Преобразователь угла поворотавала b код

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 1105,79 (21) 2764245/18-24с присоединением заявки йо(23) ПриоритетОпубликовано 280231, Бюллетень Й 9 8Дата опубликования описания 280231 Союз Сфветскик Социалистических Республик(53)М. Кл.ф С 08 С 9/04 Государствеииый коиитет ссс р по делаю изобретеиий и открытий:и1р1 Азербайджанский институт нефти и хими им. М, Азизбекова71) Звявител ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТ ВАЛА В КОД матиожетредач Изобретение относится к автоке и вычислительной технике и мбыть использовано в системах пе иданных на вход ЦВМ.Известны преобразователи угол-код,содержащие синусно-косинусный вращающийся трансформатор (СКВТ), синуснаяи косинусная обмотки которого черездвойную фазосдвигающую цепь, компараторы и схему ИЛИ соединены с первымвходом триггера, а обмотка возбуждения через третий компаратор - с вторым входом триггера, причем выходытриггера подключены соответственночерез дифференциальную цепочку к одно му иэ входов схемы совпадения и черезвентиль - к входу счетчика, а выходвторого компаратора через последовательно соединенные схемы задержки исовпадения - к преобразователю кодкод, установленному на выходе счетчика 1,Недостатком устройства являетсяиспользование элемента задержки, характеристики которого меняются с 25течением времени и под влиянием дестабилизирующих факторов. Поэтомувремя задержки не остается постоянным, в результате чего временноеположение импульса на выходе эле2мента задержки оказывается в общем то случайным. Если учесть, что дифференцирующая цепочка также является нестабильным элементом, то очевидно, что в определенных условиях совпадения импульсов может не произойти, схема И не сработает, а схема преобразования кода вместо обратного выдаст прямой код. Таким ,образом, подобное техническое реше-ние поставленной задачи приводит к ненадежной работе преобразователя, который к тому же обладает низкой точностью из-эа неидентичности (неравенства порогов срабатывания) компараторов.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство, содержащее синусно-косинусный датчик угла, выходы которого через фазосдвигакщую 1 цепь соединены с амплитудными компараторами синусного и косинусного каналов, выходы которыхчерез элементы ь подключены к преобразователю кода, а через элемент ИЛИ - к одному из входов первого триггера, амплитудный компаратор канала опорного напряжения, выход которого подключен к другому входу первого триггераи к одноименным входам второго итретьего триггеров, другие входы которых соединены с выходами амплитудных компараторов синусного и косинусйого каналов, а выходы - с другимивходами первых двух элементов И,и третйй элемент И, входы которого,одключены к выходам первого тригера и генератора тактовых импульсов, а выход - к счетному входу счетчика, выходы разрядов которого соединены с соответствующими входамипреобразователя кода. Это устройствообладает большей надежностью за счетисключения нестабильных элементовэлемента задержки и дифференцирующейцепочки 12),15Однако по прежнему имеет низкуюточность из-за неидентичности (неравенства и нестабильности пороговсрабатывания) компараторов,Цель изобретения - повышение точности преобразователя при сохраненииего высокой надежности.Цель достигается тем, что в устройство, содержащее синусно-косинусный датчик угла, обмотка возбуждения 25которого подключена к источнику на -пряжения питания, а синусная и косинусная обмотки - к входам фазосдвигающей цепи, логические элементы И,один вход первого из которых подклю- Зочен к выходам логического элементаИЛИ, другой - к генератору тактовыхимпульсов, а выход - к счетному входу счетчика, выходы разрядов которого подключены к соответствующим входам преобразователя кода в код, триггеры и компаратор, введены ключи,формирователи импульсов и дополнительные логнческие элементы И, выходисточника напряжения питания через.первый ключ, а выходы фазосдвигающей 4 Оцепи через второй и третий ключисоединены с входом компаратора,выходкоторого соединен с первым входомвторого и третьего логических элементов И, с первым входом первого и 45второго дополнительных логическихэлементов И и с одним входом первоготриггера, другой вход которого соединен с входом "Запуск" преобразователя, а выход - с управляющим входом Опервого ключа и вторым входом первого и второго дополнительных логических элементов И, третий. вход которых соединен через первый и второйформирователи импульсов, с первым ивторым выходом фазосдвигающей цепи,выход первого и второго дополнительных логических элементов И соединенс первымвходом второго и третьеготриггеров, выходы которых соединеныс. уйравлякщими,входами второго и . 60третьего ключей, с первым и вторым.входом логическрго элемента ИЛИ и свторым входом второго и третьего логических элементов И, выходы которыхсоединены с.вторым входом второго и 65 третьего триггеров и с первым и вторым входами преобразователя кода в код.На фиг. 1 показана структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы его работы.Устройство содержит синусно-косинусный датчик 1 угла (СКД), обмотка возбуждения которого подключена к источнику напряжения питания (на фиг.1 не показан), а синусная и косинусная обмотки - к входам фазосдвигающей цепи 2, ключи 3-5, которые соединяют выходы источника напряжения питания и фазосдвигающей цепи 2 с входом компаратора 6, выход которого подключен к первым входам логических элементов И 7 и 8. и к одному из входов триггера 9, другой вход которого подключен к входу "Запуск" устройства, в выход - к управляющему входу ключа 3 и вторым входам логических элементов И 7 и 8, третьи входы которых подключены через формирователи 10 и 11 к выходам фазосдвигающей цепи 2, а выходы - к одним входам триггеров 12 и 13, другие входы которых подключены к управляющим входам преобразователя 14 и к выходам логических элементов И 15 и 1 б,одни входы которых соединены с выходом компаратора б,а другие входы - с управляющими входами ключей 4 и 5, выходами триггеров 12 и 13 и входами логического элемента 17 ИЛИ, выход которого подключен к одному из входов логического элемента 18 И, другой вход которого подключен к выходу генератора 19 тактовых импульсов, а выход - к счетному входу счетчика 20, выходы разрядов которого соединены с соответствующими входами преобразователя кода.Устройство работает следующим образом.На вход компаратора б (единственного в составе предлагаемого устройства) последовательно подаются два напряжения, напряжение 0 питания. в момент времени, соответствующий появлению импульса "Запуск" (фиг.2 а 4) который, устанавливая триггер 9 в положение "1 ф (фиг, 2 а,5), замыкает ключ 4 и то из выходных напряжений О, и 0 фазосдвигающей цепи 2 (обозначим его через 0 ), которое переходит через нулевое значение (в определенном направлении, например из отрицательной области в положительную) в первом полупериоде напряжения М питания. Очевидно, для того, чтобы напряжение Ч прошло через нулевое значение в принятом направлении именно в первом полупериоде напряжения У питания, в момент перехода через нулевое значение в том же направлении послед него оно должно иметь отрицательный знак фазы. Это обстоятельство и используетея для идентификации 0+ схемой, содержащей формирователи 10 и11, логические элементы 7,8,15 и 16и триггеры 12 и 13.Формирователи 10 и 11 формируютимпульсы (фиг. 2 а,2 и 3), соответствующие отрицательной полуволне.выходных напряжений У и У фазосдвигающей цепи 2 и равные по длительности полупериоду этих напряжений.Пусть в момент времени й., переходачерез нулевое значение напряжение Цпитания (фиг.2 а 1) имеется импульсщ(точнее -. потенциал высокого уровня)на выходе формирователя 10 (Фиг.2 а,2)Это значит, что напряжение М Фазосдвигакщей цепи 2 имеет отрицательный знак фазы и в первом полупериоде 35напряжения Ц питания должно перейтичерез нулевое значение (фиг.2 а, 1) .Первый импульс компаратора б в момент времени й (Фиг.2 а, 6) перебросит триггер 9 в исходное состояние,который разомкнет ключ 3, пройдетчерез логический элемент 7, перебросит триггер 12 в состояние "1", который замкнет ключ 4 для поступлениянапряжения У на вход компаратора б.Когда последний в момент времени ссоответствующий переходу через нулевоезначение напряжения У (Фиг.2 а, 1),сработает, импульс с его выхода(фиг. 2 а, 6) пройдет через логическийэлемент 15 И на триггер 12, и ЗОперебросит его в исходное положение(фиг. 2 а, 7), в результате чего ключ4 размыкается, отключая напряжение .О = У от компаратора б и возвращая схему преобразователя в исходное 35состояние, которое не изменится с приходом импульса с выхода другого Формирователя 11 (фиг, 2 а, 3),Допустим теперь, что в момент времени й перехода через нулевое 4 О значение напряжения Уп питания (Фиг, 2 б 1) имеется потенциал высокого уровня на выходе формирователя 11 (фиг. 2 б,2). Это значит, что напряжение Ц, фазосдвигающей, цепи 2 45 имеет отрицательный знак фазы и в первом полупериоде напряжения питания должно перейти через нулевое значение (фиг. 2 б, 1). Последовательность операций при этом аналогична 5 О рассмотренной выше. Первый импульс компаратора б, сработавшего в момент времени с (Фиг.2 б,а, 6) пройдет через открытый логический элемент И 8 на триггер 13 и установит его в поло жение "1" (фиг.2 б, 7), пройдет на триггер 9 и перебросит его в исходное положение (фиг. 2 б, 5). В результате чего ключ 3 закроется, а ключ 5 замкнется и напряжение Ч подключается к компаратору б. Когда. послед ний в момент времени й , соответствующий переходу через йулевое значение напряжения Ц (фиг.2 б, 1), сработает, импульс с его выхода (фиг.2 б,б) .пройдет через логический элемент 16 И 65 на триггер; 13 и перебросит его в исходное положение (Фиг. 2 б 7.). В результате этого ключ 5 разомкнется, отключая напряжение У = У 1 от компаратора б и возвращая схему преобразователя в исходное состояние, которое не изменится с приходом импульса с выхода другого формирователя 10 (фиг. 2 б, 3).Тот или иной временной интервал (с выхода триггера 12 или 13) в-зависимости от состояния формирователей 10 и 11 в момент времени с , соответствующий переходу через нулевое значение напряжения Уп питания через логический элемент 17 ИЛИ подается на логический элемент 18 И, который пропускает тактовые импульсы генератора 19 на счетчик 20 в течение времени, равного длительности этого интервала (фиг. 2 а, 8;фиг. 2 б, 8). В результате в счетчике Формируетсяпропорциональный й фф 1 - йт.е. разности Фаз Чф а- -между напряжениями Т и У =.О(0 ). Если принять, чтоЧ 1 =)Ч ги ьи(Й -Ч;У= 1 счыи(ьм-ч ),то для получения вэаимнооднозначного соответствия между углом поворота Й и цифровым кодом, его отображающим, последний должен быть переписан в выходной регистр (на фиг. 1 не показан) в прямой (0Чг Т 1 фиг. 2 б) или инверсный ( Т 1 ач27 ) Форме, Этой цели служит пре образ ов атель 14 кода, управляемый выХодными импульсами логических элементов И 15 и 16.Таким образом, в предлагаемом устройстве, построенном по схеме с одним компаратором, исключается влияние на результат преобразования угла поворота в код погрешности от неидентичности (неравенства и нестабильности порогов срабатывания) компараторов, за счет чего увеличивается примерно в 1,4 раза точность измерения, т.е. достигается положительный эффект, указанный в качестве цели изобретения.Формула изобретенияПреобразователь угла поворота вала в код, содержащий синусно-косинусный датчик угла, обмотка возбуждения которого подключена к источнику напряжения питания, а синусная и косинусная обмотки - к входам фаэосдвигающей цепи, логические элементы И, один вход первого из которых подключен к выходу логического элемента ИЛИ, другой вход - к генератору тактовых импульсов, а выход - к счетному входу счетчика, выходы разрядов которого подключены к соответствующим входам преобразователя кода в код триггеры и компараторы, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью по809284 0Фис. М ФВНИИПИ Заказ 432/64 Тираж 702 Подписи П фПатент",г.ужгород,ул,Проект илиал вяления точности, в него введены ключи, формирователи импульсов и дополнительные логичскиЕ элементы И, выход источника напряжения питания через первый ключ, а выходы фазосдвигакщей цепи через второй и третий ключи соединены с входом компаратора, выход которого соединен с первым вхо,дом второго и третьего логических элементов И, с первым входом первого и второго дополнительных логических элементов И и с одним входом первого триггера, другой вход которого соединен с входом Запуск" преобразователя, а выход - с управляющим входом первого ключа, н вторым входом первого и второго дополнительных логических элементов К, третий вход которых соединен через первый и второй формирователи нмнульсов с первым и вторым выходом фазосдвигающейфи цепи, выход первого и второго дополнительных логических элементов И соединен с первым входом второго и третьего триггеров, выходы которых соединены с управляющими входами второгои третьего ключей, с первым и вторымвходом логического элемента ИЛИ и свторым входом второго и третьего логических элементов И, выходы которыхсоединены с вторым входом второгои третьего триггеров и с первым ивторым входами преобразователя кодав код Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 334583, кл. 6 08 С 9/04, 1970,2, Авторское свидетельство СССР9 б 07247, кл. 6 08 С 9/00, 1975