Двухотсчетный преобразователь углового перемещения в цифровой код

(Г окрбио еа ОП ИСАНИНА ИЗОБРЕТЕН ИЯ и 651389 Союз Советских Соцмапмстмцеснмх Республик(5) М. К 08 С 9/04 аеударстеей ииапе СССР делам забрвтеея и юткрмт(71) Заявитель 4) ДВУХОТСЧЕТНЫЙ, АНАЛОГО ЦИФРОВО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА(23) Приоритет 1Изобретение относится к системе контроля и преобразования неэлектрических величин в электрический сигнал,.а именно к двухотсчетным преобраеовате лям угловых перемещений в цифровой код.Известны двухотсчетные преобразователи угловых перемещений в код, содержащие синусно-косинусный вращающийся трансформатор, функциональные делители напряжения, сумматоры и реверсивный счетчик 1.Недостаток таких преобразователей состоит в изменении погрешности работы при изменении угла в широких пре-делах.По основному авт. св. М 526932 известен двухотсчетный преобразователь углового перемещения в цифровой код, содержащий двухотсчетный синусно-косинусный врашаошийся трансформатор (СКВТ), фазовый детектор, преобразователь напряжейие-частота, блок управления реверсивным счетчиком, реверснвный счетчик с младшими и старшими разрядами н блок ввода кода, делители и частоты, кварцевый генератор, дещифраторы и блок формирования синусоидальиых сигналов, преобразователь код-напряжение, сумматор, формирователь огра,д ничитель, синхронизатор, блок счичывания кода грубого отсчета, блок памяти и блок согласования отсчетов (21.Недостаток этого устройства состоит в сравнительно невысокой точности работы преобразователя.. Целью изобретении является повышение точности преобразователя. " Поставленная цель достигается за счет того, что ъ двухотсчетный преобразователь углового перемещения в цифровой код введены два дополнительиык сумматора, избирательный усилитель, синхронный детектор, интегратор и управляемый делитель напряжения, один вход первого дополнительного сумматора соединенс третьим выходом блока формирования сннусоидальяых сигналови с первым входом синусно-косинусного вращающегося трансформатора, четвертый выход блока формирования синусоидальных сигналов соединен с первым входом управляемого делителя напрвкения и с другим, входом первого допол кительного сумматора, выход которого соединен с одним входом второго дополнительного сумматора, к другому входу которого подключен пятый выход блока формирования синусоидальных сигналов, выход второго дополнительного сумма.- тора через избирательный усилитель подкл 1 очен к одному входу синхронного детектора, второй вход которого подключен к другому выходу второго дещифра тора, выход синхронного детектора через интегратор подключен к вторбму входу управляемого делителя напряжения, выход которого подключен ко второ му входу синусно-косинусного вращающегося трансформатора.На фиг. 1 приведен блок-схема двухотсчетного преобразователя углового перемещения в цифровой код; на фиг. 2 приведена диаграмма, пояснкюшая работу устройства.Преобразователь содержит двухот счетный синусно-косинусный вращшошийся трансформатор (СКВТ) 1, фазовый детектор 2, преобразователь напряжениечастота 3, блок управления 4, реверсивный счетчик 5, содержащий сооч ветственно младщие 6 и старшие 7 разряды, блок ввода кода 8, делители частоты 9 и 10, кварцевый генератор 11, дещифраторы 12 и 13, блок формирования синусоидальный сигналов 14, преобразователь код-напряжение 15, сумматор 16, дополнительные сумматоры 17, 18, формирователь-ограничитель 19, синхронизатор 20, блок считывания кода грубого отсчета 21, блок-памяти 22, блок согласования отсчетов 23, избирательный усилитель 24, синх-ронный детектор 25, интегратор 26, управляемый делитель напряжения 27,В устройстве выходы блока 14 формирования синусоидальных сигналов связаны с входами двухотсчетного оинусно-косинусного вращающегося трансформатора 1. Третий выход блока 14 формирования синусоидальных сигналов соединен с одним нз входов двухотсчетного синусио-косинусного вращающегося трансформатора 1 и с одним из входов первого дополнительного сумматора 17. Четвертый выход блока 14 формирования синусоидальных сигналовсоединен через управляемый делительнапряжения 27 с другим входом двухоъсчетного синусно-косинусного вращающегося трансформатора 1 и с другимвходом сумматора 17. Выход сумматора17 соединен с одним иэ входов второгодополнительного сумматора 18, к другому входу подключен пятый выход блока14 формирования синусоидальных сигналов . Выход сумматора 18 черезпоследовательно соединенные избирательный усилитель 24, сьщхронпый детектор25, второй вход которого подключен кдругому выходу второго дещифратора.13, интегратор 26 подключен к другому входу управляемого делителя напря-,жения 27,Устройство работает следующим образом,В исходном состоянии реверсивныйсчетчик 5 и делители 9 и 10 нахсдятся в исходном состоянии. Сигналс точного отсчета СКВТпоступаетна фазовый детектор 2, на второй входкоторого поступает компенсирующеенапряжение, в формировании, которогоучаствуют блоки 5, 8, 9, 10, 12, 14,15, 16, образующие эталонный фазоврашатель, Напряжение рассогласования,пропорциональное фазе между сигнальнымнапрякением, снимаемым с точногоотсчета СКВТ 1 и компенсирующимс эталонного фазоврашателя, поступаетна преобразователь напряжение-частота3 и блок управления 4 реверсивнымсчетчиком 5, которые в зависимостиот знака и амплитуды напряжения раосогласования управляют режимом работыреверсивного счетчика суммированиеили вычитание, частота эаполнепя).Код старщнх разрядов реверсивногосчетчика 5 через блок ввода кода записывается в делитель 9. Запись кода .осуществляется один раэ эа периодзаполнения делителя 10. В результатепериодического ввода кода в делитель9 кодовые комбинации в параллельноработающих делителях частоты оказываются смещенными. Лещифраторы 12 и 13и блок формирования синусоидальныхсигналов преобразуют это смешение вфазовый сдвиг формируемых сигналов.Заполнение реверсивного счетчика 5 отпреобразователя напряжение частота 3осуществляется до тех пор, пока фазакомпенсирующего напряжения, сйимаемогос сумматора 16, не будет равна фазесигнального напряжения, снимаемого с точного отсчета СКИТ.В устройстве равенство квадратур-. ных напряжений для питания СКИТ 1 Осуществляется автоматически, Вынос неко зто следующим образом (фиг. 2). Пусть питающее напряжете О непосредственно подключено. к входной обмотке СКИТ 1, а квадратурное О - через Управляемый делитель напряжения 27. При таком подключении питающих папряжений будет подстраиваться ампли туда квадратурного напряжения ц При увеличении О, на выходе первого, дополнительного сумматора 17 получим ф вектор, а при равных напряжениях был вектор ц . На втором дополнитель ном сумматоре 18 из вектора суммы ШО 2 Вычита 8 тся вспомогательнб 8 напряжение Ц, сдвинутое на угол 225 относительно ц, . Величина напряжения О выбирается близкой к ц . Отклонения на 5-10% не Влияют на точность подстройки. Из полученного на выходе сумматора 18 сигнала избирательным25 усилителем 24выделяют и усиливают сигнал первой гармоники Сс, Синх. ронным детектором 25 выделяется соотавляющая О пропорциональная только амплитудному разбалансу. Опор ное напряжениеОП на синхронный детек тор формируется обьединением соответсВ- вующих временных участков с дещифратора 13. На управляемый делитель на 35 пряжения 27 сигнал с синхронного детектора 25 подается через интегратор 26. Начальная установка амплитуд питания ,О И О осуществляется выбором коэффициента деления блока 27, при минимальном уровне выходного сигнала с синхронного детектора 25.Работа устройства основана па неизменности и высокой стабильности фазовых сдвигов, формируемых синусоидальных сигналов. Введение автоподстройки амплитуд питания СКИТ в преобразователе угол-код позволило исклктить соответствующую погрещность от неравен -. ства амплитуд питания, что упростило И настройку и аксплуатапию, Величинасуммарной погрешности от введенияавтоподстройки амплитуд питания уменьщилась в два раза и составила 5-7угловых секунд,Формула изобретения,Пвухотсчетиый, преобразователь углового перемещения в цифровой код по авт. Св. % 526932, о т л и ч а ю- Щ И й С Я Тем ЧТО С ПИТЬЮ ПОВЫШЕН ния точности, в него введены два допод нительных сумматора, избирательный усилитель, синхронный детектор, идте,гратор и управляемый делитель напряжения, один вход первого дополнительного сумматора соединен с третьим выходом блока формирования синусоидальных сигналОВ и с первым Входом синуснь-косииусного Вращающегося трансформатора, четвертый Выход бпока формирования сивусоидвльных сигналов соединен с первым входом управляемого делителя напряжения и с другим входом первого дополнительйого сумматора, ВЫХОД КОТОРОГО СОЕДИН 8 Н С ОДНИМ ВХО ф дом второго дополнительного сумматора к другому Входу которого подклпочен пятый выход блока формирования синусоидальных сигйалову Выход ВторОго до полнительного сумматора через избирательный усилитель подкшочен,к Одному Входу синхронного детектора, а Второй вход которого подютючен к другому выходу второго дещифратора, выход синхронного детектора через интегратор подключен к второму входу управляемого дели гни напрюкения, выход которого подипочен ко второму входу синус но косипуснОГО Вращаккпегося трансфозматораИсточники пнформапиц, првы"ые во Внимание при экспертизе1. Зверев А. Е. и др. Преобразователи угловых перемещений в цифровой код. 1974, с. 143.2. Авторское свидетельство СССР % 526932, кл. 6 Ов С 9 УО 4, 1975.651 389 Составитель И. КазаркиРедактор С, Рввва Техред Л. Алферова ректо. А. Вл одписное нвб., д. 4/ филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 811/48 Тираж 709 ОНИИПИ Тосударствениопо делам изобретени113035, Москва, Жомитета С ,открытий , Рвущскв