Функциональный преобразователь угла поворота вала в код

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советски кСоциапистнческмкРеспублик о 748480по делам изобретений но 15.07,80 Бюллетень Рй 26икованкя описания 15.07,80 53) УДК 681,325 (088.8) атнрытии та опу 2) Автор изобретения В. Б. Ибрагимо зербайджанский институт нефти и химии им, М. Азизбеков) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕ ВАЛА В КОД ЛА ПОВОРОТ Изобретение относится к области автоматикии вычислительной техники и может быть использовано в информационно-измерительныхсистемах для связи аналоговых источниковинформации с цифровым вычислительным уст.ройством,Известны преобразователи утла, содержащиесинусно-косинусный вращающийся трансформатор (СКВТ), обмотка возбуждения которогоподключена к источнику напряжения питания,а выходные синусная и косинусная обмотки -10к сигнальным входам аналого-цифровых пре.образователей отношения напряжения, сумматор, входы которого подключены к выходамисточника опорного напряжения и декодирую 15щего преобразователя, а выход - к опорнымвходам преобразователей отношения напряжений, выходы которых подключены к выходамустройства н первым входам цифровых интегра.торов, соединенных между собой перекрест.ными связями, так что выход первого интегратора подключен ко второму входу второгоинтегратора, а выход второго - ко второмувходу первого интегратора,Выход одного цифрового интегратора черездешифратор нуля подключен к стробирующимвходам шифратора приращения кода и гене.ратора импульсов, выход которого соединенс третьими входами цифровых интеграторов,а выход другого интегратора через последова.тельно соединенные шифратор приращения кодаи запоминающий блок - ко входу декодирую.щего преобразователя 111,Известное устройство формирует цифровыезначения тригонометрических функций углаповорота вала СКВТ. Его недостатком является сложность конструкции и невысокая точ.ность, обусловленная наличием промежуточныхпреобразований (аналого-цифровое и цифро.аналоговое преобразования) и выполнениемряда вычислительных операций (цифровое ин.тегрирование, аналоговое суммирование и др.).Наиболее близким техническим решениемк данному изобретению является функциональ.ный преобразователь угла поворота вала в код,который содержит синусно-косинусный датчик,обмотка возбуждения которого подключенак источнику питания, а выходные синусная748480 51015 25 30 Эти сигналы поочередно в завйсимости от.положения ключей коммутатора 6 подключаются к одному из входов компаратора 7, на другой вход которого подается линейно. изменяющееся с выхода генератора 9, выполненногона основе интегратора с управляемым цикломзаряда - разряда. На вход генератора 9 поступает опорное напряжение, пропорциональноес выхода блока 8. Этот блок может быть выполнен, например, с помощью двойной фазо.двигающей цепочки с последующим детектиро.ванием и суммированием.В исходном состоянии триггеры 21 и 22находятся в положении О. При этом на управ.ляющий вход ключа, установленного в цепиобратной связи интегратора генератора 9, пода.ется высокий потенциал с нулевого выходатриггера 22, поэтому этот ключ замкнут, аинтегрирующий конденсатор полностью разряжен, На управляющий вход ключа, установлен.ного на входе интегратора генератора 9 - подан низкий потенциал с единичного выходатриггера 22, поэтому этот ключ разомкнут,а выход блока 8 отключен от входа генерато.ра 9. На управляющие входы элементов И 11,13 и 12, 14 поданы высокий и низкий потен.циалы соответственно с нулевого и единичноговыходов триггера 21, причем высокий потенциал подготавливает элементы И 11, 13 дляпрохождения сигнала с выхода селектора октанта 101 определяющсго последовательностьсрабатывания ключей коммутатора 6,Селектор октанта 10 по результатам анализасоотношения амплитуд выходных напряженийСКВТ 1 и фазовых соотношений между этиминапряжениями и напряжением источника 27формирует код Мо октанта, в которомнаходится искомый угол поворота 0 и выходной сигнал, соответствующий выполнению одного из неравенств( Ч или Ч ( Ч 1Если Ч ( /2 то угол 9 находитсяв одном из октантов (1, 4, 5 или 8). Сигналс одного выхода селектора октанта 10 проходит через элементы И 11 и ИЛИ 19 на управляющий вход коммутатора 6, замыкая тот изего ключей, который подключает меньшее извыходных напряжений демодуляторов 4, 5,т,е.к одному из входов компаратора 7.В начале 1 о цикла измерения подаетсякоманда "ПУСК" с источника 23 на единичныйвход триггера 22, который одновременно запус.кает генератор 9, Выходное линейно-изменяю.щееся напряжение Ч,1 генератора 9 пода.ется на другой вход компаратора 7. На входысчетчиков 25 и 26 через элементы И 17, 18поступают импульсы генератора 24.В момент времени Й , когда линейноизменяющееся напряжение Ч Ь. с выхода генератора 9 становится равным Ч компара 6тор 7 срабатывает и перебрасывает трипер 21в положение 1, Высокий потенциал с единичного выхода триггера 21 появляется на управ.ляющюс входах элементов И 12, 14. ЭлементИ 14 пропускает сигнал с одного выходаселектора октанта 10 через элемент ИЛИ 20на другой управляющий вход коммутатора 6,Напряжение Ч, отключается, и ко входукомпаратора 7 подключается напряжение Чс выхода демодулятора 5, Через элемент ИЛИ 16открывается элемент И 18. Счетные импульсы генератора 24 поступают на счетчик 26,Одновременно прекращается поступление счет.ных импульсов генератора 24 на счетчик 25,содержимое Й 1 которого оказывается пропор.циональным только синусу угла поворота О.Действительно, в момент времени 11 выполняется равенство:Ч (1,-1 )-кУ ЬаО,откудам,=х, кзп 9где т 1 - частота счетных импульсов генератора 24,В момент времени 1, когда линейноизменяющееся напряжение Ч Ф, с выходагенератора 9 становится равным 92, вновьсрабатывает компаратор 7, импульс с выходакоторого возвращает триггер 21 в положение О,Одновременно задним фронтом импульса сединичного выхода триггера 21 триггер 22возвращается в исходное состояние, Прекращает. ся поступление счетных импульсов генератора 24 на счетчик 26, содержимое М которого оказывается пропорциональным только коси. нусу угла поворота О , Действительно, в момент времени Й выполняется равенство:Чщ(1 ьо)=КЧпзСОЗО (3)М =Х ксозепри ЧЧ 1 угол О находится в од. ном из октантов (2, 3, 6 или 7). Сигнал с другого выхода селектора октанта 10 проходит через элементы И 13 и ИЛИ 20 на управляю. щий вход коммутатора 6, замыкая тот из его ключей, который подключает напряжение / с выхода демодулятора 5 к одному из входов компаратора 7 Одновременно этот же сигнал с выхода селектора октантов 10 проходит через элементы ИЛИ 15 и 16 на одни входы элементов И 17 и 18, пропускающих счетные импульсы генератора 24 на входы счетчиков 25 и 26 при наличии разрешающего потенциала с единичного выхода триггера 22, который формируется в начале цикла измерения аналогично рассмотренному выше. Таким образом в обоих случаях сначала кодируется меньшее напряжение, а потом большее. В счетчи ке 25 формируется код синуса угла, а в счетчике 26 - код косинуса угла.748480 7Таким образом, в предложенном преобразователе в формировании кода синуса и косинуса угла участвует только один компаратор, что уменьшает погрешность от неидентичности характеристик двух компараторов,Экономический эффект от использования такого преобразователя определяется его техническим преимуществом. Формула изобретения Функциональный преобразователь угла поворота вала в код, содержащий синусно-коси. нусный вращающийся трансформатор, входная обмотка которого подключена к источнику напряжения питания, а выходные синусная и косинусная обмотки через фильтры - к сиг. нальным входам демодуляторов, опорные входы которых подключены к источнику напряжения питания, блок формирования опор- ното напряжения, входы которого соединены с выходами фильтров, а выход - со входом генератора линейно изменяющегося напряжения,выход которого подключен к одному из входов компаратора, генератор импульсов, под ключенный через первый ивторой элементы И к двум счетчикам, селектор октантов, входы которого соединены с входом и выходами синусно.косинусного вращающегося трансфор. матора, отличающийся . тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в него введены коммутатор, два триггера, четыре элемента ИЛИ и четыре дополнительных элемента И, одни входы первого и четвертого дополнительных элементов И подключены к одному выходу селектора октантов, а второгои третьего - к другому выходу селектораоктантов, другие входы второго и четвертогодополнительных элементов И подключены кэдному выходу первого триггера, а первогою третьего - к другому выходу первого триггера, счетный вход которого соединен с выходом компаратора, выходы демодуляторовподключены к коммутатору, один управляю.1 О щий вход которого через первый элемент ИЛИсоединен с выходами первого и второго дополнительных элементов И, другой управляющийвход через второй элемент ИЛИ соединен свыходами третьего и четвертого дополнительных15 элементов И, а выход коммутатора подключенк другому входу компаратора, выходы первого, второго и третьего дополнительных элементов И через третий элемент ИЛИ подключены ко второму входу первого элемента И,20 выходы первого, третьего и четвертого допол.нительных элементов И через четвертый элементИЛИ подключены.ко второму входу второгоэлемента И, один вход второго триггера соединен с источником команды "ПУСК", друтой25 вход - с одним выходом первого триггера,один выход подключен к третьим входам первого и второго элемента И и к одному управ.ляющему входу генератора линейно изменяющегося напряжения, а другой выход подключенк другому управляющему входу генераторалинейно изменяющегося напряжения.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР Хф 506890,35 кл, 6 08 С 900 ф 19742, Патент США Мо 3918044, кл. 340 - 347,опублик, 1973.748480 ар кина ектор С. Шекмар каз 4244/3 ное 5 иал актор Н, Кузнецов оставитель И. Н ехред М. Петк Тираж ЦНИИПИ Гос ло делам 113035, Моск2 Подлдарственного комитета СССизобретений и открытий