Способ преобразования угла поворота вала в напряжение

(54) СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИ ПОВОРСГГА ВАЛА В НАПР Е Изобретениеи вычислительниспользовано дляников информапии 1относится к автоматикетехнике и может быть связи аналоговых источс вычислительным устройством,Известны способы преобразования угла 5 ,поворота вала в линейное напряжение постоянного тока, в котором угол поворота преобразуют в сдвиг по фазе двух сигналов переменного тока, сдвиг по фазе преобразуют в ШИМ-сигнал, который мас о штабируют по амплитуде опорным напряжением, масштабированный ШИМ-сигнал преобразуют последовательно в ток и напряжение постоянного тока 11 .Недостатком такого способа является его сложность.Наибопее близким по техническому решению к данному изобретению является способ преобразования угла поворота2 вала в линейное напряжение, в котором угол поворота преобразуют в переменные напряжения, модулированные в функшии синуса и косинуса угла поворота, сравненни по амплитуде меньшего из модулированных напряжений с опорным, определении участка, которому соответствует преобразуемый угол поворота, формировании напряжения смещения, соответспутнапряжения смешения с меньшим из модулированных напряжений на участках, где опорное напряжение превышает по амплитуде меньшее из модулированных напряжений 2) .Недостатком известного способа является ограниченная точность, вызванная погрешностью воспроизведев: малых углов на каждом из участков и инструментальными погрешностями коммутатора и линейного вращающегося трансФорматора при реализапии способаБель изобретения - повышение точности способа преобразования угла поворота вала в напряжение,Поставленная пель достигается тем,чго в способе преобразования угла поворота вала в линейное напряжение, оо 3 95135нованном на преобразовании угла поворота в переменные напряжения, модулированные в функции синуса и косинусаугла поворота, сравнении по амплитудеменьшего из модулированньи напряженийс опорным, определении участка, которому соответствует преобразуемый уголповоРГа, формиРОВании напряжения смещения, соответствующего этому участку,формировании выходного напряжения путем 1 осуммирования напряжения смещения сменьшим из модулированных напряженийна участках, где опорное напряжениерревышает по амплитуде меньшее из модулированных напряжении, дополнительносравнивают по фазе модулированные напряжения с опорным, при превышении поамплитуде меныпим из модулированныхнапряжений Опорного напряжения (присовпадении между собой по фазе) формиРуют разность модулированных напряжений, если они противоположны по фазе,формируют сумму, умножают сформированную разность (сумму модулированных напряжений на масштабный коэффоциент и формируют выходное напряжениепутем суммирования напряжения смещения с масштабированной разностью (суммой) модулированных напряжений научастках, где меньшее из модулированных напряженнй превышает опорное, азнак суммирования определяют в зависимостИ от участка, которому соответствует преобразуемый угол поворотавала,35На фиг. 1 изображен график поясняюпий реализацию данного способа; на 8 4фиг. 2 - схема устройства реализующая способ.Преобразование угла поворота вала в линейно изменяющееся напряжение можно пояснить с помошью гранка, представленного на фиг. 1 и выражения для выходного напряжения в табл.угол К поворота вала преобразуют в два переменных напряжения, одно 1 из которых модулировано в функции Мпо, а другое П - в функции совс(,. Модулированные в функции синуса и косинуса угла с поворота вала напряжения 1 и Й сравнивают по амплитуде и фазе между собой и с опорным напряжением 3.На первом участке +20 о меньшее из модулированных напряжений, пропорциональное В 1 и с, будет по амплитуде меньше опорного. Для этого участка напряжение смещения равно нулю. Выходное напряжение преобразователя равно Ое 1 М. На втором участке 420 ф 70 О опорное напряжение 3 меньше обоих модулированных напряжений, совпада,кщих между собой по фазе, Для этого участка напряжение смещения равно 0,7850 . Ржность модулированных напряжений 0 (ваап с(, - совА) умножают на масштабный коэффициент 0,74 и суммируют со знаком фплюсф с напряжением смещения. В результате на втором участке воспроизводится зависимость вида.00,ЧВ 5 +О,И (,З 1 иСЙ-СОВА), ,Аналогичным образом воспроизводятся функциональные зависимости и на других участках в соответствии с таблицей. ФИз графика фиг. 1 и табл. видно, чтонапряжение смещения пропорциональноувеличивается по мере возрастания номера участка при увещчении угла поворотаог 0 до х 180 . На втором и восьмом0 Оучастках, где модулированные напряжения имеют одинаковые фазы, формируетсяразность модулированных напряжений смасштабным коэффициентом 0,74. Начетвертом и шестом участках, где мо- Одузированные напряжения имеют противоположные фмы, формируется сумма модулированных напряжений с тем же масштабным коэффициентом 0,74. На остальных участках, где опорное напряжение 15превышает по амплитуде меньшее иэ модупированных напряжений, напряжение.смещения суммируют с меньшим иэ модулированных напряжений.Преобразователь содержит синуснокосинусный датчик 1 угла, подключенныйк источнику 2 питания, выходы датчика 1подключены к определителю 3 номераучастка, формирователю 4 меньшего изВходных сигналоВ датчика 1 и формиро у 5ватецю 5 суммы или разности выходныхсигналов датчика 1. Выход определителя3 подключен к управляющим входам формирователей 4 и 5 и формироватепю 6напряжения смещения, Выходы формирователей 4 - 6 подключены к аналоговомусумматору 7. Выходы источника 2 питания через дещтель 8 напряжения подключены к входу определителя 3 номераучастка вПреобразователь работает следуюцжм35 образом.Синуснокосинусный датчик 1 формирует сигналы переменного тока в функции синуса и косинуса угла поворота его40вала, В определителе 3 в результате срав нения по амплитуде и. фазе выходных скчналов датчика 1 и делителя 8 вырабатываются управляющие сигналы в зависимос.- ти от номера участка, которому соответ 45 ствует текущее значение угла поворота датчика 1,В результате воздействия выходных сигналов определителя 3 в формирователе 6 вьграбатывается напряжение смещения с соответствующим знаком, в формирователе 4 выделяется меньшее из выходных напряжений датчика 1, которое , проходит на выход формирователя 4 ссоответствующим знаком на участках1, 3, 5, 7 и 9, а в формирователе 5Вырабатывается сумма или разность выходных напряжений датчика 1, которые проходят на выход формирователя 5 на 5 951358 6участках 2, 4, 6 и 8. Выходное напряжение преобразователя формируетсяна выходе сумматора 7, где складываются выходное натгряжение формирователя6 с выходным напряжением формирователя 4 или 5.Предлагаемы способ позволяет повысить точность преобразования угла поворота вала в напряжение.Экономический эффект от использованияспособа определяется его техническимпреимуществом.)формула изобретенияСпособ преобразования угла поворотавала в напряжение, основанный на преобразовании угла поворота в переменныенапряжения, модулированные в функциисинуса и косинуса угла поворота, сравнении по амплитуде меньшего иэ модулированных напряжений с опорным, определении участка, которому соответствуетпреобразуемый угол поворота, формиро. вании напряжения смещения, сосгветсьвукщего этому участку, формированиивыходного напряжения путем суммирования напряжения смещения с меньшим измодулйрованных напряжений на участках,где опорное напряжение превышает поамплитуде меньшее иэ модулированныхнапряжений, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения точностипреобразования для определения участка,к которому относится преобразуемыйугол поворота, дополнительно сравниваютпо фазе модулированные напряжения сопорным, при превышении по амплитудеменьшим из модулированных напряженийопорного напряжения (при совпадениинапряжений по фазе) формируют разностьмодулированных напряжений, если онипротивоположны по фазе, формируют суйОумножают сформированную разность (сум-му) модулированных напряжений на масштабный коэффициент и формируют выходное напряжение путем суммирования напряжения смещения с масштабированнойразностью (суммой) модулированных напряжений на участках, где меныцее иэмодулированных напряжений превышаетопорное, а знак суммирования определяютв зависимости от участка, которому соответствует преобразуемый угол поворотавапа,Исгочники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМ 368634 ь кле 6 08 С 9/04, 1970 ф2. Авторское свидетельство СССРМ 376024, кл, б 08 С 9/04, 1970