Двухотчетный преобразователь углового перемещения в цифровой код

526932 Союз Советских Социалистических Республик,Ч. Кл. 6 08 С О/04 осударственнын комитет овета Министров СССР, ло делам изобретенийи открытий(54) ДВУХОТСЧЕТНЪЙУГЛОВОГО ПЕРЕМЕЩЕН 2 ео нусно-косинусный вращающийся трансформатор, выход грубого отсчета которого соединен с формирователем-ограничителем, кварцевый генератор соединен через делитель частоты с 5 блоком считывания кода грубого отсчета.Такой преобразователь имеет малые разрешающую способность и точность (14 - 16 двоичных разрядов), плохую стабильность схемы при изменении температуры окружающей сре- О ды из-за наличия избирательных цепей инуль-органов.Цель изобретения - повышение точности иразрешающей способности преобразователя.Это достигается тем, что в предлагаемый 15 двухотсчетный преобразователь введены фазовый детектор, генератор импульсов, реверсивный счетчик и блок управления реверсивным счетчиком, блок согласования отсчетов, блок памяти, блок ввода кода, синхрониза тор, дополнительный делитель частоты, дешифраторы, сумматор, делитель напряжения и блок формирования синусоидальных сигналов. Выход точного отсчета синусно-косинусного вращающегося трансформатора через после довательно соединенные фазовый детектор, генератор импульсов и блок управления реверсив.ным счетчиком соединен с входом реверсивного счетчика, один пз выходов которого подключен к одному из входов блока согласова ния отсчетов, к другому входу которого подк уголИзобретение относится к области пр оразования и кодирования информации и предназначено для представления аналоговой величины в виде кода,Известны двухотсчетные преобразователи угловых перемещений в код, которые используют в каналах глубокого и точного отсчетов преобразование фаза - временной интервал - код 111. Для таких преобразователей характерна плохая стабильность электронной отсчетной части из-за наличия избирательных цепей, нуль-органов.Известны также преобразователи считывания, снимающие информацию обычно в виде циклического кода 21. Однако в них необходимо применение специальных датчиков и дополнительных логических устройств для преобразования циклического кода в арифметический,Известны преобразователи, отличительной особенностью которых является использование в канале точного отсчета электромеханической фазовой следящей системы. Код начала грубого отсчета может формироваться любым способом 13. Они характеризуются высокими требованиями к электромеханическому узлу, большим весом и габаритами.1-1 аиболее близким по технической сущностиизобретению является преобразователь- код, содержащий дв 1 хотсчетцый сиОБРАЗОВАТЕЛЬ,", ,.;,1) Р В ЦИФРОВОЙ КОДклю 1 ен через Олок и 1 м 51 т 11 Быод ОЛОка с 11- тьвани 51 ГРУООГО Отс 1 ста. Выход фаз 0110 ГО детектора соединен с выходом блока управления реверсивным счетчиком, выход формиров 1 геля-ограничителя через синхронизатор соединен с блоком считывания кода грубого отсчета. Выход старших разрядов реверсивного счетчика через последовательно соединенные блок ввода кода, дополнительный делитель частоты и один нз дешифраторов подключен к одному нз входов блока формирования синусоидальнысигналов, на другой вход которого через другой дешифратор подключен один из выходов делителя частоты. Другой выход делителя подключен к блоку ввода кода, выходы кварцевого генератора - к входам сннронизатора и дополнительного делителя. Выход младших разрядов реверсивного счетчика соединен с одним из входов управляемого делителя напряжения. Один из выходов блока формирования синусоидальных сигналов через управляемый делитель напряжения и сумматор соединен с Бодом фазового детектора, другой выод блока формирования синусоидальных сигналов соединен с одним из входов сумматора, а трепш выход - с входами груоого н то шого Осетов синъсно-косин 1 сного Бран 11 к)цеГОс 51 трансформатора.На фнг. 1 показана блок-схема двухотсчетного преобразователя углового перемещешгя Б цифровой код; на 1)иг. 2 приведена диаграмма, поясняющая принцип формирования синусоидальных сигналов,Двухотсчетный преобразователь углового перемещения в цифровой код содержит двухотсчетный синуспо-косинусный вращающийся трансформатор (СКВТ) 1, фазовый детектор 2, генератор 3 импульсов, блок 4 управления реверсивным счетчиком, реверсивный счетчик 5, содержащий соответственно младшие и старшие разряды 6 и 7, блок 8 ввода кода, делители 9 и 10 частоты, кварцевый генератор 11, дешифраторы 12 и 13, блок 14 форшрования синусоидальных сигналов, управляемый делитель 15 напряжения, сммагор 16, формирователь-ограничитель 17, синхронизатор 18, блок 19 считывания кода грубого отсчета, блок 20 памяти и блок 21 согласования Отсчетов.Выход точного отсчета СКВТ 1 через последовательно соединенные фазовый детекгор, генератор импульсов и блок управления реверсивным счетчиком соединен с входом реверсивного счетчика, выход которого подключен к одному из входов блока согласования отсчетов, к другому входу котсрого нодк;1 Очен через блок памяти выход олока счи Гывания грубого отсчета, Выход фазового детектора соединен с входом блока управления реверсивным счетчиком, а Б 1 Од формирователя-ограничителя через синхрогпзатор соединен с блоком считывания кода груоого отсчета.Выход старших разрядов реверсивного счетчика через последовательно соединенные блок 10 1,) 20 ;50 ;1 З 10 1 З К )5 но 1)5 Б)ода кОДа, 1 ОИО,1111 Г 0,11 Я 11,10,11110, ь ч; с0- 1 ы,1 ОДИН 113 Дсш 1 фР 111 ОРОБ н 0,1 к,1 О 1011 и 0 1.110)1 11 з БОДОБ 0.10 ка фор)11 ров 111151 01 И) СО 11 дальныс 1 на)10 Б, на др) 1011 Бод которо 0 через др) 011 дешфраОр нодк,1 ючс 1 Один БЫХОДОБ ДЕЛИГЕГ 51, )ДР) 1 Ои БЫОД ДЕЛИ 1 ЕЛ 51 нодклк)чен к блоку ввода кода. Выход кварцевого генератора подключен к входам аш- ронизатора и дополн)гге.ьноо де)ел 5. Выод младших разрядов ревера 1 вного счетчика соединен с одним из входов управ,51 ехоо делителя напр 5 жени)1. Один из выходов блока формирователя синусоидальных сигналов через управляемый делитель напряжения и сумматор соединен с входом фазового детектора, другой выход блока формирования синусоидальных сигналов соединен с одним из входов сумматора, а трегий выход - с входами грубого и точного отсчетов синусокосинусного вращающегося трансформатора.Диагра 1;5 а на фиг. 2 Н 05 Сняе принцип формирования компенсирующего син) соидального сигнала, С последних триггеров дополнительного делителя 9 информация поступает на дешифратор 12. Две пос)Сдоватегь 1 осгн импульсов с деши)ратора 12 (и - для формировани сннфазного ап нала, б - для 1)ормрова 11 Н 51 квадратурного сигнала) иост п 11 От на блок формировани 51 синусоидальнысиГалов.С первого и Бгорого выходов ашмак) Гс два сдвинутых на 90" напр 5 жен 1151, ан,итда од- НОГО ИЗ НИХ ИЗ 1 ЕН 51 ЕТС 51 Б СООТБЕТСТБ 11 И С КО- дом младших разрядов с реверсивного счетчика 5. Таким образом, фазовый сдвиг результир 1 ощео сигнала, аимаемого с сумматора 16 и подаваемого на фазовый детектор 2, определяется геометрической ы)Ои синфазного и части квадратурного напряжений.Г 1 редлагаемое устройство работает следующим образом.В нсодном состоянии реверсивный счетчик 5 и делители 9 и 10 находятся Б исходном состоянии. Сигнал с точного Отсчета С 1 В 1 поступает на фазовый детектор 2, на второй вход которого поступает компенсирующее напряжение, в формировании которого участвуют блоки 5, 8, 9, 10, 12, 14, 15, 16, ооразующие эталонный фазовращатель. 11 анряжение рассогласования, пропорциональное фазе между сигнальны Напряжением, снимаемым с точного огсчета С 1 ВТ и компенсирующим - с эталонного фазовращатсля, посыпает на гене. ратор импульсов и блокпрапения реверсивным счетчиком, которые в зависимости от знака и ампл 1 тды напряжения рассогласования управляют режимом работы реверсивного счетчика (суммирование или вычитание, частота запо;шения). 1 од старших разрядов реверсивного счетчика 5 Срез блок ввода кода записывается Б дополните)1.1 ы делитель 9.Запись кода осуществгяетс 51 один раз за пс.риод заполнения делителя 10. В результа)е периодического ввода кода Б дополнительный ;1 елитель 9 кодоияс комбинащ и в параллельно раооающих дели гелей частоты оказывают 526932 6ся сметценньтми. Дешифраторы 12 и 13 и блок формирования синусоидальных сигналов преобразует это смещение в фазовый сдвиг формируемых сигналов. 3 аполнение реверсивного счетчика 5 от генератора импульсов 3 осуществляется ло тех пор, пока сЬаза компенсирующего ттапряксттия, снимаемого с сумматора 16, не оудет равна фазе сигнального напряжения, снимаемого с точного отсчета СКВТ.Информация с реверсивного счетчика поступает на блок согласования отстетов, по которой происходит корректировка хода грубого отсчета. Код грубого отсчета формируется де,тцтелем 10 ц поступает тта блок согласования 21 отсчетов через блок считывания 19 ц блок памяти 20. Команда на считывание кола Формируется от сигнала фазовращатсля грубого отсчета формирователем-ограничителем 17 и синхронизатором 18. Задача синхронизатора 18 состоит в том, чтобы исключить перенос кода в блок памяти 20 в моменты переходного процесса в делитель 10. Для этого импульсы, получаемые от формирователя-ограничителя 17, синхронизирются с импульсами кварцевого генератора 11.Число разрядов грубого отсчета определяется коэФфициентом редукции двл:отсчетного СКВТ. При исследовании макета преобразователя использовались СКВТ с редукцттей6 и 32. при этом число разрядов грмбого отсчета соответственно равнялось 4 и 5, Число разрядов точного отсчета определяется разрешающей способностью схемы, которая при кусочно-линейной апприксимации форхтиремых синусоидальных сигналов по 16 участкам равна 15 разрядам. Разрешающая способность всего преобразователя составляла 20 или 19 двоичттьтх разрядов при редукции 32 и 16.Использование предлагаемого преооразоватсля позволяет повысить точность измерений угловых перемещений. а следовательно и точность работы цифровых систет, в которых пспользлотся такие преобразователи.В аппаратурттом отношении предлагаемый преобразователь много проще, чем известные. Формула изобретения Двухотсчетцый преобразователь углового перемещения в цифровой код, содержащий двухотсчетный синусно-косинусный вращатощийся трансформатор, выход грубого отсчета которого соединен с формирователем-ограничителем, кварцевый генератор соедцнен через делитель частоты с блоком с титывания кода грубого отсчета, о т л ц ч а ю тц и й с я тем, что, с целью повышения точности и разрешающей способности преобразователя, в него введены 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 5) фазовый детектор. генератор импульсов, реверсцвный счетчик и блок управлсттия реверсивным счетчиком, олок соглзсовацця отсчетов, олок памяти, блок ввода кола, синхронизатор, дополнительный делитель частоты, лсшцфраторы, сумматор, делитель напряжения и блок формирования сццусоцдальных сигналов, п 1 ичем выход точного отсчета сцнусно-косцнусного вращающегося трансформатора через последовательно соединенные фазовый детектор, генератор импульсов и блок управления реверсивным счетчиком соединен с входом реверсивного счетчика. один цз выколов которого подключен к одному цз входов блока согласования отсчетов, к другому вхсл которого подключен через блок памяти выход блока считывания грубого отсчета, выход фазогого детектора соединен с входохт блока управления реверсивным счетчиком, выход формирователя-ограничителя через синхронизатор соединен с блоком считывания кода грубого отсчета, выход старших разрядов реверсивного счетчика через последовательно соединенные блок ввода кода, дополнцтельцый делитель частоты ц один цз дешиФраторов подключен к одному из входов блока формирования сштусоидальцых сигналов, на другой вход которого через другой дешифратор подключетт олин из выходов делителя частоты, другой выход делителя подклточен к блотй ода кода. выходы кварцевого генератора подключены к входам синхронизатора и дополнительного лслителя, выход младших разрядов реверсивного счетчика соединен с одним из входов управляемого делителя напряжения, однц цз выходов блока фортттроваттття сцнусоидзльных сигналов через управляемый делитель напряжения ц сумматор соединен с вхслом фазового детектора, другой выход блока формирования сттнсоцдальных сигналов соедттцец с одним цз входов сумматора, а третий чьтход с входами грубого и точного отсчетов спцусцо-косцнусного вратцающегося трансформатопа.Источнцктт информации, пвццятые во внимание прп экспертцзе:1. Преспухцц Л. Н. и др. Муаровые рзстттовьте дзтчпктт положстцтя и цх пртттенетттте. М Машиностроентте, 1969, с.55 - 59, рцс. 3, 9.2. Мясников В. Л. п дп. Дискретная часть лвухотсчстного преобразователя угол - код вьтсокой то тностц. - В сб. Элсхтетттьт ттттфровт.тх систем упрзвлеттця Л., Наука, 1971, с. 202- - 204.3. Максимов В. П. и лр. Исследование принципов построения отсчстцой части параметрического мцогополтосцого фазоврзптзтеля в сб. Элехтентьт ттцФровых систем управления ДНаука, 1971, с 153 - 160аказ 2022/13ЦНИИПИ исное Типографии, пр. Сапунова, 2 7 п-гиИзд.Государстпо де3035, Мо Рз 1 5 енного ам изо ква, К Тираж 830комитета Совета Министроретений и открыти 035, Раущская наб., и. 4,5