Преобразователь угла поворота вала в код

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Своз Советскик Социалистическик Республик(22) Заявлено 24.08.78 (21) 2662755/18-24 6 08 С 9/04 с присоединением заявки Ио Государственный комитетСССР но делам изобретений и открытий(088.8) Дата опубликования описания 25. 09. 80(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД Изобретение относится к областиавтоматики и вычислительной техникии может быть использовано для связианалоговых источников информации сцифровым вычислительным устройством.Известны преобразователи угла поворота вала в код; содержащие генератор импульсов, подключенный через делитель частоты и Фильтр к синусно-ко Осинусному вращающемуся трансформатору,выходы которого через блок Фазосдвигающих элементов подключены к нульорганам, выходы которых подключены кпреобразователю временных интерваловв код 11,Недостатком таких преобразователейявляется невысокая точность,Другие известные преобразователисодержат фаэовращатель, входы и выходы которого через нуль-органы подключены к установочным входам триггеров,выходы триггеров годключены к управляющим входам элементов И, другиевходы которых непосредственно и через 2 сэлементы задержки подключены к генератору импульсов, выходы элементов, Ичерез элемент ИЛЙ подключены к счетчику импульсов 21.Недостатком таких преобраэоватедейЗО является погрешность, вносимая нестабильностью срабатывания нуль-органов.Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является преобразователь угла поворота вала в код, содержащий генератор импульсов, выход которого подключен к одному входу блока управления, одному входу элемента 2 И-ИЛИ и входу блока памяти, выходы блока питания подключены к одним концам .первичных обмоток Фазовращателя, другие концы которых вместе с одними концами вториЧных обмоток фаэовращателя подключены к общей шине, а другие концы вторичных обмоток фазовращателя подключены к первому и второму входам коммутатора, третий вход которого соединен с первым выходом блока управления, четвертый и пятый входы - с одним из выходов блока питания, а выходы через нуль-орга" ны подключены к соответствующим блокам элементов И, управляющие входы которых соединены с вторым, третьим, четвертым и пятым выходами блока управления, а выходы каждого блока элементов И подключены к установочным входам соответствующих триггеров, выходы которых подключены к управляющимвходам элемента 2 И-ИЛИ, выход элемента 2 И-ИЛИ подключен к счетчику импульсов, установочный вход которого соединен с шестым выхоцом блока управления 3 ).Недостатком известного преобразователя является его погрешность, вызванная временной температурой нестабильностью фазовращателя.Целью изобретения является повышение точности преобразОвателя.Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий генератор импульсов, выход которого подключен к одному входу блока управления, одному входу элемента 2 И-ИЛИ и к входу блока питания, выходы блока питания подключены к одним концам первичных обмоток фазовращателя, другие концы объединены, одни концы вторичных обмоток фазовращателя подключены к общей шине, а другие концы подключе" ны к первому и второму входам коммутатора, третий вход которого соединен с первым выходом блока управления, а выходы через нуль-органы подключены к соответствующим блокам эле-. ментов И, управляющие входы которых соединены с вторым, третьим четвертыми пятым выходами блока управления, а выходы каждого блока элементов И подключены к установочным входам соответствующих триггеров, выходы которыхподключены к управляющим входам элемента 2 И-ИЛИ, выход элемента 2 И-ИЛИ подключен к счетчику импулЬсов, установочный вход которого соединен с шестым выходом блока управления, введен сумматор токов, включенный между общей шиной и объединенными концами первичных обмоток фаэовращателя, кото 10 15 25 20 ЗО 65 рые подключены к другому входу блокауправЛения и четвертому и пятому входам коммутатора.Структурная схема преобразователяпредставлена на фиг, 1; временнаядиаграмма его работы - на Фиг. 2.Преобразователь содержит фазовращатель 1, первичные обмотки которогосоединены с двумя выходами блока 2питания, подключенного к генератору3 импульсов. Между точкой соединенияпервичных обмоток и общей шиной-вкЛючен сумматор 4 токов, например резистор, через который протекает суммарный ток обеих первичныХ обмоток Фазовращателя 1, Напряжение на сумматоре4 токов принимается за опорное. Сумматор 4 токов и генератор 3 соединены с блоком 5 управления. Вторичные(синусная и косинусная) обмотки фазовращателя 1 и сумматор 4 токов подключены к двухпоэиционному коммутатору 6, управляющий вход которого соединен с первым выходом блока 5 управления.В первом положении коммутатора бк нуль-органу 7 подключено опорное 40 50 55 40 напряжение, а к нуль-органу 8 - вторичная косинусная обмотка фазовращателя.Во втором положении коммутатораб к нуль-органу 7 подключена вторичная синусная обмотка фазовращателя 1,а к нуль органу 8 -опорное напряжение,Выходы нуль-органов 7 и 8 соединены.с входами триггеров 9 и 10 через блоки 11 и 12 элементов И, каждый из которых состоит из двух двухвходовыхэлементов И. Первые входы элементовИ 13 и 14 соединены вместе и подключены к выходу нуль-органа 7, а вторыевходы элементов к блоку 5 управления.Выход элемента И 13 подключен к единичному входу триггера 9, а выходэлемента И 14 - к нулевому входу этого триггера.Первые входы элементов И 15 и 16соединены вместе и подключены к выходу нуль-органа 8, входы этих элементов к блоку 5 управления. Выходэлемента 15 подключен к единичномувходу триггера 10, а выход элемента16 - к нулевому входу этого триггера.Выходы триггеров 9 и 10 подключены к управляющим входам элемента 172 И-ИЛИ, другие входы которого соединены с выходомгенератора 3, а выходподключен к счетчику 18 импульсов,установочный вход которого соединенс выходом блока 5 управления. Элемент17 2 И-ИЛИ состоит из двух элементовИ 19 и 20, подключенных к элементуИЛИ 21.Цикл кодирования угла занимает четыре периода выходного напряжения бло.ка 2 питания. В блоке 2 питания формируются два синусоидальных напряжения, сдвинутые между собой по фазе на90 . Частота этих напряжений в двараза меньше частоты повторения тактовых импульсов генератора 3. Выходные напряжения блока 2 поданы на первичные обмотки фазовращателя 1. Фазынапряжений на вторичных (синусной икосинусной) обмотках фазовращателязависят от угла поворота ротора фазовращателя.Напряжение, снимаемое с вторичнойкосинусной обмотки, опережает по Фазе,напряжение, снимаемое с вторичной синусной обмотки на 90 . Напряжение,снимаемое с сумматора 4 токов (фазакоторого принята за опорную) поданона блок 5 управлбния; на который также поступают тактовые импульсы от генератора 3. Блок 5 управления можетбыть выполнен, например, из счетчикаимпульсов и дешифратора или иэ Формирователей и элементов задержки. Выходные сигналы блока управления связаны по фазе с опорным напряжениемсумматора 4 токов с точностью одногоили нескольких периодов генератора 3импульсов,На выходе блока 5 управления формируются сигналОВ управления коммута.4ором б,сигналы Оги 0 включения опорных импульсов, сигналы Ои 0, включения рабочих импульсов, сйгналы Оэсброса. Каждый из сигналов О и Овключения опорных импульсов перекрывает по длительности момент положительного перехода через нуль опорного напряжения О .Сигнал Ог,подается в начале первого периода опорного напряжения Од, а сигнал Од в начале третьегопериода.Сигнал ОВ принимает состояние по 1 Оокончании сигнала О . и "0" по окончаГнии сигнала О.Сигнал включения рабочих импульсовО перекрывает по длительности второйпериод опорного напряжения О, а сигнал включения рабочих импульсов О,четвертый период.Перед сигналом включения опорныхимпульсов О подается импульс Оэ сброса счетчика, 20В исходном состоянии сигнал О переключения равен нулю и на вход йульоргана 7 через коммутатор б поступаетопорное напряжение. В момент положительного перехода этого напряжениячерез нуль на выходе нуль-органа возникает импульс, называемый опорным.При совпадении этого импульса с сигналом О включения на выходе элемента13 появляется импульс ОИ,который устанавливает триггер 9 в состоянии "1",При этом, элемент И 19 открывается иимпульсы генератора 3 поступают всчетчик 18.В первом периоде опорного напряжения Осигнал О переключения принимает еостояние "1" и коммутатор 6 переводится во второе положение, при котором к входу нуль-органа 7 подключается вторичная синусная обмотка фазовращателя, а к входу нуль-органа 8 - 4 Оопорное напряжение О , Фаза 91 напряжения О синусной обмотки, измеренная относйтельно опорного напряжения,О,зависит от угла поворота роторафазовращателя.45В моменты положительного переходачерез нуль напряжения О вторичнойсинусной обмотки фазовращателя на выходе нуль-органа 7 возникают импульсы, называемые рабочими. Временнойсдвиг с этих импульсов относительномомента перехода через нуль опорногонапряжения пропорционален фазе Я напряжения на вторичной синусной обмоткефазовращателя (фиг. 2 Ои О),При совпадении первого же рабочего 55импульса с сигналом О включения рабочих импульсов на выходе элемента 14появляется импульс, устанавливающийтриггер 9 в состояние "0". ЭлементИ 19 при этом закрывается и поступ- цОление О от генератора 3 прекращается.Код в счетчике 18, накопленный к этому моменту времени, пропорционаленвременному интервалу й 1 между опорным и рабочим импульсами, а следовдтельно и фазовому сдвигу М 27 напряжения вторичной синусной обмоткифазовращателя.В этом же положении коммутатора бна вход нуль-органа 8 подается опорное напряжение О, При совпаденииположительного момента перехода через нуль этого напряжения и сигналавключения, подаваемого на элементИ 15, на выходе этого элемента появляется импульс Он, уотанавливающийтриггер 10 в состояние "1". Импульсыгенератора 3 через элементы 20 и 21начинают поступать в счетчик 18.После этого сигналом 0 В коммутатор 6возвращается в исходное положение,при котором на вход нуль-органа 8включается напряжение вторичной косинусной обмотки фазовращателя. Напряжение косинусной обмотки. сдвинуто пофазе относительно опорного напряжения.В моменты положительного перехода через нуль напряжения Ор вторичной косинусной обмотки на выходе нуль-органа 8 появляются рабочие импульсы.При совпадении первого же импульса на выходе нуль-органа 8 и сигналаОж включения рабочего импульса на Выходе элемента И 16 образуется импульсО устанавливающий триггер 9 в состояние "0". Поступление импульсов отгенератора 3 на счетчик 19 прекращается.Приращение кода счетчика 18 послекодирования фазового сдвига 9 напряжения косинусной обмотки фазовращателя определяется временным интерваломмежду импульсами Он, О поступившими на триггер 10 от нуль-органа 8,Суммарный код счетчика 18 пропорционален М 1+ 9 +4 Е =2+ -9 йРассмотренный преобразователь уголксд не чувствителен к изменениям параметров обмоток ВТ-фазовращателя от изменения температуры окружающей среды, приводящих к изменению сдвига фаз выходных (синусной и косинусной) обмоток относительно фаз напряжений возбуждения. Кроме того, такой преобразователь угол-код имеет нулевой код совпадающий с нулевым положением рото. ра ВТ (нуль взаимной индукции одной первичной и одной вторичной обмоток ВТ)Формула изобретенияПреобразователь угла поворота вала в код, содержащий генератор импульсов, выход которого подключен к одному входу блока управления, одному входу элемента 2 И-ИЛИ и входу блока питания, выходы блока питания подключены к одним концам первичных обмоток фазовращателя, другие концы которых объединены, одни концы вторичных обмоток фазовращателя подклю763938 чены к общей шине, а другие концы подключены к первому и второму входам коммутатора, третий вход которого соединен с первым выходом блока управления, а выходы через нуль-органы подключены к соответствующим блокам элементов И, управляющие входы которых соединены с вторым, третьим, четвертым и пятым выходами блока управления., а выходы каждого блока элементов И подключены к установочным. входам со- о ответствующих триггеров, выходы котэрых подключены к управляющим входам элемента 2 И-ИЛИ, выход элемента 2 И- . ИЛИ подключен к счетчику импульсов, установочный вход которого соединен с шестым выходом блока управления,1 с ВИИИПИ заказ 6288/44Тираж 682 Подписное Филиал ППП Патент.Ужгород,ул.Проектная,4 о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения точности преобразователя, в него введен сумматор токов,включенный между общей шиной и объединенными концами первичных обмоток фазовращателя, которые подключены к другому входу блока управления и четвертому и пятому входам коммутатора.Источники информации,принятые ва,внимание при экспертизе1, Патент США 9 350669,кл.340-347,1970.2. Авторское свидетельство СССР9 594515, кл, И 08 С 9/04, 1970.3. Авторское свидетельство СССР9 486340, кл. 6 08 С 9/04, 1975 (прототип).