Сравнивающее устройство

,ЯО 154 51) 5 Н 03 К 5/24 М 166 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСА ИЗОБРЕТЕНИЯ ЕТЕЛЬСТВУ ТОРС КОМ скии тво СССР1 977,о СССР4, 1 983.(54) СРАВНИВАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к а тике и может быть использовано образователях .код-угол и угол рота вала в код. Поставленная повьппение точности за счет обе ния линейности передаточной фу устройства в диапазоне изменен сравниваемых величин - достига в преос Я цельспечетс СЛ 4 ь с 3(56) Авторское свидетельР 708297, кл, С 05 В 1/ОАвторское свидетельстР 1197071, кл. Н 03 К 5/ 2тем, что в преобразователь, содержа" щий шины 1 и 2 подключения синусной и косинусной составляющих первой сравниваемой величины - (угла) соответственно, резисторы 3, 4, 10 и 26, шины 5 кода второй сравниваемой величины (кода угла), разрядные переключатели 6-9, первую резисторную матрицу 11 параллельного типа с резисторами 12- 15, введены дешифратор 1 6, дополни-. тельные разрядные переключатели 17- 20, вторая резистивная матрица 21 с резисторами 22-25. Вновь введенные элементы и связи между ними позволяют одновременно испольэовать шины кода второй сравниваемой величины для формирования сигнала рассогласования между сравниваемымивеличинами и для обеспечения л; ейности передаточной функции устройства. 1 табл., 2 ип,Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в преобразователях код-угол и угол-код.Цель изобретения - повышение точности за счет обеспечения линейностипередаточной функции устройства вдиапазоне изменения сравниваемых величин,На фиг,1 изображена блок-схемапредлагаемого устройства; на фиг,2графическая зависимость передаточной,функции устройства в первом квадранте сравниваемых величин,Устройство содержит шины 1 и 2подключения синусной и косинуснойсоставляющих первой сравниваемой ве,личины (угла Ц) ) соответственно, ре,зисторы 3 и 4, шины 5 кода второйсравниваемой величины (угла у ), раз. 20рядные переключатели б - 9, резисторО, первую реэисторную матрицу 11 параллельного типа, резисторы 12 - 15резисторной матрицы 11 параллельноготипа, дешифратор 16, дополнительныеразрядные переключатели 17 - 20, вторую резисторную матрицу 21 параллельного типа, резисторы 22 - 25 второйреэисторной матрицы 21 параллельноготипа и резистор 26 операционного усилителя 27.Сопротивление резистора 15 - наименьшее иэ резисторов резисторнойматрицы 11 и равно К, Переключатель 9управляется старшим и-ым разрядом,вы 35ходом соединен с резистором 15 с целной разряда/4 кода И, которым задается вторая сравниваемая величинаугол ц), а входы переключателя 9 через резисторы 3 и 4 соединены с шинами 1 и 2, Сопротивление резистора14 равно 2 К, а переключатель 8 управляется (и)-ым разрядом кода И с ценой и /8, Сопротивление резистора 13равно 4 К, а переключатель 7 управляется (и) -ым разрядом кода И с ценой/16 и т.д. Сопротивление резистора 10 равно сопротивлению резистора 12, управляемого младшим (первым)о-разрядом кода И и равно 2 К50Устройство работает следующим образом,На входные шины 1 и 2 посттпают соответственно напряжения11 д Б впс 6где Б - амплитудное значение напряижения,Если через Кс обозначать суммарное сопротивление параллельных резисторов матрицы 11, подключенных через переключатели б - 9, то можно записать: 1 а а . а -1+ + (1)ф2 и, К 9 где аа ,э , - компоненты двоич 1ного кода И (Оили 1);и - номер разряда, на -чиная с младшегоРяд чисел числителя правой части выражения (1) представляет собой запись в двоичном коде И величины угл +1 ла с с дискретностью в /2 и максимальной велич иной/2, т. е. ИИ2 "++ 2 а +5 Ряд, заключенный в скобках, начипая со второго члена, представляет собой обратное значение кода И, определяемое известным соотношениемиИ= 2 - И, (4) Тогда с учетом (2) и (4) выражение (3) принимает вид К2 4Ч Поскольку потенпиал входной точки суммирования операционного усилителя 27 близок к нулю, а также, если обозначить (для простоты конечного выражения) сопротивления резисторов Ки К, через Аналогично для сопротивления К равного суммарному сопротивлению соединенных параллельно резистора К 10 и резисторов матрицы 11, подключенных через переключатели 6 - 9, можно записать:45 50 Пв Вас сов МХ( --К+442НВ. = В = КВ4 (5) где К - постоянный коэффициент, то выражение для токов 1 з и 1 с потребления от источников Бв и И соответственно будет иметь вид да схема сбалансироиз вьражения (6) бразования получим1ь(р)(8) +К 1,О Зависимость (8) при коэффициенте К = 0,353 является хорошей аппроксимацией тангенциальной зависимости при линейном изменении ( от нуля до/2. Погрешность аппроксимации, т.е. пог - решность сравнивающего устройства, не превышает 2Выходное напряжение сравнивающего устройства с учетом (6) и (7) будет равно ОЫХ 5 ос С ОС где Вос - суммарное сопротивление резисторов, включенных в обратную связь операционного усилителя 27.Для определения изменения Кс передаточной Аункции при различных значениях угла сЬ найдем производнуюС д ВЬХ Поскольку системы управления ют при отработанном заданном т,е. при 1 =с 4, то,подставив жение (О) вместо 1 угол О Па сиг,2 приведена графическая зависимость КС = Г(Ос) в предепах одногоквадранта, условно приняв значениеК при= О за единицу. Из графикавицнс, что при неизменном суммарномсопротивлении резисторов, включенныхв обратной связи операционного усилителя 27, передаточная Аункиия Кс меняется и при ОС = 45 уменьшается нао14%,Для стабилизации передаточноифункции для каждого значения угланеобходимо из граФика 1 иг,2 или извыражения (11) определить: на сколькоуменьшить величину. относительно егозначения при х = О, чтобы на столькоже увеличить величину Кос также относительно его значения при Ы = О.Количество резисторов в резисторной матрице . параллельного типа определяется допустимой величиной нелинейности передаточной функции устройства. Например, при допустимой величине нелинейности передаточнойфункции устройства, равной 3% (чтодостаточно для практики), цостаточноиспользовать матрицу 21 с тремя резисторами с одинаковыми сопротивлениями, равными В.Поскольку максимальное отклонениенелинейности передаточной Аункции(при ОС = 0 ) равно 14%, то отключение каждого из трех резисторов резисторной матрицы 21 должно увеличиватьсопротивление В примерно на 5%,т.е. В: 105 В, где В - сопротивление резистора 26,В таблице приведень данные, харакеризующие истинность дешифратора 16.Поскольку зависимость К с = Г(К)симметрична относительно угла, равного 45 , то таблица дана для угла оСо1547052 осгт 0 до 5 с дискретностью 5 о 3/,5,Дие 3 ачен 1 ей у 1"ла с, От 4. до 90т;блина;стиннос ги повтсряется в обратном порядке,11Укг 1 заеье в таблице три вьг,.одеьх1 азрда девифратора управляют состояциси трех аналоговых клочей, г 1 кпюченйьге псс,1 едозательно с тремя резистс-.рами в цепи обратной свзи операцло 1- 10 ГлСравнивающее устройство, содержа ./ ь щее первую резисторнуо матрицу паралше предьпуцего, первые выводы резистзров второй матри 1 еы соединены с вьг ходом операпионного усилителя, а вторые выводы резисторов второй матрицы соединены через соответствующие дополнительные разрядные переклочатели 0с входом операеионного усилителя, шины кода второй сравниваемой величины соединены с входами дешифратора, выходы кото рого соединены с уп равл яюшими входами соответствующих дополнительных разрядных переключателей. Обозначив через Й значение Р.сс"-ос 1 ри с, = 0 из (1 2) найдемс ( " ) (13).1 аучсне 1 ое выраженле можно использавеТь,пся определения К для каждо - Га Угла г ВМЕСТО ОПИСЯ 1 Пай СЗТСДИКИ, фо - .мула из об ретен ил лепьного типа, номинал сопротивления каждс го по сле дувше го ре з ис тора в к о - торой больше предыдущего вдвое первые вводы которых соедие 1 ены с входом операционного усилителя, вторыевыводя каждого резистора первой резистизной матриаы соединены с зыхода-. 1 и оате 1 етсГзуОИх разрядных пэре 1 слю чателей, выводы нормально разомкнутыхконтактов которых объединены и одиниз них через первый резистор соединенС НИНОЙ ПОДЛОЕНИЕ КОСЕПЛУСЕОй СОСтавлЕощей пергой сравниваемой величины выводь Носмальва замкнутьх контактов разрядных перекгпочателе" объеЦИЕЫ И ОДИН 1 З НИХ ССЕДИНСН 1 ЕРЕзвторой резистор с шиной подключенияснег"аной составляющей первой сравниваемой величины, а через третий ре -зистор - с входом операционного усиного усилителя. Прн этом низкий потенциал на управляющих входах клочей соответствует их замкнутым состояниям, высокий - разомкнутым.Аналитическую зависимость сопротлвления е для каждого угла с относительно его значения й при о 6 = 0оосможно найти следующим об раз ом,Из выр акения (11) найдем: Решая совместно уравнение (12) и(13), получим лителя, который соединен с его выходом через четвертый резистор, шиныкода второй сравниваемой величинь 1 ка -торые соединены с управляющими входами разрядных переключателей, о тл и ч а с щ е е с я тем, что, с целью повышения точности эа счет обеспечения линейе 1 асти передаточной ункции устройства в диапазоие изменениясравниваемых величин, в устройствовведены. дешифратор, дополнительныеразрядные переключатели, вторая резисторная матрица параллельного типа,номинал сопротивления каждого по ледующего резистора которой вдвое боль1547052 Значение уг- Входной код дешифратора Выходной код де шиФрато ра ла 1 р г р 3 р 4 р 1 р 2 р 3 р 11 15 5 37,45 22 30 Составитель В.ФатеевРедактор А.Ревин Техред Л.Сердюкова КорректорТ.Ма аказ 84/90 Тираж 667 НИИПИ Государственного комитета по и 113035, Москва, Ж, Подписноебретениям и открытияаушская наб., д, 4/5 при ГКНТ СССР роизводственно-издательский комбинат Патент