Преобразователь угла поворота вала в код

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик 13003122(22) Заявлено 2311.81 (21)3359963/18-24с присоединением заявки Мо -(И) М. Кп,з б 08 С 9/04. Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийДата опубликования описания 07.03.83(71.) Заявит 54 ) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД,Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для свяэи аналоговых источников информации с цифровой вычислительной машиной,Известен преобразователь, содержащий фаэовращатель, входы и выходы которого через нуль-органы подключены к установочным входам триггеров, выходы триггеров подключены к управляющим входам элементов И, другие входы которых непосредственно и через элементы задержки подключены к генератору импульсов, выходы элементов И через элемент ИЛИ подключены к счетчику импульсов 111.Недостатком данного преобразователя являются погрешности, вызванные температурными и временными нестабильностями срабатывания нуль-органов.- едлагаемому является преСКВТ, рабоателя с реключатель,мы совпадеескую схе- импульсов Наиболее близким к и по технической сущности образователь, содержащи тающий в режиме фазовра двухфазным питанием, пе два нуль;органа, две сх ния, два триггера, логич му, счетчик, генераторы и,синусоидального двухфазного напря ження и блок управления 12 1.Достоинством прототипа являетсявозможность получения большой точ ности при малых, скоростях вращения вала путем исключения влияний температурных и временных погрешностей нуль-органов. Недостатками прототипа являются наличие большого времени преобразования, равного четырем периодам опорного напряжения, и большой динамической погрешности.Время преобразования, равное четырем периодам опорного напряжения, обусловлено последовательным преобразованием информации от каждой иэ вторичных обмоток фазовращателя.Цель изобретения - повьввение быстродействия преобразователя.Поставленная цель достигаетсятем, что в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий фа" зовращатель с двухфазным питанием, причем вторичные обмотки фазовраща теля подключены к первой паре входов переключателя, вторая пара входов которого подключена .к одной иэ, первичных обмоток фаэовращателя, другая первичная обмотка фазовраща теля подключена к первому выходу ге 1003122нератора синусоидального двухфазно-го напряжения, второй выход которого соединен с второй парой входов переключателя и первым входомблока-управления, выходы блока управления соединены с соответствующими входами элементов И и триггеров, первым входом первого счетчика и управляющим входом переключателя, выходы которого через нуль-органы соединены с другими входами элементов И, выходы которых соединены сдругими входами триггеров, генераторимпульсов, выход которого соединен свходом генератора синусоидальногодвухФазного напряжения, введены сумматор и второй счетчик, выходы счетчиков соединены с входами сумматора,выход генератора импульсов соединенс вторыми входами блока управленияи первого счетчика и первым входом 20второго счетчика, выходы соответствующих триггеров соединены с третьим входом первого счетчика и вторым входом второго счетчика, третий вход которого соединен с первым входом пер вого счетчика.На фиг. 1 показана гтруктурная схема преобразователя; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу. ЗОПреобразователь содержит фазовращатель 1, генератор 2 синусоидального двухфазного напряжения, генератор Зимпульсов, блок 4 управления, переключатель 5, нуль-органы б и 7, элементы И 8-11, триггеры 12 и 13, счет- чики 14,сумматор 15 и счетчик 16.В первом положении переключателя 5 к нуль-органам б и 7 присоединен опорный выход генератора 2, во втором положении - соответствующие вторичные обмотки Фазовращателя 1.Выход элемента И 8 присоединен к единичному входу триггера 12, а выход элемента И 9 присоединен к нулевому входу этого триггера.45Выход элемента И 10 присоединен к единичному входу триггера 13, а выход элемента И 11 - к нулевому входу этого триггера, Входы сбросов триггеров 12 и 13 соединейы вместе и при соединены к блоку 4 управления.Выход триггера 12 присоединен к управляющему входу п -разрядного счетчика 14, а выход триггера 13 - куправляющему входу и-разрядного 55счетчика 16.Счетные входы счетчиков 14 и 16 соединены вместе и подключены к выходу генератора 3 импульсов. Входы сбросов счетчиков соединены вместе и при соединены к блоку 4 управления.Цикл кодирования угла занимает два периода выходного напряжения генератора 2. С этого генератора снимаются два синусоидальных напряжения и ц и 65 И 6, сдвинутые между собой по фазе на90 О. Частота этих напряжений в 2.ираза меньше частоты повторения тактовых импульсов генератора 3.Выходные напряжения Ис,и Иб генератора 2 поданы на первичные обмотки фазовращателя 1. Фазы напряжений на вторичных синусной и косинусной обмотках фазовращателя зависят от углаповорота ротора фазовращателя. Напряжение, снимаемое с вторичной косиЦусной обмотки, опережает по фазе напряжение, снимаемое с вторичной синусной обмотки, на 90 . Одно извыходных напряжений генератора 2И принято за опорное и подано наблок 4 управления, на который также поступают тактовые импульсы от генератора 3 импульсов. Блок управления может быть выполнен, например, из счетчика импульсов и дешифратора или из формирователей и элементов задержки. Выходные сигналы блока управления связаны по фазе с опорным напряжениемИ с точностью одного или несколькйх периодов генератора 3 импуль -сов. На выходе блока 4 управления Формируются сигнал переключения ИВфиг. 2), сигнал включения опорных импульсов Иг, сигнал включения рабочих импульсов И и сигнал сбросаИ. Сигнал включения опорных импульсов Иг перекрывает по длительности момент положительного перехода через ноль опорного напряжения Ис. Сигнал Иг подается в начале первого периода опорного напряжения И- .Сигнал И принимает состояние "1 фпо окончании сигнала И , и "0"по окончании сигнала Ид. Сигналвключения рабочих импульсов И перекрывает по длительности второй период опорного напряжения И . Перед сигналом включения опорнйх импульсов И подается импульс сброса счетчиков И. В исходном состоянии сигнал переключения ИВ равен нулю и на входы нуль-органов 6 и 7 через переключатель 5 поступает опорное напряжение Ищ. В момент положительного перехода этого напряжения через ноль на выходе нуль-органов возникают импульсы, называемые опорными. При совпаденни этих импульсов с сигналомвключения опорных импульсов И навыходах элементов И 8 и 10 появляются импульсы И, и И, соответственно, которые устанавливают триггеры 12 и 13 в состояние "1". Приэтом на управляющие входы счетчиков14 и 16 поступают сигналы разрешения счета ИЗ и Ий, импульсы с генератора 3 имйульсов начинают заполнять счетчики. В первом периодеопорного напряжения И сигнал пере,и переключатель 5 переводится во второе положение, при котором к выходам. нуль-органов подключаются соответствующие вторичные обмотки фазовраща. теля. Фазы Ми Ч 2 напряжений Ии5 Ио измеренные относительно опорного напряжения Иц зависят от угла поворота ротора фазовращателя. В моменты положительного перехода через ноль напряжений вторичных обмоток фазовращателя на выходах нуль-органов 6 и 7 возникают импульсы, называемые рабочмми. Временные сдвиги 1 и С этих импульсов относительно момента перехода. через ноль опорного напряжения 15 И пропорциональны фазам Ч и Ч напряжения на вторичных обмотках фазоврацателя . При совпадении рабочих импульсов с сигналом включения рабочих импульсов Ина выходах элементов 20 И 9 и 11 появляются иглпульсы И и Ип, устанавливающие триггеры 12 и 13 в положение "0" соответственно. При этом на управляюцих входах счетчиков 14 и 16 прекращаются сигналы 25 разрешения счета и счет импульсов от генератора 3 импульсов счетчиками заканчивается. Коды в счетчиках 14 и 16, накопленные к этим моглентам времени, пропорциональны временными 30 интерваламии 2 между опорными и рабочими имйульсами, а следовательно, и фазовым сдвигам Ч и напряжения вторичных обмоток. Код на выходе сумматора 15 после окончания кодировауия пропорционален Ч 1+ У = 2 9., + 2 и соответстено углу поворота ротора фазовращателя 1.Таким образом, преобразователь, сохраняя все положительные качества 40 прототипа, имеет преимущество - мень. шую длительность цикла преобразования информации, составляющего только два периода опорного напряжения.Уменьшение времени преобразования по сравнению с прототипом полу-45 чено путем одновременного преобразования информации от каждой из вторичных обмоток фаэовращателя.В результате использования предлагаемого преобразователя для преобразования углов поворота ротора датчика типа СКВТ, расположенного на вращающемся валу, ошибки преобразов ания, связанные со скоростью вращения вала, уменьшены в два раза по сравнению с аналогичными ошибками, возникающими при использовании преобразователя-прототипа.Формула изобретенияПреобразователь угла поворота вала в код, содержащий фаэовращатель с двухфазным питанием, причем вторичные обмотки фазовращения подключены к первой паре входов переключателя, вторая пара входов которого подключена к одной из первичных обмоток фазовращателя, другая первичная обмотка фаэовращателя подключена к первому выходу генератора синусоидального двухфазного напряжения,. второй выход которого соединен с второй парой входов переключателя и первым входом блока управления, выходы бло" ка управления соединены с одними входами элементов И и триггеров, первым входом первого счетчика и управляющим входом переключателя, выходы которого через нуль-органы соединены с другимн входами элементов И, выходы которых соединены с другими входами триггеров, генератор импульсов, выход которого соединен свходом генератора синусоидального двухфазного напряжения, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в наго введены сумматор и второй счетчик, выходы счетчиков соединены с входами сумматора, выход генератора импульсов соединен с вторыми входами блока управления и первого счетчика и первым входом второго счетчика, выходы соответствующих триггеров соединены с третьим входом первого счетчика и вторым входом второго счетчика, третий вход которого соединен с первым входом первого счетчика.1Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 594515, кл. С; 08 С 9/04, 1976.2. Авторское свидетельство СССР0 486340, кл. 6 08 С 9/04, 1973прототип ), 10031221003122 Составитель Б. БарбарашРедактор А, Ворович . Техред: М.Коштура Корректор Ь фе Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная каз 1567/34 В 113035Тираж 616 ПодписноеИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытийМосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5