Преобразователь сигналов синусно-косинусного датчика угла в код

) Заявитель Азербайджанский институт нефти и химии им. И, Азизбекова 5 Й) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ СИГНАЛОВ СИНУСНО-КОСИНУСНОГ ДАТЧИКА УГЛА В КОД Изобретение относится к системам автоматического контроля и преобразования сигналов в цифровой код, а ,именно к преобразователям сигналов синусно-косинусного датчика угла в код. 5Известен преобразо вател ь у гла поворота вала в код, содержащий синусно-косинусный датчик , выходы которого через последовательно соединенные выпря мители и усилители-интеграторы подключены ко входам блока сравнения, выход которого подключен ко входам блока сложения непосредственно и че-. рез дешифратор, бдок определения квадранта, выходы которого соединены с выходами датчика, и блок управления, . вход которого подключен к выходу генератора, а выходы - к управляющим входам усилителей-интеграторов и блоков сравнения и сложения 13.20Недостаток данного преобразователя нелинейность характеристики преобразования. Так, например, число импульсов, поступивших на блок сложения, про-,.порционально со 6 или (1 - с 1 цО) (где6 - угол поворота ротора датчика),что вызывает необходимость введенияв состав устройства специального нелинейного блока - дешифратора, в этоусложняет конструкцию преобразователяи уменьшает его точность. Наиболее близок к предлагаемому преобразователь угла поворота вала в код, содержащий синусно-косинусный датчик угла, выходы которого через переключатель октантов соединены со входами выпрямителей, ключи, входы которых соединены с выходами выпрямителей, а выходы - со входом фильтра нижних частот, и индикатор нуля, вход которого подключен к вы" ходу фильтра нижних частот, а выход ко входу формирователя прямоугольных импульсов, выходы которого соединены с управляющими входами ключей и входами блока преобразования временных.ностью ощ 1 - о прямоугольных импульсов (в дальнейшем используется упрощенная Форма записи: ШИС фГ илиШИС %о). Выходные токи ИУБ 5 и 6 суммируются на входе Фильтра 7, которыйиз суммарного сигнала выделяет посто"янную составляющую и изменяет через нуль-индикатор 8 скважность ШИС Г( и ВИСТ, Формируемых блоком 2, до тех пор, пока зта составляющая не станет малов синусно-косинусного датчика угла,46 интервалов в код, выход которого является выходом устройства 121.Недостатком этого преобразователя является нелинейность характеристики преобразования, так как в состоянии устойчивого равновесия отновение выходных сигналов формирователя соответ. ствует тангенсу измеряемого угла.Для того, цтобы код на выходе устройства был прямо пропорционален этому углу, необходим вычислительный блок с арктангенсной характеристикой преобразования для вычисления кода угла внутри октанта, Однако подобный блок сложен с конструктивной точки зрения и не может обеспечить высокую точность Функционального преобразования кодов. Это усложняет преобразователь в целом и уменьщает его точность.Цель изобретения - повышение точности преобразователя сигналов синус- но-косинусного датчика угла в код за счет линеаризации характеристики преобразования в процессе измерения.Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь сигналов синусно-косинусного датчика угла в код, содержащий переключатель октантов, входы которого соединены с выходами синусно-косинусного датчика угла, а выходы " со входами соответствуощих выпрямителей, и последовательно соединенные Фильтр нижних частот, нуль-индикатор и Формирователь прямоугольных импульсов, выходы которого соединены со входами блока преобразования временных интервалов в код, введены два импульсно управляемых блока, сигнальные входы которых подключены к выходам соответствующих выпрямителей, управляющие входы импульсно управляемых блоков соединены с соответствующими выходами Формирователя прямоугольных импульсов; первые выходы импульсно управляемых блоков подклю" цены к выходам нулевого потенциала преобразователя, а вторые выходы подключены ко входу фильтра нижних частот,Кроме того, в преобразователе сигв код каждый импульсно управляемыйблок содержит два резистора, ключ иконденсатор, первый вход ключа черезпервый резистор подключен к сигнальному входу импульсно-управляемого бло ка, второй вход ключа соединен с уп"равляющим входом импульсно управляемого блока, выход ключа через конден" 70 4сатор и второй резистор подключен соответственно к первому и второму выходам импульсно управляемого блока.На чертеже приведена структурная схема преобразователя сигналов синуснокосинусного датчика угла в код.Преобразователь содержит преключа" тель 1 октантов, синусно-косинусный датчик 2 угла (СКДУ), выпрямители 3 и 4, импульсно управляемые блоки 5 и 6,. входы которых подключены к выходам соответствующих выпрямителей 3 и 4, а выходы соединены со входом фильтра 7 нижних частот, выход которого соединен со входом нуль-индикатора 8 и фор" тмирователь 9 прямоугольных импульсов, вход которого соединен с выходом нуль-индикатора 8 , а выходы - с . управляющими входами блоков 5 и 6 и входами блока 10 преобразования временных интервалов в код, выход которого является выходом устройства,Первый импульсно управляемый блок 5 содержит резисторы 11 и 12, ключ 13 и конденсатор 14, второй импульсно управляемый блок 6 содержит резисторы 15 и 16, ключ 17 и конденсатор 18.Предлагаемый преобразователь работает следующим образом.Выходные сигналы Ч и Чу СКДУ 2 подаются на переключатель 1 октантов, который, во-первых, Формирует код октанта угла поворота 9 ротора СКДУ 2 и, во-вторых, подключает указанные сигналы разной полярности к фазочувствительным выпрямителям 3 и 4. Вы" ходы последних через два одинаковых импульсно управляемых блока 5 и 6 (ИУБ) с дробно-рациональной характе" ристикой соединены со входом фильтра 7, Ключи обоих ИУБ 5 и 6 управляется аиротно"импульсными сигналами (ШИС), Формйруемыми блоком 9, ключ 13 первого ИУБ 5 управляется ШИС с относитель" ной длительностью 70 прямоугольных импульсов (ощ - , где 7 - длительность, а Т - период прямоугольных импульсов), а ключ 17 второго ИУБ 6 уп" равляется ШИС с относительной длитель5 де Ч, алы выпряЧ, - выходные сиг мителей 3 ии - сопротивлени первого и вт и 6 соответстно, что В 11,812 В 15,й 16 резистороврого ИУБ 5венно. Изв У х(2,8 - хЦ штт а тгвг; Выберем следующие значениятивлений резисторов, использусоставе ИУБ устройства опров25 Й 11 = 1,8 12, к 15 = 1,8 к 16, 812 Мб К, Из сравнения вышепри отношений и замены дерем получается еден енной сона фаз%- агсЬ "2 Ч о"Так как напряжения Ч и Чс 1, пропорциональны 1 пе и Созй соответственно, а их отношение пропорционально, очевидно ь 9 то длительность в прямоугольных импульсов формирователя 4 З 9 (в момент времени, соответствующий состоянию устойчивого равновесия схемы) связана с углом поворота 9 ротора датчика линейной зависимостью.Блок 10 предназначен для преобра" зовдния длительности Воро) прямоугольных. импульсов формирователя 9 в цифровой код. Как и со данный код связан с 8 линейной зависимостью, поэтому нет необходимости в его дальнейшем преобразовании, которое вносит су- . равной нулю. Данный момент временификсируется нуль-индикатором 8, срабатывание которого указывает ьа достижение состояния устойчивого равновесиясхемы. Соотношение, характеризующеезто состояние, может быть записано щественную погрешность в результатыизмерений.формула изобретения1. Преобразователь сигналов синуснокосинусного датчика угла в код, содержащий переключатель октантов, входй которого соединены с выхЬдами синуснокосинусного датчика угла, а выходысо входами соответствующих выпрямителей, и последовательно соединенные фильтр нижних частот, нуль-индикатор, формирователь прямоугольных импульсов,выходы которого соединены со входамиблока преобразования временных интервалов в код, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в него введены два импульсно управляемых блока, сигнальные входы которых подключены к выхо" дам соответствующих выпрямителей, управляющие входы импульсно управляемых блоков соединены с соответствую-щими выходами формирователя прямоугольных импульсов,.первые выходы импульс-но управляемых блоков подключенвыходам нулевого потенциала преобразователя, а вторые выходы подключены ковходу фильтра нижних частот,2. Преобразователь по п. 1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что в немкаждый импульсно управляемый блок содержит два резистора, ключ и конденсатор,. первый вход ключа через первыйрезистор подключен к сигнальному входу импульсно управляемого блока, вто"рой вход ключа соединен с управляющим входом импульсно управляемого бло"ка, выход ключа через конденсатор ивторой резистор подключен соответст"венно к первому и второму выходам импульсно управляемого блока.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРЮ 574740, кл. 6 08 С .9/04, 1977.2, Авторское свидетельство СССРИ 557400, кл. 6 08 С 9/04, 1977 (прототип).894770Составитель В. РыгалинРедактор Л. Пчелинская Техред Е. Харитончик Корректор В. Бутяга Заказ 11495/81 Тираж 694 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4