Преобразователь угла поворота вала в код

ОП И Е ИЗОБРЕТЕН ИЯ Сотоэ СоветскикСоциалистическихРеспублик и 699535 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ2)Заявлено 7.77 (21) 2508075/18-24 9/00 присоединением заявки М аудерственньа нвмнте СССР аа делам нзааретеннй н аткрытнйОпубликовано 25,11,79, Бюллетень ования описания 25.11,7 Дата оп(72) Авторы изобретен овнч н Е,В,71) Заявител ПОВОРОТА ВАЛ ВАТЕЛ 54) ПРЕ КО ход котор соединен со ного счетчик нен с управл нальных пели ратор нмпульНепостатк вателя являе о ом известного невозможность его использова кольких ца действием.Цель нэ пнональных теля.Для этого в него введены блок п 1 необразования синусоидальных напряженийй в прямоугольные напряжения, синхронизатор, блок управления счетчиком и пополннтельные коммутаторы, выход первого нз которых соединен с выходом реверсивного счетчика, выход второго с опорным входом фазового детектора, выход генератора импульсов.через синхронизатор соединен с управения соеравнения, вы Предлагаемый преобразователь касается автоматики н вычислительнойтехники и может быть применен длясопряжения вала с ЦВМ.Известны преобразователи угла поворота вала в код, содержащие сянуснокосннусный датчик угла, коммутаторы,выходы которых через функциональныеделители напряжения соепинены со входами блока сравнения, выход генератораимпульсов через синхронизатор соединен со счетным входом реверсивногосчетчика, выход которого соединен суправляющими входами функпиональныхделителей напряжения 11,Недостатком известных преобраэоВвателей является их невысокое быстродействие.Наиболее близким решением является преобразователь, содержащий снлусио-косннусный датчик угла, коммутаторы, выходы которых через функпнональные делители напряжпинены со входами блока с через фазовый детектор счетным входом реверсива, выход которого соепняющимн вхоцамн функпнотелей напряжения, генесов 2,ия пля преобразования не чиков с высоким. быстробретения - расширение функвоэможностей преобразовалиюшими входами коммутаторов и входами сийхронизации реверсивного счетчика и блока преобразования синусоидальных напряжений в прямоугольныенапряжения, другие входы которогосоответственно соединены с выходамисинусно-косинусного датчика угла ивыходом реверсивного счетчика, выходыблока преобразования синусоидальныхнапряжений в прямоугольные напряжения соединены со входами второго дополнительного и основных коммутаторов, выходы функциональнь 1 х делителейнапряжения соответственно подключены к входам блока управления счетчиком, выход которого соединен совходами соответствующих разрядов реверсивного счетчика.На фиг, 1 изображена функциональная схема предлагаемого преобразователя; на фиг. 2 - структурная схема комбинированного реверсивногосчетчика; на фиг, 3 поясняется работапреобразователя,Преобразователь содержит (см, фиг,1) синусно-косинусный датчик 1 угла,выходы которого соединены со входами блока 2 преобразования синусоидальных напряжений в прямоугольныенапряжения, выходы которого соедине.ны со входами основных 3 и дополнительного 4 коммутаторов, Выходы коммутаторов 3 через функциональные делители 5 напряжения соединены со входами блока 6 сравнения и .блока 7управления счетчиком. Выход блока 6сравнения через фазовый детектор 8соединен со счетным входом реверсивного счетчика 9 (см. фиг. 2), выполненного на основе сдвигаюшего регистра 10 и сумматора 11, К выходуреверсивного счетчика 9 подключенвход другого дополнительного коммутатора 12, вход блока 2 преобразования синусоидальных напряжений в прямоугольные напряжения и управляющиевходы функциональных делителей 5 напряжения. Выход коммутатора 4 соединен с опорным входом фазового детектора 8. Генератор 13 импульсов черезсинхронизатор 14 соединен с управляющими входами коммутаторов 3, 4, 12и 15 и входами синхронизации реверсивного счетчика 9 и блока 2 преобразования синусоидальных напряжений в прямоугольные напряжения (см. фиг, 1 и 2),включающего переключатели 15, фазосдвигатели 16 и схемы 17 управления,5 10 5 20 25 за 35 40 45 50 55 Блок 17 управления счетчиком (см,фиг, 2) включает вычитаюший усилитель 18, инвертор 19, диоды 20, схемы 21 сравнения и делитель 22 напряжения, Блок 7 управления совместно сосчетчиком 9 образуют комбинированныйреверсивный счетчик (см. фиг, 2),Преобразователь работает следующимобразом,В блоке 2 преобразования синусоидальных напряжений в прямоугольные напряжения входные напряжения сдвигаоются на 90 и из каждой пары напряжений коммутацией выбираются участки45 -135 и 225 -315, при сложенииэтих участков из двух синусоидальных .напряжений образуется практически прямоугольное напряжение (см, фиг, 3эпюры а, б, в), Дальнейшее преобразование напряжения в код ведется изпрямоугольного напряжения, котороеобеспечивает непрерывное. управлениекомбинированным реверсивным счетчикомна протяжении всего периода, В блоке2 напряжения синусно-косинусного датчи;ка 1 угла, поступившие на его входосдвигаются на 90 фазосдвигателями 16,Напряжения питания ч,1 и выходные напряжения ч 1 И А,и Ч, с 09 д.)где д.,1- угол поворота датчика 1 углапоступают на схему 17 управления, гдеиз них вырабатываются прямоугольныеимпульсы (эпюра 2), которые управляют переключателями 15. Таким образом, из синусоидального напряжения формируется напряжение почти прямоугольной формы (эпюра в), В схеме 17управления формируются также импульсы двойной длительности, которые управляют работой фазового детектора 8(эпюра д), С выхода фазового детектораЯ на комбинированный реверсивныйсчетчик 9 поступает сигнал направлениясчета, Выходные напряжения функциональных делителей 5 напряжения синусаи косинуса поступают на вычитающийусилитель 18, который работает в линейном режиме и вместе с инвертором19 и диодами 20 формируют абсолютноезначение разности напряженийАОНа входы схем 21 сравнения поступают постоянные потенциалы с делителя 22 напряжения иАО. Взависимости от величиныь Ооткрывается часть схем 21 сравнения иих выходное напряжение поступает сразуна несколько входов младших разрядовнакопительного сумматора 11, в резуль5тате чего большое рассогласование от-: рабатывается сразу эа несколько тактов, При больших углах рассогласованияо(порядка 180 ) величина ьч мала, так как она изменяется по закону синуса, и отработка будет вестись медленно. Поэтому при перекдючении бпока 2 преобразования оинусоидадьных напряжений в прямоугольные напряжения с синхронизатора 14 на сдвигающий регистр 10 поступает импульс записи, после которого поочередно на входы старших разрядов накопительного сумматора 11 начинают поступать импульсы. Первый импульс поступает наовход второго, разряда алвес 90 /, вто-, рой - на вход 3 разряда,вес 45 l и тл. в результате чего за 3-4 такта обработка переносится на прямолинейный участок синусоиды, на котором включаются схемы 21 сравнения, ведущие управление по младшим разрядам, Таким образом, в предлагаемом устройстве применение комбинированного ре версивного счетчика, который отрабатывает большие рассогдасования за число тактов, равное числу разрядов, электронных ключей и блоков преобразования синусоиды, искпючающих потерю управдения комбинированным реверсивным счетчиком, обеспечивает повышение точности и высокое быстродействие, которое на порядок выше, чсм время обновления кода угла, Это позволяет при добавлении эдектронных кдючей и бдоков преобразования синусоидадьных напряжений в прямоугодьное 1 исподьзовать один преобразователь ддя формирования кода угда из напряжений нескольких синусно-косинусных датчиков 699535 6датяк угда, коммутаторы, ыхды которых через функциональные дедитэлинапряжения соединены со входами блока сравнения, выход которого через фазовый детектор соединен со счетнымвходом реверсивного счетчика, выходкоторого соединен суправляющими входами функпионапьных делителей напряжения, генератор импульсов, о т п и ч а 1 О ю щ и й с я тем, что, с педью раоширения функпионадьных возможностейпреобразователя, в него введены блокпреобразования синусоидадьных напряжений в прямоугольные напряжения,5 синхронизатор, бпок управления счетчиком и дополнительные коммутаторы,выход первого из которых соединен свыходом реверсивного счетчика, выходвторого - с опорным входом фазового20 детектора, выход генератора импульсовчерез синхронизатор соединен с управляющими входами коммутаторов и входамисинхронизапии реверсивного счетчика иблока преобразования синусоидапьныхнапряжений в прямоугольные напряжения,другие входы которого, соответственно,соединены с выходами синусно-косинуоного датчика угла и выходом реверсивного счетчика, выходы блока преобразования синусоидадьных напряжений в прямоугольные напряжения соединены совходами второго дополнительного и основных коммутаторов, выходы функциональных делителей напряжения соответственноподкдючены к входам блока управдениясчетчиком, выход которого соединенсо входами соответствующих разрядовреверсивного счетчика,Формула изобретения Преобразоватедь угда поворота вадав код, содержащий синусно-косинусный Источники информапии,принятые во внимание при експертизе 1. Авторское свидетельство СССР% 408357, кд, 008 С 9/04, 1971. 45 2, Зверев Л, Е. и др, Преобразователи угдовых перемещений в пифровой код, 1974, с, 143 (прототип),699535 акто Заказ 7231/53ПН ИИПИ Тираж 710 ПодписноеГосударственного комитета СССРелам изобретений и открытийсква, Ж, Раушская наб д, 4/5 13 ал ППП фПатент", г. Ужго ктнааСоставитель В. Кравченкопирштейн Техред О. Андрейко Корректор Ю. Макарен