Преобразователь угла поворота вала в код

ОЮЗ СОВЕТСКИХОЦИАЛИСТИЧЕСКИХСПУБЛИК 50 4 Н 03 М 1/3 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ жения, сельсин-датчик, первыи аналого-цифровой преобразователь и блок памяти, введены второй и третий аналого-цифровые преобразователи, блок управления и коммутатор. По значениям старших выходных разрядов первого, второго и третьего аналого-цифровых преобразователей блок управления формирует три старших разряда выходного кода преобразователя, записываемые в блок памяти, а также сигналы, управляющие работой коммутатора младших выходных разрядов аналогоцифровых преобразователей. Код с выхода коммутатора также записывается в блок памяти и вместе со старшими разрядами является цифровым эквивалентом преобразуемого угла, Источник опорного сигнала вырабатывает прямоугольные двухполярные импульсы, запитывающие датчик и синхронизирующие работу блока управления. 1 з.п. ф-лы, 3 иле1 щцй ничесЛенина) ьство СССР 9/04, 1980 но угловом а и при ии про- повыель,напрящии источник опорно с УДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРделАм изОБРетений исткРытий(71) Ленинградский электротекий институт им.В.И.Ульянова(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД(57) Изобретение от сится к автом тике и может быть использовано в с темах передачи информации о или линейном положении объе менено в системах автоматиза мышленных установок. С целью шения точности в преобразова55 Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в системах передачи информации об угловом или линейном положении объекта и применено в системах автоматизациипромышленных установок.Целью изобретения является повышение точности преобразователя.На фиг,1 представлена блок-схемапреобразователя; на фиг.2 - блоксхема блока управления, на фиг. 3 - условно совмещенные Фазовая и временнаядиаграммы напряжений сельсина и питающего напряжения,аПреобразователь содержит сельсиндатчик 1, аналого-цифровые преобразо, ватели (АЦП) 2-4, блок 5 управления, коммутатор б, блок 7 памяти,источник 8 опорного сигнала. Блок5 управления содержит элемент НЕ 9,блок 10 инверторов, блок 11 триггеров, блок 12 коммутаторов, генератор 13 импульсов, счетчики 14 и 15,элементы ИЛИ 16 и 17.Преобразователь угла поворота вала в код работает следующим образом.При питании ротора сельсина-датчика 1 импульсным напряжением У втрех фазах статора генерируются импульсные напряжения Пд, Пв и Псдвинутые друг относительно другана 120 эл.град. имеющие амплитуды,пропорциональные углу Ы поворотавала и, в зависимости от величиныс , находящиеся в фазе или противоФазе с питающим напряжением П(фиг.З)Эти напряжения поступают в АЦП2-4, которые в положительный полупериод преобразуют их в код. Разрядность АЦП - и выбрана таким образом,что амплитуда 0 = э 1 п 60 соответствует код 2" , т.е, при достижениинапряжения любой из фаз П = вп 60в старшем разряде соответствующегоАЦП формируется "1". Выходы старшихразрядов, являющиеся сигнальными выходами АЦП, подключены к управляю-;:щим входам блока 5 управления, тогда как выходы остальных разрядов,содержащие информацию об амплитудахфаз статора сельсина 1 в диапазонеО эп 60, соединены с коммутатором 6.Блок 5 управления подключает через коммутатор 6 к блоку 7 памятиту из фаз сельсина 1, которая несетинформацию с младших разрядовзж ос ( сс: 060), а также форми-,5 10 15 20 25 30 35 Ф 40 45 50 рует код старших разрядов эмап д,по следующему алгоритму.При 0Ы120 код старших .разрядов - О, и в фазе с П к блокупамяти подключаются выходы АЦП 2(Фаза П ).При 60ы120 код старшихразрядов -1, в противофазе с У под 1ключается УПри 120 - д180код старшихразрядов - 2, и в Фазе с П, подключается П,.При 180сс240 код старшихразрядов - 3, и в противофазе с Уподключается У . При 240 сог300дкод старших разрядов - 4, в фазе сП, подключается ПНаконец, при 300сс360 впротивофазе с Пд подключается Пв икоц старших разрядов достигает 5.Рассмотренный алгоритм реализуется блоком 5 управления, показанным на Фиг,2.При У = 0 сигналы на управляющих входам и выходах блока 5 отсутствуют,При наличии положительного импульса питания П (в первом полупериоде)запирается счетчик 14 но открываетсясчетчик 15, который заполняется импульсами генератора 13 импульсов.Период заполнения счетчиков 14 и 15составляет0,80,9 - часть полупериода У с таким расчетом, чтобысигнал на выходе элемента ИЛИ 17формировался вне зоны искажения фронтов П, т.е. от 0,2 до 0,9 П.Во втором полупериоде П запирается счетчик 15, но открывается счетчик 14, который заполняется импульсами генератора 13.Инверторы 10 запрещают переход всостояние "1" более чем одному триггеру блока 11 триггеров, исключаятем самым неоднозначность измеренийв моменты равенства напряжений Пд,П или П а коммутаторы блока 12коммутаторов формируют управляющиесигналы,Сигналы управляющих выходов блока 5 управления разрешают подключение соответствующих фаз коммутатором 6 к блоку 7 памяти, Одновременно коммутатор выставляет потребителю сигнал Готовность", разрешающий прием информации. В моменты отключения питания, переходных процессов влице.Преобразователь может быть реализован на базе стандартных элементов АЦП 2-4 - К 1113 ПВ 1, блок 5 управления и коммутатор б - микросхемы серии 155, блок 7 памяти в , К 556 РТ 5.В отличие от известных устройств в предложенном преобразователе значительно снижена зависимость погреш ности от величины угла поворота вала. Так, при разрядности АЦП и = 8 погрешность известного устройства изменяется от 0,224 до 5,066, тогда как диапазон изменения погрешности предложенного преобразователя 0,448- 0,883, что соответствует снижению погрешности не менее, чем в 5 раз. Устранение неоднозначности измерения при углах, кратных Й, и 0,5 11 + й , способствует снижению погрешности в этих точках вдвое.Переход от синусоидального к импульсному питанию с исключением зоны фронтов обеспечил независимость точности преобразователя от вариаций амплитуды и фазы питающего напряжения.Съем показаний как при положительном, так и при отрицательном импульсах питающего напряжения уменьшает погрешность от запаздывания измерений. 35 40 формула из обретения 1. Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий источник опорного сигнала, выход которого подключен к входу сельсин-датчика, первый выход которого подключен к входу аналого-цифрового преобразователя, блок памяти, о т л и ч а ю щ и й - с я тем, что с целью повышения точ ности в работе, в него введены вто 3 12823 АЦП 2-4 и переключения фаз сигнал "Готовность" снимается,Используя информацию младших разрядов фазы, подключенной коммутатором 6, и состояние информационных выходов блока 5 управления в качестве адреса, блок 7 памяти формирует код угла поворота вала, младшие разряды которого соответствуют углу в пределах 0-60 , а декодирование трех 10 старших разрядов представлено в таб 29Рой и третий аналого-цифровые преобразователи, коммутатор и блок управления, выход источника опорного сигнала подключен к входу блока управления, первая группа выходов которого подключена к входам старших разрядов блока памяти, второй и третй выходы сельсин-датчика подключены к входам соответственно второго и третьего аналого-цифровых преобразователей, выходы старших разрядов аналого-цифровых преобразователей подключены к группе входов блока управления, вторая группа выходов которого подключена к первой группе управляющих входов коммутатора, выходы которого подключены к входам младших разрядов блока памяти, выходы младших разрядов первого,второго и третьего аналого-цифровых преобразователей подключены соответственно к первой, второй и третьей группам информационных входов коммутатора, выходы готовности аналого-цифровых преобразователей подключены к второй группе управляющих входов коммутатора.2. Преобразователь по п. 1, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что блок управления содержит генератор импульсов, два счетчика, блок коммутаторов, блок триггеров, блок инверторов, два элемента ИЛИ и элемент НЕ, выход генератора импульсов подключен к счетным входам счетчиков, вход сброса первого счетчика является входом блока управления и подключен к входу элемента НЕ, выход которого подключен к входу сброса второго счетчика, выходы первого и второго счетчиков подключены к входам соответственно первого и второго элементов ИЛИ, выходы которых подключены к синхровходам блока триггеров и первой группе входов блока коммутаторов, выходы которого являются второй группой выходов блока управления, входы блока инверторов подключены к П-входам блока триггеров и являются группой входов блока управления, выходы блока инверторов подключены к К-входам блока триггеров, выходы которого подключены к второй группе входов блока коммутаторов и являются первой группой выходов блока управления.1282329 1 2 3 Выходы блока 5 1 2 3 4 5 6 0 0 0 0 0 1 0 О О 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 Код старших разрядон блока 71 282329 ЯО Составитель В,ПодолянТехред М.Ходанич Корректор Т.Колб Редактор В.Данко Заказ 7286/58 Тираж 899 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам Изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4