Преобразователь угла поворота вала в код

АВТОРСКОМУ С лнительное к авт. свид-в 22)Заявлено 24,05,76 (2 т) 23 Я 08 С 9 с присоединением заявк всудвратввннь 1 н наинтет СССР а делам нэабретеннй н аткрытнйОпубликовано 25.10,79. Дата опубликования опис Чебота 2) Авторы изобретени Крикун, В. Ф. Мотин и 71) Заявите АТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТАЛА В КОД 54) ПРЕОБР Изобретение относится к автоматикеи вычислительной технике и может бытьиспользовано в системах управления сцифровой обработкой информации,Известны одноотсчетные преобразователи угла поворота вала в код, содержа 5щие датчик, фазовые детекторы-нормализаторы, выпрямитель, схемы совпадения,блок расчета положения вала, измеритель,накопительный регистр и связи 1.оОднако такой преобразователь имеетнизкую точность, так как разовые детекторы-нормализаторы обладают существенным недостатком - "дрейфом нуля", уменьшение которого вызывает значительныетрудности и усложняет значительно схевателя нап через посл тающий бл со входом р Сепьсин-датч ескии топ в тры которого модуса угла поворот зует меха к преобехфазнулирова е, фы у сиж одул ят орам опорциональн Определение щих между свы а. ем деляются огибающсинусу угла повотов пересечения мдменобой е, пта. аю и с нулевым уровнем осуществляется компараторами, управляющими через дешифратор ключами, и преобразователем напряжение-код, Изменение кода угла вреверсивном счетчике производится единичными приращениями, поступающими свычитающего устройства через блок умножения на коаффициент. Демодуляторы,выделяющие огибающие фазных направлений, имеют "Дрейф нуля, уменьшениекоторого вызывает технические затрудне .ния и усложняет устройство, Соответст ей наиущности разова- т. содержары, ком шифрато еоб разо Из известных преобразовате более близким по технической с к предлагаемому является прео тель угла поворота вала в код, щий сепьсин-,датчик, демодупято параторы, соединенные через де с одним из входов ключей и пр яжение-код, выход которогооватепьно соединенные вычии блок умножения соединеневерсивного счетчика2 .- амплитудные значе ния фазного напряжения, соответствуо 3венно "дрейф нуля влияет на точностьофиксации границ 30 -ных секторов иточность вычисления кода угла, Подобнаяорганизация преобразователя не рациональна. 5Целью изобретения является йовышение точности и упрощение преобразователя.Эго достигается тем, что в преобразователе угла поворота вала в код выходы 0сельсина датчика соединены с соответствующими входами компараторов и другими входами ключей, выходы. которых через демодулятор соединены с другим входом преобразователя напряжение-код.На фиг, 1 дана структурная схемапреобразователя угла поворота вала вкод на фиг. 2 представлена временнаядиаграмма работы компараторов,Устройство содержит сельсин-датчик1 компараторы 2, ключи 3 демодулятор4 дешифратор 5 преобразователь 6 напряжение-код, вычитающий блок 7, блок8 умножения, реверсивный счетчик 9.Области существования импульсных25последовательностей, совпадающих пофазе с напряжением возбуждения и противоположных при сравнении:а - фазы А с нулевым уровнем,б - фазы С с фазой А,50в фазы С с нулевым уровнем,г - фазы В с фазой С,сд - фазы В с нулевым уровнем,.е - фазы А с фазой Вж, э - области существования импуль35сов, совпадающих по фазе с напряжениемвозбуждения и противоположных,и - о - стробы, полученные иэ имапульсных последовательностей и несущие40информацию и тридцатиградусных секторах,Напряжения, снимаемые с фазных обмоток сельсин-датчика 1, описываются следующими уравнениями:г0 =Ул ви Ы 1 ЬОо,%0 -0 ЬПМ ба(к -120)У= Ос ВМЫЗГ ып(с+120)где Ы .) О - мгновенные значения напряжений фазных обмоток сельсина;о - угол поворота ротора сельсина; 4щие моменту совпадения осей обмотокстатора и роторасельсина;М - частота питающей сети.Огибающие фазных напряжений сельсина описываются следующими уравнениями: ц =Ол МпАд лЦ,=Ц, п("-аО,)У,=0, ый( И 3л =в ="сАмплитуды фазных напряжений сель- сина в зависимости от угла о изменяются по синусоидальному закону. Мгновенные значения напряжений фаэных обмоток сельсина 1 бл0 ОВпоступают на входы компараторов 2 и электронных ключей 3. На компараторах 2 напряжения УЛ , у , Ц сравниваются попарно между собой и с нулевым уровнем. В этих точках сравнения (см. фиг. 2) огибающие,: фазных напряжений имеют наибольшую крутизну, поэтому на углах с. д 30 К (где К = О, 1, 2о11) получается наибольшая точность фиксации угловых положений ротора, т. е. выделяются 12 секторов с большой точностью фиксации их границ, в пределах. которых определяется внутрисекторное значение кода угла с помощью преобразователя 6 напряжение-код. Сравнением мгновенных значений фазных напряжений получают импульсные последовательности, Например, сравнением мгновенного значения напряжения фазы А с фазой С формируется импуль сная последовательность б, совпадающая по фазе с напряжением возбужденияов секторе от 30 до 210 и противопоо ложная в секторе от 210 до 30 . Полученный из данной последоЬательности строб к несет информацию о переднихограницах 30 -ных секторов от 30 до 60 и от 210 до 240 . Передний фронто остроба к точно соответствует передоней границе 30 -ного сектора, а заднийо передней границе другого 30 -ного сектора так как сравнение происходит мгновенных значений фазных напряжений,В компараторах 2 можно использовать операционные усилители, включенные по схеме дифференциальных, с довольно большим коэффициентом усиленияпростое устройство, высокую точностьофиксации 30 -еых секторов и, следовательно, более высокую точность формирования двоичного кода угла поворотавала.По сравнению с известным устройством, вместо трех демодуляторов, используется один, то есть значительеееэ упрощается устройство.,Кроме того, в предложенном преобразователе обеспечивается точная фиксацияогграниц 30 -ных секторов при более простом устройстве преобразователя, Ъачительно уменьшено количество связей между элементами. Это достигается сравнением мгновенных значений амплитуд фазных напряжений, а не огибающих, демодулятор используется только для формирования огибающей определенных фазныхнапряжений для последующего преобразозания в двоичный код угла поворота вала,20 е 5 результате расширяется сфера использования устройства и функциональные возможности его. Формула изобретения Преобразователь угла поворота валав код, содержащий сельсин-датчик, демодулятор, компараторы, соединенныечерез дешифратор с одним из входов ключей и преобразователя напряжения-код,выход которого через последовательносоединенные вычитающий блок и блокумножения соединен со входом реверсивного счетчика, о т л и ч а ю щ и й -с я тем, что, с целью повышения точности и упрощения, выходы сельсин-датчика соединены с соответствующими входами компараторов и другйми входамиключей, выходы которых через демодулятор соединены с другим входом преобразователя напряжение-код,Источники иееформациифпринятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМ 364957 у кл, б 08 С 9/04, 1970.2, Авторское свидетельство СССРМ 495689, кл. б 08 С 9/04, 1974( прототип) . 5 693414 (так, для 1 УТ 401 Б - от 4000 до 8000), Все,шой коэффициент усиления необходим для формирования прямоугодь ных импульсов последовательностей, следующих с частотой питающей сети, фаза которых несет информацию о моментах сравнения. Стробы с выхода компараторов 2 поступают на вход дешифратора 5, с выхода которого формируется сигнал управления электронными ключами 3 и 10 знаком биполярного напряжения преобразователя 6 напряжение-код, Электронными ключами 3 выбирается соответствую щая пара фазных напряжений в зависимости от сигнала С дешифратора 5. Элек. тронные ключи 3 могут быть построены на базе полевых транзи,:торов или на других малогабаритных элементах.Демодулятором 4 иэ выбранной парынапряжений выделяется огибающая, из которых преобразователь 6 напряжениео код формирует код угла в пределах 30- ных секторов. Знак входного биполярного напряжения преобразователя 6 напря 25 жение-код определяется сигналом с деошифратора 5. В пределах 30 -ных секторов огибающая соответствующих напряжений близка к линейному закону (2% ную ошибку отклонения синусоидального нап 30 ряжения можно компенсировать соответствующим выбором сетки резисторов). Напряжение на входе преобразователя 6 напряжение-код изменится по пилообразному закону в пределах от 0 до 360 (полного оборота вала)35Код амплитудного значения пилообразного напряжения с выхода преобразователя 6 напряжение-код поступает на вход вычитающего блока 7, который фор мирует единичные приращения вычитанием двух преобразовательных во времени ко дов. Единичные приращения поступают на вход блока 8 умножения на коэффициент, который служит для преобразования единичных приращений умножением на определенный коэффициент их последова тельности для получения двоичного кода на выходе реверсивного счетчика 9.За счет оперирования с информацией, получаемой их амплитуды мгновенных значений фаэных напряжений преобразователь угла поворота вала в код имеет