Способ преобразования угла поворота вала в код

. щицадчаикРЕСПУБЛИК з(5 у С, 08 С 9/ОО УДАРСТВЕННЮ НОМ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИ РЕТВУ СКОМУ А 2 код. валов. М ОАНИЕ ИЗ(56) 1. Авторское свидетельство СССР 1 В 611237, кл.08 С 9/00, 1978.2, Авторское свидетельство СССР В 525986, кл. Й 08 С 9/04, 1976,3. Нмид Г. Устройство и принцип действия преобразователей аналог- Перевод ГОНТИ 1 в 4211(71), 1971, . с. 251-258, рис.17.34 (прототип). (54)(57) СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД, основанный на преобразовании угла поворота вала в сигналы переменного тока, модулированные по амплитуде в функции синуса и косинуса угла поворота, их Аазовом детектировании, раздельном интегрировании в течение фиксированного интервала времени и запоминании, взаимном интегрировании первого за,801124358 А помненного напряжения и инвертированного второго запомненного напряжения до момента достижения одним из интегрируемых напряжений нулевого уровня, преобразовании времени взаимного интегрирования в код, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью новьщения быстродействия преобразования, разделяют время взаимного интегрирования на несколько интервалов, производят взаимное интегрирование в каждом интервале с соответствукнцей этому интервалу постоянной времени, по достижении одним из интегрируемых напряженвй расчетного уровня дискретно увеличивают постоянную временивзаимного интегрирования, определя.ют величину каждого из интервалов взаимного интегрирования, суммируют временные интервалы взаимного интегрирования с учетом постоянных време- д нн интегрирования в каждом из интер 1124358Изобретение относится к автоматике, вычислительной и измерительной технике и может быть использовано во входных устройствах ЦВМ и контрольно-проверочной аппаратуре, 5Известен способ преобразования, основанный на преобразовании угла поворота вала в синфазные напряжения переменного тока, амплитуды которых пропорциональны синусу и косинусу 10 угла поворота, преобразовании синфазных напряжений последовательно ,в сигналы синусоидального напряжения, фаза первого из которых линейно связана с углом поворота, а фаза второ го - с дополнением угла поворота до 360 . Фиксируют момент перехода перОвого сигнала через нуль, подают опорный сигнал в момент окончания зоны рабочих углов и подают импульсы 20 фиксированной частоты, прекращают подачу импульсов фиксированной частоты и подсчитывают импульсы фиксированной частоты, число которых пропорционально коду угла поворота 25вала И . Недостатком этого способа является его низкое быстродействие.Известен также способ преобразо" 30вания, основанный на преобразованиивыходных синусного и косинусногонапряжений датчика угла поворота,формировании из них двух старшихРазрядов кода и определении квадранта, Далее процесс преобразованияосуществляют итеративно, причем напервой итерации алгебраически суммируют синусное и косинусное выходныенапряжения датчика угла поворота, 40сравнивают знак фазы результирующего напряжения со знаком фазы синУсного напряжения и по результату сравнения формируют третий разряд кода,четвертый и последующий разряды 45кода формируют путем сравнения знаков фаэ синусного и результирующихнапряжений, соответствующих углам360 оповорота (где и - номер форми 2" 50 руемого разряда) и образованных путем суммирования двух напряжений, одним из которых является результирующее напряжение, полученное на предыдущей итерации и взятое с соот" 55 ветствующим коэффициентом, а другим- одно иэ суммируемых напряжений предыдущей итерации Недостатком этого способа является его сложность и низкая точность.Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является способ преобразования угла поворота вала в код, основанный на преобразовании угла поворота вала в сигналы переменного тока, модулированные по амплитуде в функции синусаи косинуса угла поворота, нх фазовомдетектировании, раздельном интегрировании в течение фиксированногоинтервала времени и запоминании,взаимном интегрировании первого запомненного напряжения и инвертированного второго запомненного напряжениядо момента достижения одним из интегрируемых напряжений нулевого уровня, преобразовании времени взаимного интегрирования в код 31 .Для повышения разрешающей способности согласно известному способувыбирают большую постоянную временивзаимного интегрирования, что приводит к низкому быстродействию. Этоявляется недостатком известного способа,Целью изобретения является повышение быстродействия преобразования.Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу преобразования угла поворота вала в код,основанному на преобразовании углаповорота вала в сигналы переменноготока, модулированные по амплитудев функции синуса и косинуса углаповорота, их фазовом детектировании,раздельном интегрировании в течениефиксированного интервала времени изапоминании, взаимном интегрированиипервого запомненного напряжения иинвертированного второго запомненного напряжения до момента достиженияодним из интегрируемых напряженийнулевого уровня, преобразованиивремени взаимного интегрирования вкод, разделяют время взаимного интегрирования на несколько интервалов,производят взаимное интегрированиев каждом иэ интервалов с соответствующей этому интервалу постояннойвремени, до достижении одним изинтегрируемых напряжений расчетногоуровня, дискретно увеличивают постоянную времени взаимного интегрированияопределяют величину каждогоиз интервалов взаимного интегрирования, суммируют временные интервалывзаимного интегрирования с учетом постоянных времени интегрирования в каждом из интервалов.Сущность способа поясняется нг примере реализации его при трех временных интервалах взаимного интегрирования и угле поворота 4 , находящемся в первом квадранте.На фиг, 1 представлена структурная схема преобразователяф, на фиг,2 - изменение выходного напряжения одного из интеграторов в процессе взаимного интегрирования ( 10 и- расчетные уровни концов интервалои).Устройство содержит синусно-косинусный датчик (СКД) 1, аналоговые коммутаторы 2 и 3, интеграторы 4 и 5 ф инвертор 6, компараторы 7-9, генератор 10 импульсов, блок 11 управления,ф двоичный й -разрядный счетчик 12, У 1-У 5 - управляющие сигналы.Выходы СКД 1 соединены с первымивходами коммутаторов 2 и 3, выходы которых соединены с входами интеграторов 4 и 5, Выход интегратора 5 соединен с вторым входом коммутатора 2, выход интегратора 4 соединен с первыми входами компараторов 7-9и через инвертор 6 - с вторым входом коммутатора 3. На вторые входы ;компараторов 7 и 8 подаются опорные напряжения ЦО , Ц 0 соответственно, второй вход компаратора 9 соединен с общей шиной. Выходы компара,торов 7-9 и генератора 10 соединены с входами блока 11 управления. Выходы У 1, У 2 блока 11 управления соединены с управляющими входами коммутаторов 2 и 3, выход УЗ соединен с управляющим входом обнуления интеграторов 4 и 5, выходы У 4, У 5 соединены с входами управления коэффициента передачи инвертора 6. Три счетных входа счетчика 12 соединены с выходами блока 11 управления, четвертый управляющий вход которого соединен .с выходом счетчика 12. 50 55 Работа преобразователя происходит в три такта,На первом такте блок 11 управления подключает входы интеграторов 4 и 5 с помощью коммутаторов 2 и 3 к выходам СКД 1 и происходит интег-. рирование положительных или отрицательных полупериодов выходных напряжений СКД 1. Через фиксирован 5 1 О 15 20 25 ЗО 3540 45 ный интервал времени, задаваемый с помощью счетчиКа 12, блок 11 управления отключает входы интеграторов 4 и 5 от выходов СКД 1 и соединяет интеграторы 4 и 5 и инвертор 6 в кольцо с помощью коммутаторов 2 и 3.Начинается второй такт, соответствующий взаимному интегрированию напряжений интеграторов 4 и 5,Рассмотрим работу преобразователя при напряжении на интеграторе 4 большем, чем Ц, - как зто представлено на фиг. 2. В начале второго такта напряжение на интеграторе 4 сравнивается с Ц, Цд на компараторах 7 и 8.Так как ближайшим меньшим опорным напряжением является Ц 0, то блок 11 управления подает сигналы У 4, У 5 на инвертор б для установки его коэффициента передачи , соответствующего круговой частоте И 2 Одновременно блок 11 управления подает на вход 2счетчика 12 импульх 2сы генератора 1 О с частотой т . Изменение круговой частоты может производиться, например, и за счет изменения постоянных времени интеграторов.При переходе напряжения на.интеграторе 4 через Цщ блок 11 управления принимает сигнал с компаратора 7 и по приходу ближайшего счетного импульса изменяет с помощью инвертора б круговую частоту до значения Ю 2, Одновременно блок 11 управления переключает подачу счетных им-. пульсов генератора 10 с входа 2" на вход 2 К счетчика 12. В момент смены круговой частоты напряжение О на выходе интегратора 4 равноЦ:Ц . о",1 Цгде- длительность интервала времени от начала второго такта до первой смены круговой частоты. В счетчике 12 получается код Н, старших разрядов кода угла АкПри переходе напряжения иа интеграторе 4 через Цо блок 11 управле-ния принимает сигнал с компаратора 8 и по приходу ближайшего счетного импульса изменяет с помощью инвертора 6 круговую частоту до значения И ., Одновременно блок 11 управления переключает подачу счетных импульсов с входа 2" на вход "+1" счетчика