поворота вада в пропорционапьньтй сигнап вкпючает в себя . ф САИТ - датчик 1, преобразователь 2 "напряжение-временной интервап и измеритепь 3 ,временного,интервапа.Преобразование осуществпяется спецующим образом.3Вгяходные сйгнапы СКВТ - датчика 1 поступают на преобразователь 2 напряжение-временной интервад, где демодупируются и сравниваютсяс опорными синусоидапьным: сигнапом. В результате срав- нения на выходе преобразователя 2 формируется временной интервап, пропорционапьный угповому положению ротора СКВТ- датчика 1, Измеритель 3 временного интервапа преобразует временной интервап в эквивапентную физическую величину другого рода, например, в напряжение иди в двоичный код.Сущность предпагаемого изобретенияЯ поясняется временными диаграммами (фиг. 2), где показаны сравниваемые опорный сигнап ОщОц,ь 1 п щА и огибающая синусной обмотки СКИТ-датчика 1 О фО,Мп А, где сС-угон поворота ротоСКИТ-д т 1 ик 1 вЮ - угдовая частота опорного синусоидапьного сигнапа. с(.+Ю д.+ се 7 с605 - О еспи- Яи 11,2 2откуда1 с(гп+)- с,1 с)Мд дО всды М(ин) с - сои,2 откудаВыражение ддя 1 и 1 явпяются математическим выражением временного интервапа, качаном которого явдяется момент перехода через нулевое значение опорного сигнала Оо=Ц, Ми свВ, а концом - момент равенства мгновенных значений опорного сигнала и сигнапа огибающей СКВТ. Из этих выражений видно, что зависимостьЬ (с ) от угпа поворота ротора СКИТ ( сК ) является пропорциональной; так как все чпены правой части этих выражений, кроме 4 постоянны.Неоднозначность временного интервада объясняется тем, что в каждом периоде опорного сигиада Цо существуют два момента равенства (фиг. 2).Истинным значением временного интер- вада, который изменяется пропорционапьно изменению угла с, является временный интервал 12 так как при однознач но выбранном моменте начала временного интервапа, например момент перехода опорного сигнапа через нудевое значение из отрицательной обдасти в положительную, второе значение временного интервада 1 пропорционапьно ие урду сС , а величинеЖ(гй+4)- сИсходя из графической ипдюстрации предпагаемого способа, изображенной на фиг. 2, истинным значением временного интервапа (моментом конца временного чнтервада) явдяется тот момент равенства, при котором производные сравниваемых сигнапов имеют одинаковый знак.При значениях угла сС близких к экстремумам сигнала огибающей СКВТ, возможна бопьшвя погрешность преобразования из-эа низкой крутины опорного синусоидапьного сигнвпа. С целью искпю- У чения этой погрешности осуществпяется переход сравнения с синусной огибающей на косинусную (ипи наоборот), так как их экстремумы сдвинуты один относите но другого на угол сС=90, что и позовопяет искпючить из процесса преобразования (сравнения) обпвсти экстремумов огибающих СКБТ. На фиг, 3 в участки огибающих СКВТ, на которых производится преобразование, показаны утопщенной ф пинией. При преобразовании по синусной огибающей СКВТ (участки 1,В,П ) попучают значение временного интервала, пропорционапьного угпу Д.,а при преобразовании по косинусной огибающей (участки й, 6, У ) значение временного интервала отпичается от истинного на постоянную величину (фиг. Зб).Ипя получения сигнапа, пропорционапьного угиу поворота ротора С 1(ВТ. в диапазоне от 0 до 360, производят измереО оние временного интервапа (фиг. Зб) в резуиьтате чего преобразуют последний в эквивапентньей сигнап, например в код, а затем измеренное значение временного ф интервала суммируют с константами, показанными нв фиг. Зв, В резупьтвте суммирования получают сигнал (фиг, Зг), который изменяется пропорционально углу поворота ротора СКБТ в диапазоне от 0 до 360.Частота опорного синусоида пьного сигнала определяется допустимой погревностью преобразования и максимвпьно возможной частотой изменения сигнапа огибающей СКВТ. Например, еспи максимвпьная частота огибающей 0,5 Гц и допустимая погрешность преобразования О, 1%, то частота опорного сигнала определяется спедующим образом. верхнее значение частоты опорного сигнапв ограничивается быстродействием реальных устройств, участвующих в процессе сравнения сигналов.Предлагаемый способ преобразования найдет широкое применение в области вьтчиспительной техштки дпя преобразования угпв поворота ввпв и двоичный код,так квк оц позволяет повысить точностьи упростить устройство по сравнению сизвестным,Предпопагвел 1 ое сокрв 1 цение затратпри вппаратурной ревпиэации способв -не менее, чем в два раза, в точностьпреобрвзован 11 я теоретически не ограциче 11 аОпя опредепения практически достижимой точности преобразования по предпопагвемому способу необходимо провести исследования способов форлЕироввцияопорного синусоидвпьного сигнапв, максимапьно прибпиженпого по фуцкционвпьнойзависимости к спгпапу огибвеацей СКВ"едвтчикв. Формупв изобретения Способ преобразования угла поворота вада в пропорциональный сигнал, осцоввнньтй нв сравнении измеряемого сигнапа с опорным, сформированным с бопее высокой частотой, чем мвксимвпънвя частота измеряемого сигнвеед, и с фиксированной зависимостью во времени, идентич- ной измеряел ому сигналу, о т п и ч а ющ и й с я тем, что, с цепью повьпиения точности преобразования, при сгввнеции измеряемого сигнала с опорным формируют временной интерввп, начвпом которого явпяется момент перехода опорного . сигнала через ееупевое значение, а концом - момент равенства мгновенных значений измеряемого сигнвпв и опорного,/ эв истинньей момент его конца принимяют момент равенства измеряемого и опорного с 1 ггнвпов на участках, где производные этих си 1.нв,.ов ил;еют одинвковьей знак, преобразуют временной интерввп в форму, удобную дпя суммирования, и получают пропорционапьный сиге 1 ап путем суммирования, преобразованного временного интервапа с константами.Источники информации, принятьее. во внимание при экспертизе:1. Авторское свидетепьство СССР %368834, кп. 6 08 С 9/04, 1970.2. Авторское свидетепьство СССР Ид 328497, кп. б 08 С 1/28, 1972.Составитель И, Наэаркинаор Э. Губницкая Техред 3. Фанта Корректор аказ 6945/41 ЦН ИИПИ Государствен по де 113035, Мираж 721дписное ого комитета Совета Министров ам изобретений и открытийосква, Ж, Раущская набд. 4