Преобразователь угла поворота вала в код

О П И С А Н И Е (ц)636655ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Соввтскин Социалистических Республик(23) Приоритет(43) Опубликовано 05. 1 Гасударственный намнтвт Саввтв Инннстрав СССР ва делам изааретеннй и открытий(089. 8) юллетень45 45) Лата опубликования описания 07.1 лимов и В, Б, Ибрвгимо 2) Авторы изобретен 71) Заявител зербайджанский институт нефти и химии имени М, Азизбекова 54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА П ОВОРОТА ВАВ КОД Изобретение относится к системам преобразования аналоговых величин в код а именно к преобразователям угла поворота вала в код.Известны преобразователи угла поворота вала в код, в которых для определения кода положения вала используют напряжения и фазы сигналов сельсин-дав чика и источника опорного напряжения 111Недостатком известного устройства является сложность технического решения и недостаточная точность кодирова- ния угловых перемешений вала.Наиболее близким техническим решением, которое может быть принято эа прототип, является преобразователь угла поворота вала в код, содержаший сельсин, фаэные обмотки которого подключены к входам выпрямителя и к первым входам измерительных фазовых детекторов, а обмотка питания подключена к входам опорного фазового детектора, один выход выпрямителя соединен со вторыми входами измерительных фазовых детекторов, выходы которых подключены к первым входам блоков совпадений ко вторым входамкоторых подключен выход опорного фазою- го детектора, выходы блоков совпаденийсоединены с одними входами блока рвс чета положения вала, другие входы которого соединены с выходами выпрямителя,первый выход блока расчета положениявала и выходы блоков совпадений соединены с накопительным регистром о . ю . Недостаток этого известного устройства состоит в недостаточно высокой точности преобразования угловых перемешений вала.Цель изобретения заключается в повышении точности работы устройства.Поставленная цель достигается звсчет того, что в устройство введенысумматор, блок сравнения, блок выборауправляющего кода, операционный усилитель с делителем на входе и в цепи обрат.ной связи из параллельно соединенныхпостоянных и управляемых резисторов,причем к одному входу блока сравненияподключен один вход сумматора и второйвыход блока расчета положения вала,третий выход которого соединен с другимвходом сумматора, выход сумматора соединен с делителем операционного усили-теля, выход которого соединен.с другимвходом блока сравнении, выходы блокасравнения соединены с входами блокавыбора управляющего кода, один выход которого соединен с управляемыми реэисто- фрами делителя операционного усилителя,а другой, - с накопительным регистром.На чертеже. представлена блок-схемапреобразователя угла поворота вала вкод.ИУстройство содержит сельсин 1, фвзныеобмотки которого подключены ко входамвыпрямителя 2 и к первым входам измерительных фазовых детекторов 3, а обмотка питвния - ко входам опорного фазового детектора 4; блоки совпадений 5,блок 6 расчета положения вала сумматор 7 выполненный из операционного усилителя 8 с входными резисторами 9 и 10,резистором 1 1 обратной связи и выход- ффным резистором 12,операционный усилитель 13 с делителем, во входную цепьоперационного усилителя 13 включеныпараллельно соединенные цифровой управляемый резистор 14 и постоянный резистор15, а в цепь обратной связи - такжепараллельно соединенные цифровой управляемый резистор 16 и постоянный резистор 17, блок 18 сравнения, блок подбораупрввлякщего кода 19 и накопительныйрегистр 20, В состав блока 19 входятвентили 21 и 22, управляющие входыкоторых связаны с выходами блока сравнения 18, реверсивный счетчик 23 и ге 40нератор 24 тактовых импульсов. Напряжения фвзных обмоток сельсина и егообмотки питания определяются следующимобразом.О=КОь 1 п в 1 вм 9;О ОКО Мл ет,чп(б-ао у;О = КОмиж 1 чн(9-240 ф);где О,т ю -амплитудные значения и круговая частота напряжения питания;396 -угол поворота ротора сельсина;К -коэффициент трансформации, постоянный для денного типе датчика ( К 4,1).Наличие этих напряжений дает возможИность определения того 60-ти градусногосектора, в котором находится искомыйугол по р. 1 , сфазовых детекторов .3, в качестве которых могут быть использованы однополупериодные выпрямители с ограничением выходного напряжения на заданном уровне 0; ) формируются нормализованные фазные напряжения, которые подаются на блоки совпадения 5. Вторые входы последних подключены к выходу опорного фазового детектора 4 при этом, если напряжения выходных обмоток сельсина 1 и его обмотки питания синфаэны, на выходе соответствующего блока совпадения 5 формируется 1", а если укаэанные напряжения противофазны, то формируется "О".Выходы блоков совпадения 5 лодклкьчены к дешифратору блока 6 расчета положения вала и к накопительному регистру 20, куда заносится код И,отображен- щий положение 60-градусного сектора на угловой оси.Выпрямитель 2 выполнен по обычной схеме. Его особенность - наличие блока формирования искусственного нуля, представляющего собой нагрузку, обьединенную звездой и подключенную к выходам сельсина 1.Блок 6 расчета положения вала состоит из дешифратора и управляемых им клапанов, включенных между выходами выпрямителя и входами первогсоперационного усилителя. В функции дешифратора входит выбор пары напряжений (из числа исходных), изменяющихся по законам Цп и О К си ) -напряжения подъема и спада в пределах иачаш ного участка синусоиды, где закон изменения напряжений с некоторым приближением можно принять линейным). Для этого в соответствии с кодом положения 60-градусного сектора дешифратор формирует управляющие сигналы, которые открывают соответствующие клапаны и подключают необходимую пару напряжений к входным резисторам 9 и 10 операционного.усилителя 8.Кроме того, по результатам сравнения абсолютных значений указанных напряжений дешифратор формирует признак И указывающий положение 30-градусного сектора внутри 60-градусного сектора; этот признак также заносится в накопительный регистр 20.Отношение напряжений О и и О определяется следующим. образомОл 20 ГЗ сйд 6-1Путем несложных преобразований это выражение может быть приведено к видуЦ, дФ,дОЩБЦ +О,ЯВО ).6366 Реапизация этого выражения с целью опредепения угив поворота 8 в цифровой форме связана с выпоцнением операций суммирования, умножения с одновременным функционапьным преобразованием и 5 сравнения. Рассмотрим особенности выпоинения каждой из перечисленных операций в отдельности.Операционный усииитепь 8 вкпючен по схеме сумматора и реализует операцию 10 суммирования напряжений О и и О"оО .=-Е О;=-(КО +К О ).Коэффициенты К к Е определяются 15 отношением сопротивлений резистора 11 обратной связи и входных резисторов 9, 10.Выходной резистор 12 операционного усилителя 8 выпопняет функции согнасующего эиемента.Реализация множитепьно-тангексной операции осуществпяется посредством операционного усипитепя 13, входная цепь и цепь обратной связи которого содержат соединенные парапиепьно с постоянными резисторами 15 и 17 цифровые управляемые резисторы 14 и 16, Такое соединение при определенном значении сопротквпении резисторов 15 и 17 поз ф воняет подучить на выходе операционного усииитепя 13 напряжение О постоянного тока вила Ох 1 6 Напряжения О и О срввниввютсявПсравнивающем устройстве 18, которое в зависимости от знака напряжения рассогласования Ь О= О - О формирует на выходах, связанных с управпяющими входами вентилей 21 и 22, сигналы, управ в пяющие работой блока 19, Еспи знак ьО попожитепен появпчется управляющий потенцкап на том выходе сравниваюшего устройства 18, который связан с управпяющим входом вентипя 21, при этом поспедний пропускает импуиьсы от генератора 24 нв вход "+" реверсивного счетчика 23. Наоборот, если знак ь О отрицатепен, появпяется управияющий потенцкап на другом выходе сравнивающего устройства 17, связанном с управияющим входом вентипя 22, при этом последний пропускает импупьсы от генератора 24 на вход -" реверсивного счетчика 23, Так как выходы разрядов реверсивного55 счетчика 23 связаны с цифровыми входами цифровых управляемых резисторов 14 и 16, вки 1 оченных во входную цепь 55 6и цепь обратной связи операционного усипитеия 13, то изменение содержимого указанного счетчика в сторону увеиичения (режим сложения импульсов) ипи уменьшения режим вычитания импульсов) приводит соответственно к изменению напряжения Опри этом в момент времени, когда ЬО=ОО, = О., т. е. в схеме устанавпивается равновесие, характерное дпя режима сиедяющего уравновешивания. Нарушение этого равновесия при изменении угпв поворота 9 приводитвновь к появлению сигнала рассогпасования Ь Ц отработка которого ведется в посиедоватепьности, описанной выше.Таким образом полный код угпа поворота З фиксируется в накопитеиьном регистре 20 и состоит из трех частей: кода И положения 60- градусного сектора, признака й указывающего 30- градусный сектор внутри 60- градусного, и кода М отображающего значение угла .поворота В в пределах 30 градусного сектора. Форму па кзобретения Преобразователь угпа поворота вала в код, содержащий сеиьсин, фвзкые обмотки которого подключены к входам выпрямитеия и к первым входам иэмеритепьных фазовых детекторов а обмотка питания полкпючека к входам опорного фазового детектора, один выход выпрямитепя соединен со вторыми входами измерительных фазовых детекторов, выходы которых подключены к первым входам блоков совпа дений, к вторым входам которых подкпючен выход опорного фазового детектора, выходы бпоков совпадений соединены с одними входами бпокв расчета попожения вала другие входы которого соединены с выходами выпрямитеия, первый выход биока расчета поиожения вада и выходы блоков совпадений соединены с накопитепьным регистром, о т и и ч а ющ и й с я тем, что с цепью повышения точности преобразователя в него введены сумматор, блок сравнения, биок выбора упрввияющего кода, операционный усипитеиь с делителем на входе к в цепи обратной связи кз параииеиьно соединенных постоянных и управляемых резисторов, к одному входу блока сравнекия подкиючен один вход сумматора и второй выход блока расчета поиожеиия ввив, третий выход которого соединен с другим655 636 Составитель И. Назаркинаедактор Э, Губницкая Техред Н, Бабурка Корректор Б. Серда П одписноеа Совета Министров ССС ий и открытий 5 шская наб.,ипиал ППП Патент", г. Ужгород, ул, Проектная,входом сумматора, выход сумматора сое 1динен с делителем операционного усилителя выход которого соединен с другимвходом блока сравнения, выходы блокасравнения соединены с входами блокавыбора управляющего кода, один выходкоторого соединен с управляемыми резисторами делителя операционного усилитеаз 6945/11 Тираж 721ЦНИИПИ Государственного комитепо делам изобрете113035, Москва, Ж8ля, а пругой - с накопительным резистором.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Авторское свидетельство . %310105 кл. Ст 01 В 7/30, 1971.2. Авторское свидетельство Мо 364957, кл. (л 08 С 9/04 1970,