Многоканальный преобразователь угла поворота вала в код

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 08,12,77 (21) 2552608/18-24 (51) М. Кл,б 08 С 9/04 с присоединением заявки РЙ -Государстввииый комитет(086,8) ро делам изооретеиий и открытий(54) МНОГОКАНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТАВАЛА В КОД Изобретение относится к области ав томатики и вычиспительной техники,Известны преобразователи угла поворота вала в код, содержащие синусно-косинусные (СК) датчики, соединенные с входным коммутатором, выходы которого соединены через усилители с переключателем квадрантов, блок у 1 травления, блок сравнения, преобразователь код-напряжение и аппроксимирующий узел 11)Наиболее близким к предлагаемому по1 О технической сущности является многоканальный преобразватепь угла поворота вала в код, который содержит СК-датчики, подключенные через входной коммутатор15 и развязывающие усилители к коммутатору октантов, соединенному со входом декодирующего преобразователя код-напряжение, со входом регистра октантов, с одним из входов. блока сравнения и с одним из входов распределитепьного блока. Второй выход распределительного блока через регистр управления и декодирующий преобразователь код-напряжение подкпю 2чен к другому вхог блока сравнения, выход которого подключен к регистру октантов и регистру управления. Бпокприэнака отсчета подключен к регистру управления. Входы блока автоматической синхронизации подключены к выходам парафаэных усилитепей, а его выход соединен со входом распределительного блока 121Наличие усилителей на входе коммутатора октантов, где производится опредепение фаз напряжений обмоток СК-датчика и сравнение их по амплитуде; наличие декодирующего преобразователя только в . одной цепи сигнала СК-датчнка приводит к снижению точности известных преобразователей.Цепью изобретения является повышение точности преобразователя.Поставленная цель достигается тем, что в многоканальном преобразователе угла поворота вала в код входной коммутатор соединен с коммутаторомквадрантов, первый выход которого соединен со входом распределительного блока, а второй и третий выходы через соответствующие развязывающие усилители соединены с третьим входом декодирующего преобразоватепя, другой вход блока сравнения соединен с нулевой шиной, 5Многоканальный преобразователь угпа поворота вала в код построен по принципу поразрядного взвешивания на основе компенсационной схемы, в которой в качестве измеряе мого и опорного напряжений0 спопьзуются синусное и косинусное напряжения СК-датчика.Такое построение схемы позволяет упростить схему преобразователя и тем самым повысить точность его работы.На фиг. 1 представлена структурная схема многоканального преобразователя угла поворота вала в код, на фиг, 2 амппитудная характеристика СК-датчика, а также рабочие участки синусоидального 20 напряжения, используемые для преобразования.Многоканальный преобразователь углавала в код содержит: СК-датчики 1, вход-дной коммутатор 2, коммутатор квадрантов 3, декодирующий преобразователь 4,распределительный блок 5, блох сравнения 6, развязывающие усилители 7,СК/датчики 1 подключены к входному з 0коммутатору 2 и к коммутатору квадрантов 3. Коммутатор квадрантов через развязывающие усипитепи 7 подсоединены непосредственно к декодирующему преобра-зователю 4 код-напряжение, который под- З 5кпючен к блоку сравнения 6. Второй входблока сравнения 6 заземлен. Распределительный бпок 5 подкпючен к коммутаторуквадрантов 3 и к декодирующему преобразователю 4,40Коммутатор квадрантов 3 содержитсогласующие масштабные усилитеш 8 навходе блока управления 9 электроннымиключами и электронные ключи 10.Декодирующий преобразователь 4 содержит й -разрядный регистр управления11, электронные ключи разрядов 12, резисторный делитель напряжения 13 и выходные эпементы 14.Распределительный блок 5 задает режим работы преобразователя и содержитрегистр квадрантов 15, блок синхронизации 16, блок 17 формирования кода двухстарших разрядов , распредепитель им 55пульсов 18, обеспеч ивающий поразрядноеуравновешивание,Работа преобразователя депится на .два этапа: 1, Определение квадранта;2, Опредепение октанта и поразрядноекодирование в пределах октанта,Для нахождения квадранта кодируемогоугла поворота в предлагаемом преобразователе используется один такт кодирования, которым определяется фаза синусного и косинусного напряжений СК-датчика,Напряжения с синусной и косинусной обмоток одновременно поступают на входысогласующих масштабных усилителей 8коммутатора квадрантов 3 и входы электронных ключей 10, Вход блока управления9, где определяется база синусного и косинусного напряжений, соединен с выходомрегистра квадрантов 15 распределительного блока 5, где запоминается полярностьнапряжений обмоток СК-датчика Регистрквадрантов 15 вырабатывает сигнал поступающий на блок управления 9 коммутатора квадрантов 3. Бпок управления 9 переключает эпектронные ключи 10 такимобразом, что в зависимости от фазы синусного и косинусного напряжений эти напряжения с выхода электронных ключей 10поступают на прямой или инверсный входыразвязывающих усилителей 7. На выходеразвязывающих усилителей 7, которые подкпючены непосредственно к входам электронных ключей разрядов 12, управляющихрезисторным делителем напряжения 13декодирующего преобразователя 4, напряжения синусной и косинусной, обмоток СКдатчика находится в противофазе (см.фиг, 2), что необходимо для правильнойработы предлагаемого преобразователя.Выход регистра квадрантов 15 соединенс входом блока. 17 формирования кодадвух старших разрядов, выходной сигналкоторого характеризует квадрант угла поворота СКТ-датчика. В момент перехода через нуль положительного напряжения питания СК-датчика блок синхронизации 16 распределительного блока 5 вырабатывает импульс, запускающий распределитель импульсов 18, который вырабатывает й тактов кодирования, необходимых для нахождения октанта и поразрядного уравновешивания в пределах октанта, Блок синхронизации 16 вырабатывает также эталонные частоты и импульс синхронизации с учетом фазовых сдвигов выходных напряжений различных типов СК-датчиков .относительно питающего напряжения датчиков, что обеспечивает временное согласование работы погических узпов предлагаемого преобразователя и уравновешивание измеряемогонапряжения в момент достижения рабочихучастков синусоидального напряжения(см. фиг, 2).Первым тактом, поступающим с распределителя импульсов 18, триггер старщего разряда регистра управления 11 иэлектронный ключ разряда 12 декодирующего преобразователя 4 устанавливаютсяв состояние, коммутирующее положительный полунериод напряжения, а остальные 10разряды декодирующего преобразователя4 устанавливаются в состояние, коммутирующее отрицательный полупериод напряжени я СК-датчика, Эти напрядения черезэлектронные ключи разрядов 12 поступают на вход резисторного делителя напряженйя 13 и при равенстве напряжений навыходе резисторного делителя напряжений13 формируется нулевой потенциал, который поступает на один из входов блокасравнения 6. Другой вход блока сравнения,6 подключен к нулевой шине предлагаемо,го преобразователя,Если амплитуда положительного полупериода напряжения больше амплитудынапряжения отрицательного полупериода,то на выходе резисторного делителя напряжения 13 формируется амплитуда напряжения положительного полупериода, Аналогично формируется амплитуда напряженияотрицательного полупериода..Выходное напряжение декодирующегопреобразователя 4 поступает на вход блока сравнения 6 и сравнивается в нулевымпотенциалом, поступающим на второй вход35блока сравнения; блок сравнения 6 вырабатывает на й -такте кодирования импульс, управляющий триггером П - разрядарегистра управления 11 и отключает этотразряд декодирующего преобразователя 4из процесса уравновешивания при условииО 1 ) 0 (Ов,.д - выходное напряжениедекодирующего преобразователя). ПриО,п 0 блок сравнения 6 импульс управления не вырабатывает и д - разряддекодирующего преобразователя 4 участвует в процессе уравновешивания.В результате преобразования на регистре управления 1 1 установится код,угла поворота СК-датчика, который считывается с выходных элементов 14, управляемых регистром управления 11,И предлагаемом многоканальном преобразователе по сравнению с известным подключение обоих выходовкоммутатора квадрантов непосредственно к декодирующему преобразователю код-напряжение позволит повысить точность преобразования,угол-код. В известном же устройстве декодирующий преобразователь код-напряжение расположен только в одной цепи синусного (или косинусного) сигнала цепи СК-датчика, что приводит к дополнительной погрешности преобразователяФормула изобретенияМногоканальный преобразователь углаповорота вала в код, содержащий синусно-косинусные датчики, соединенные свходным коммутатором, коммутатор квадрантов, вход которого соединен с первымвыходом распределительного блока, второйвыход которого соединен с первым вхо-дом декодирующего преобразователя, выход которого соединен с одним из входовблока сравнения, выход блока сравнениясоединен с вторым входом декодирующегопреобразователя, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точностипреобразователя, в нем входной коммутатор соединен с коммутатором квадрантов,первый выход которого соединен со входомраспределительного блока, а второ и трефгий выходы через соответствующие развя,зывающие усилители соединены с третьимвходом декодирукВцего преобразователя,другой вход блока сравнения соединен снулевой шиной,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР