Преобразователь угла поворота валав код

Союз СоветсиикСоциалистическиеРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 842898(5 )М. Кл. 6 08 С 9/04 Государстееиимй комитет СССР по делам изобретеиий и открытий(72) Авторы изобретен цев и В.В. Оборский.Н. Б 1) Заявител 54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД погпрянсива за. Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано, например, для связи аналоговых источников информации с цифровой вычислительной машиной.Известен преобразователь угла по 5 ворота вала в код, содержащий фазовра- . щатель с многофазным питанием, одна из фаз которого и два выхода фазовращателя подключены соответственно к трем компараторам, выходы которых соединены с входами двух триггеров, управляющих прохождением импульсов с генератора непосредственно или через делитель частоты через элементы И или элемент ИЛИ на вход счетчика. Коде формируемый на выходе счетчика, пропорционален угловому положению ротора фазовращателя 11 .Однако в таком фазовращателе решность от неортогональности на жений питания полностью не компе руется, а уменьшается только в д Наиболее близок по технической сущности к предлагаемому преобразователь, содержащий фазовращатель, входы которого соединены с источником трехфазного напряжения питания, а выходы через компараторы подключены к нулевым входам триггеров, управляющих прохождением импульсов с выхода генератора через элементы И и элемент ИЛИ на вход счетчика. Выходы источника трехфазного напряжения питания через компараторы подключены также к единичным входам триггеров . Код, формируемый на выходе счетчика, пропорционален угловому положению ротора фазовращателя 123.Недостаток такого преобразователя- наличие погрешности, большей илиеа равной 180 на углах, близких к 360, Код, зафиксированный в счетчике преобразователя, пропорционален /3 суммы фазовых сдвигов выходных напряжений фазовращателя, т.е. пропорционален "/зЯ ф%,), гдеМ,Ч, -3фазовые сдвиги напряжений вшходных обмоток фазовращат еля соответственно,При углах поворота, близких к 360 ф из-за неточного сдвига фаз напряжений питания, из-за погрешностей фазовращателя и компараторов, возможны следующие сочетания величин фазовых сдвигов выходных напряжений фазовращателя;1. У =0 , Ч, =360 ,360 2, :36 СГ, 9= 0, Я е 360 3х 360,=360= 0 в 6Ча Рз . = 0) Р 360 ф 8428 10 15 20 40 Для двухфазного фазовращателя возможны также сочетания величин фазовых сдвигов выходных напряжений:1, 9 =0, У, =360,2. У, з 360, Ук 0,Следовательно, погрешность преоберазования на углах, близких к 360может быть равной или большей 120для трехфазного или 180 для двухфазного фазовращателя.Цель изобретения - повышение .точности преобразователя,Поставленная цель достигается тем,что в преобразователь, содержащий30фазовращатепь, входы которого соединены с источником двухфазного напряжения питания, а первый и второй выходы через первый и второй компараторы подключены к К-входам первого и35второго Р 5" триггеров соответственно,к 5-входам которых через третий ичетвертый компараторыподключены выходы источника двухфазного напряжения питания, а прямые выходы которых подключены к первым входам первого и второго элементов И соответственно, другие входы которых соединены с выходом генератора импульсов,выход первого элемента И непосредственно, а выход второго элемента Ичерез первый элемент задержки подключены ко входам первого элемента ИЛИ,выход которого подключен к счетчику,выходы разрядов которого подключены50к блоку элементов И, а нулевой входкоторого подключен к выходу второгоэлемента задержки, введены третий элемент задержки Й 5 Т-триггер, четыреР 5 -триггера, четыре элемента И, дваэлемента НЕ, два элемента ИЛИ, выходтретьего компаратора подкпючен к первым входам третьего и четвертбго эле-.,ментов И непосредственно, а через 98 4третий элемент задержки- к управляющему входу блока элементов И, ко входу второго элемента задержки, к 5входу третьего и Й -входу четвертогоЙ 5-триггеров, выход четвертого;компаратора подключен к Й-входу третьегои 5-входу пятого Й 5-триггеров, вьходпервого компаратора подключен к Й -входам пятого и шестого Й 5-триггеров,выход второго компаратора подключенк первым входЫм пятого и шестого элементов И; вторые входы которых подключены соответственно к прямым выходамтретьего и пятого Й 5-триггеров, а выходы - к 5 -входам четвертого и шестого Й 5 -триггеров соответственно, прямые выходы четвертого и шестого Й 5 триггеров через второй элемент ИЛИ подключены ко вторым входам третьего ичетвертого элементов И, выход и -1-горазряда счетчика подключен к третьемувходу третьего элемента И и через первый элемент НЕ - к третьему входу чет-,вертого элемента И, выход которогоподключен к первому входу третьегоэлемента ИЛИ, второй вход которогоподключен к нулевому входу счетчика,а выход - к Й-входу Р 5 Т-триггера,выход п-го разряда счетчика подключен к Т-входу Р 5 Т-триггера, к четвертому входу третьего элемента И и через второй элемент НЕ - к четвертомувходу четвертого элемента И, инверсный выход Р 5 Т-триггера подключен кпятому входу третьего элемента И, выход третьего элемента И подключен к5-входу Р 5 Т-триггера, прямой выходкоторого подключен к блоку элементовИ и к пятому входу четвертого элемента И.На фиг.представлена структурнаясхема преобразователя; на фиг. 2 -временная диаграмма его работы,Преобразователь содержит источник 1 двухфазного напряжения питания, фазовращатель 2, генератор 3 импульсов, компараторы 4, 5, 6 и 7, й 5-триггеры 8-13, элементы И 14-19, элементы ИЛИ 20"22, элементы НЕ 23 и 24, счетчик 25, Р 5 Т-триггер 26, блок 27 элементов И, элементы 28-30 задержки, выходы блока элементов И являются выходами устройства.При питании фазовращателя 2 от источника 1 на его выходах формируются синусоидальные сигналы, сдвинутые по фазе на угол, пропорциональный углу поворота фазовращателя. Компараторы898 б,в "0" при коде 100 в трех старших разрядах и в "1" - при коде 011 в трехстарших разрядах, прибавляя к коду,аафиксированному в счетчике, код,соответствующий 180 ф, С этой цельюстарший разряд вынесен из счетчикаи выполнен на РТ-триггере 26. С учетом (1),(2),(-3), (4), (5) . признаком необходимости корректировки кодапринято наличие последовательностейимпульсов УИ 1, УИ 4, УИ 2 или УИ 2УИ 4, УИ 3 при значениях кода в трехстарших разрядах 100 или 01. Наличиепоследовательности импульсов УИ 1,УИ 4, УИ 2 фиксируется Ю-триггерами1 О и 12 и элементом И 16, наличиепоследовательности импульсов УИ 2,УИ 4, УИ 3 фиксируется Р 5-триггерами1 и 13 и элементом И 17.Операция конъюнкции последовательностей импульсов УИ 1, УИ 4, УИ 2 илиУИ 2, УИ 4, УИ 3 со значениями кодов 100 или 011 в трех старших разрядах кода осуществляется элементамиНЕ 23 и 24, элементами ИЛИ 21 и элементами И 18 и 19.Сигналы корректировки кода вырабатываются элементами И 18 и 19 по выходному импульсу компаратора 4, подаваемому на их входы.По выходному импульсу элемента 28задержки происходит съем выходногокода со счетчика 25 и ЮТ-триггера 26через блок 27 элементов И. Выходнойимпульс элемента 29 задержки устанавливает счетчик 25 и ЮТ- триггер 26 ви иО, и начинается новый цикл измерения фПредлагаемый преобразователь углаповорота вала в код, сохраняя все достоинства известного отличается от него повышенной точностью (за счет корректировки погрешности, равной80имеющей место на углах, близких к360 ),В результате повышается точностьпреобразования угла в код и соответственно точность систем автоматического регулирования и управления сцифровыми вычислительными машинами. Преобразоватепь угла поворота вала Яв код, содержащий фазовращатель, входы которого соединены с источникомдвухфазного напряжения питания, а первый и второй выходы через первый и 5 842 4 и 5 и 6 и 7 формируют импульсы УИ 1, УИ 2 и УИ 3, УИ 4 соответственно в моменты перехода через "0", при положительном градиенте входных и выходных напряжений фазовращателя, РЗ- Э триггеры 8 и 9 устанавливаются в "1" . В моменты времени С, 1 от сигнапов УИ 1, УИ 2 компараторов 4 и 5 и возвращаются в "0" в моменты времени С, С сигналами УИ 3 и УИ 4 компараторов6 и 7, На выходах Ю-триггеров 8 и 9 формируются сигналы, длительности которых пропорциональны фазовым сдвигам выходных напряжений фазовращателя 2 относительно входных напряжений. В И течение длительности этих сигналов импульсы с выхода генератора 3 проходят через элементы И 4 и 15 и поступают на вход счетчика 25. Старший и-разряд кода формируется Р 5 Т-триг гером 26. Элемент 30 задержки сдвигает по фазе выходные импульсы элемента И5, чтобы осуществить их раздельный подсчет на счетчике 25.Импульсы УИ 1, УИ 2, УИ 3 и УИ 4 2 вырабатываются компараторами 4-7 в следующей последовательности (в зависимости от угла поворотасС:Осдй 90 УИ 1 ь УИ 3, УИ 2 еУИ 4(1)90 М 6270 УИ 1,УИ 2,УИЗ,УИ 4 (2)1 Эр270 ОС 360 УИ 1 э УИ 4 ФУИ 2 эУИ 3 (31При углах поворота сС, близких ко360, точном сдвиге фаз напряжений питания, отсутствии погрешностей, фазовращателя и компараторов компараторы 35 4-7 должны вырабатывать импульсы в последовательности УИ 1, УИ 4, УИ 2, УИ 3, длительности сигналов на выходах Р 5-триггеров 8 и 9 при этом должны соответствовать приведенным на фиг. 2. Код, выработанный преобразователем, должен соответствовать углуи 360 , т.е; в трех старших разрядах должен быть код 111 (старший и, -ый разряд указан слева).4Реально из-эа неточного сдвига фаз напряжений питания, из-за погрешностей фазовращателя и компараторов импульсы могут вырабатываться в последовательности:УИ 1, УИ 3, УИ 4, УИ 2 (4УИ 1, УИ 2, УИ 4, УИ 3 (5),При этом код, выработанный преобразователем, соответствует углу а(,.=181 т.е. в трех старших разрядах может быть код 100 или 011 и, таким образом, ошибка преобразователя составит 180 . Корректировка погрешности производится установом старшего разряда Формула изобретения7 8428 второй компараторы подключены к Й-входам первого и второго Й 5-триггеров соответственно, к 5-входам которых через третий и четвертый компараторы подключены выходы источника двухфазного напряжения питания, прямые выходы которых подключены к первым входам первого и второго элементов И соответственно, вторые входы первого и второго элементов И соединены с вы ходом генератора импульсов, выход первого элемента И непосредственно, а выход второго элемента И через первый элемент задержки подключены ко входу первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к счетчику, выходы разрядов которого подключены к блоку элементов И, а нулевой вход.которого подключен к выходу второго элемента задержки,о т л и ч а ю щ и й с я 20 тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в него введены третий элемент задержки Й 5 Т-триггер, четыре Й 5-триггера, четыре элемента И, два элемента НЕ, два элемента ИЛИ, 25 причем выход третьего компаратора подключен к первым входам третьего и четвертого элементов И непосредственно, а через третий элемент задержки - к управляющему входу блока элементов 30 И,ко входу второго элемента задержки, к 5-входу третьего и Й"входу четвертого Й 5-триггера, выход четвертого компаратора подключен к Р-входу третьего и 5-входу пятого Р 5-триггера, вы ход первого компаратора подключен к Й"входам пятого и шестого Р 5-триггеров,98 8выход второго компаратора подключен кпервым входам пятого и шестого элементов И, вторые входы которых подключены соответственно кпрямым выходам третьего и пятого Р 5"триггеров,а выходы - 5-входам четвертого и шестого Р 5-триггеров соответственно, прямые выходы четвертого и шестого Й 5 триггеров через второй элемент ИЛИподключены ко вторым входам третьегои четвертого элементов И, выход и -1 го разряда счетчика подключен к третьему входу третьего элемента И ичерез первый элемент НЕ. - к третьему входу четвертого элемента И, выходкоторого подключен к первому входутретьего элемента ИЛИ, второй входкоторого подключен к нулевому входусчетчика, а выход - к Й-входу Й 5 Ттриггера, выход и-го разряда счетчика подкпючен к Т-входу Р 5 Т-триггера, к четвертому входу третьегоэлемента И и через второй элемент НЕ - ,к четвертому входу четвертого элемента И, инверсный выход 8 Т-триггера подключен к пятому входу третьегоэлемента И, выход третьего элемента И подключен к 5-входу Й 51-триггера, прямой выход которого подключенк блоку элементов И и пятому входучетвертого элемента И.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРУ 354441., кл. 9 08 С 9/02, 1974.2. Авторское свидетельство СССРВ 594515, кл. 6 08 С 9/04, 1976.842898 ФщСоставительИ. НазаркинаТехред И. Асталош Корректо Редактор Макарен шаев з 5109 65ВНИИ Тираж б ПИ Государственного делам изобретений сква, Ж, Раушскаяилиал ППП Патент., г, Ужгород, ул. Проек 4 ЮУУд 7 Ю ВхФ ЗРЮ ВииИЮ Иу У/в Вы,чдлр гераб ВбОад 7/У гера Я