Преобразователь угла поворотавала b код

ПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯ О Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 05.07,79 (21) 2790961/18-24с присоединением заявки Но(23) ПриоритетОпубликовано 070781, Бюллетень Йо 25Дата опубликования описания 07. 07. 81 Р 1)м, кл.з С 08 С 9/04 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Автор изобретения В.Б. Ибрагимов Азербайджанский институт нефти и химии 1 им. М. Азизбекова г и:.(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД Изобретение относится к области автоматики и Вычислительной техники и может быть использовано в информационно-измерительных и навигационных системах для выполнения двух операций: преобразования угла поворота вала в код и преобразования полярных координат движущегося объекта в прямоугольные.0Известно устройство, содержащее синусно-косинусный вращающийся трансформатор (СКВТ), синусная и косинусная обмотки которого через коммутатор и постоянные резисторы подключены к последовательно соединенным цифро вым управляемым резисторам, общая точка соединения которых через усилитель сигнала рассогласования подклю чена к блоку преобразования напряжения в код выходы разрядов которого соединены с управляющими входами цифровых управляемых резисторов 1) .Ближайшим по технической суцности к изобретению является устройство, содержащее СКВТ, синусная и косинусная обмотки которого через коммута" тор подключены к последовательно соединенным цифровым управляемым резисторам, общая точка соединения которых подключена ко входу блока З 0 преобразования напряжения в Код, выходы разрядов которого подключены к управляющим входам цифровых управляемых резисторов, соединенных параллельно с постоянными резисторами (21.Эти устройства предназначены только для выполнения операции преобразования угла поворота вала в код, что ограничивает класс решаемых им задач.Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет выполнения (дополнительной к основной) операции преобразования полярных координат в прямоугольные. Поставленная цель достигается эа счет того, что в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий СКВТ, синусная и косинусная обмотки которого соединены через коммутатор с первой и второй шиной питания резистивного блока преЬбраэования напряжения и блок преобразования напряжения в код, введены блок передачи кода, регистр и переключатель, размыкающий контакт которого соеди" нен с первым выходом реэистивнсго бЛока преобразования напряжения, замыкающий контакт - с аналоговымвходомпреобразователя, а подвижной контакт - со входом блока преобразования напряжения в код, выход которого соединен с первым входом блока передачи кода. Вход регистра соединен с цифровым входом преобразователя, а выход - со вторым входом блока передачи кода, выход которого соединен с управляющим входом резистивного блока преобразования напряжения, второй и третий выходы которого соединены с соответствующими выходами преобразователяКроме того, в резистивный блок преобразования напряжения, содержащий первый постоянный резистор и первый цифровой управляемый реэистор,первые выводы которых соединены с первой шиной питания резистивного блока преобразования напряжения, вторая шина питания которого соединена через второй постоянный резистор с первым выходом реэистивного блока преобразования напряжения, управляющие входы первого и второго цифровых .управляемых резисторов соединены с управляющим входом резистивного блока преобразования напряжения,введены переключатели и дополнительные цифровые управляемые резисторы. Первый вывод первого дополнительного цифрового управляемого резистора соединен со второй шиной питания, второй вывод - с подвижным контактом первого переключателя, размыкающий контакт которого соединен с первым выходом резистивного блока преобразования напряжения, а замыкающий контакт соединен со вторым выходом реэистивного блока преобразования напряжения, и через второй цифровой управляемый резистор с общей шинойПервый вывод второго дополнительного цифрового управляемого резистора соединен с подвижным контактом второго переключателя, размыкающий контакт которого соединен с первой шиной питания, а замыкающий контакт - с общей шиной. Второй вывод второго дополнительного цифрового управляемого резистора соединен с подвижным контактом третьего переключателя, размыкающий контакт которого соединен с первым выходом реэистивного блока преобразования напряжения, а замыкающий контакт - со вторым выводом первого цифрового управляемого резистора и с третьим выходом резистивного блока преобразования напряжения. Второй вывод первого постоянного резистора соединен через размыкающий ключ с первым выходом резистивного блока преобразования напряжения.На чертеже показана структурная схема предложенного устройства,Преобразователь содержит СКВТ 1, синусная и косинусная обмотки которого через коммутатор 2 подключенывывод цифрового управляемого резистора (ЦУР) 10 соединен с шиной 6 питания, а второй - с выходом 11 и замыкающим контактом переключателя 12, размыкающий контакт которого соединен с выходом 9, а подвижной контакт через цифровой управ ляемый резистор 13 - с подвижнымконтактом переключателя 14, размыкающий контакт которого соединен с шиной 6 питания, а размыкающий - с общей шиной. Размыкающий контакт Щ переключателя 15, соединен с выходом 9, замыкающий контакт - с выходом 16 и через цифровой управляемый резистор 17 с общей шиной, а подвижный контакт - через цифровой р Управляемый резистор 18 с шиной 7питанияПреобразователь угла поворотавала в код содержит переключатель 19, замыкающий контакт которого соединен с аналоговым входом 20, размыкающий контакт - с выходом 9, а подвижный контакт - со входом блока 21 преобразования напряжения в код, выход которого соединен с первымвходом блока 22 передачи кода, выходкоторого соединен с управляющим вхо 40 45(1) (2) 0 60 65 к шинам питания резистивного блока3 преобразования напряжения, содержащего постоянные резисторы 4 и 5,первые выводы которых соединены сшинами питания 6 и 7, Второй выводрезистора 4 соединен через размыкающий ключ 8 с выходом 9 блока З,второй вывод резистора 5 соединен свыходом 9 непосрЕдственно. Первый дом блока 3. Вход регистра 24 соединен с цифровым входом 25, а выход со вторым входом блока 22 передачи кода.Преобразователь работает в двух режимах. В первом режиме работы - режиме преобразования угла поворота вала в код, с выходных обмоток СКВТ 1 снимаются сигналы следующего вида: О,МО 5 ПФ 5 П 1О = МОпа солод,где О ,ю - амплитудное значение икруговая частота напряжения питания СКВТ;О - угол поворота ротора СКВТ,коэффициент трансформации, постоянный дляданного типа датчика(к щ сОп 5 С) .Анализ знака фазы (относительнонапряжения О питания) и соотно-.Ьшения амплитуд этих сигналов в коммутаторе 2 (который обычно состоитиз селектора октанта и управляемыхим ключей) дает возможность определить 45-ти градусный участок угловой оси (октант), в пределах845167 которого находится искомый уголповорота; поставить ему в соответствие три старших разряда выходногокода; выделить меньший О и большийО из указанных сигналов (в 1,4,5и 8-м октантах О =О; О =О, в остальных октантах О=02, О=О и,наконец, подключить их с учетом полярности к мостовой схеме (О подключается к резистору 4, а ОБ - к резистору 5). 10 откуда 15 20 ро 1 В = ха 0- а 18 а = В 5 П а 1 8+х(5) Я к управляющим входам всех ЦУР; если ВВ данном режиме работы преобразователя все переключатели 12, 14, 15 и 19 установлены в положение 1, а ключ 8 замкнут. При этом в одном из плеч мостовой схемы включается первая цепочка из параллельно соединенных ЦУР 13 и резистора 4 соответственно сопротивления ЦУР 13,резистора 4 и первойцепочки из этих элементов, соединенныхпараллельнополная величина сопротивления ЦУР 13;относительное значе-.ние управляющего кода й (х = М/Нд),а в другое (противоположное первому) плечо- вторая цепочка иэ параллельно соединенных ЦУР 18 и резистора 5 Ца = (1-х) а,а = 1 в 8 хаО .(4)1,8 (1-х)аа 4= 28 где В , Я 4, а - соответственно сопротивления ЦУР 18,резистора 5 и второйцепочки из этихэлементов, соединенных параллельно;а - полная величина сопротивления ЦУР 18(в данном случаеможно принятьВ = В 0 = В 0.0Общая точка соединения указаннык цепочек подключена к блоку 21 преобразования напряжения в код, который через блок 22 передачи кода, установленный в соответствующее положение, управляет ЦУР 13 и 18, изменяя их сопротивление таким образом, чтобы привести мостовую схему в состояние равновесия, определяемое условием 25 30 35 40 45 50 55 Так как отношение а/Й с учетом выражений (3) и (4) равно.3.т.е. выходной код блока 21 в момент равновесия мостовой схемы пропорционален углу поворота 0 тора СКВТ.Во 2,3,6 и 7-м октантах, где ОМ = О 2 и ОВО 1 иэ выражения (5) с учетом выражений (1), (2) и (6) аналогично получаем.т.е. в этих октантах углу поворотаротора СКВТ соответствует уже инверсное значение выходного кодаблока 21,Вне зависимости от номера октанта характеристика преобразованияустройства линейна, что непосредственно следует из анализа выражений(7) и (8),Во.втором режиме работы - режимепреобразования полярных координатв прямоугольные все двухпозиционныепереключатели 12, 14, 15 и 19 установлены в положение 2 , коммутатор2 отключен (или же установлен в одно какое-то положение во всем диапазоне изменения О а ключ 8 разомкнут, так как необходимости в формировании сигнала рассогласования,обрабатываемого. блоком 21, в этом режиме нет и плечи мостовой схемы,образованные определенной комбинацией основных и дополнительных ЦУР,выполняют уже другие функции независимо друг от друга. Одно плечопри указанном положении переключателей составляют дополнительныйЦУР 10 и ЦУР 13, образующие первыйдискретный делитель напряжения (ДЦН),а другое плечо - ЦУР 18 и дополнительный ЦУР 17 (с нормально разомкнутыми ключами), образующие второйДДН.Блок 22 передачи кода в зависимости от того, в какой форме заданрадиус - вектор в полярной системекоординат, устанавливается в то или иное положение. Если радиус-вектор задан в цифровой форме -. в виде кодана входе 25 устройства, то он заносится в регистр 24, а блок 22 подключает выходы разрядов последнегорациус-вектор задан в аналоговой форме - в виде напряжения на входе 20 устройства, то он предВарительно преобразуется в цифровую форму блоком 21, а блок 22 подключает выходыразрядов последнего к управляющим входам тех же ЦУР.Подключение к ДДН соответствующих обмоток СКВТ (непосредственно или через коммутатор 2) дает с учетом выражений (1) и (2) 10(10) А ь пд 0 АХ совд где А =ип - сопьС Известные уравнения, описывающие преобразование полярных координат в прямоугольные, имеют вид15 Яу йнапМ Й 1 щ ЙсСО 5 Ч 11) (12) 20 55 где К, Ч - радиус-вектор и аргументв полярной системе координат;Р, й - составляющие радиус-векра в прямоугольной 25(10) и (12) следует, что в данномрежиме устройсТво обеспечивает преобразование полярных координат В, г(радиус-вектор В задан в виде кодас относительным значением х или напряжения; аргумент Ч задан в видеугла поворота 9 ротора СКВТ) в прямоугольные С,й, (выдаются в виде напряжений О и О переменного тока сосредних точек и соответствующихДДН),Таким образом, предложенное устройство обеспечивает выполнениедвух операций: преобразования угла 40поворота вала в код и преобразования полярных координат объекта впрямоугольные, что расширяет классрешаемых устройством задач:формула изобретения 451. Преобразователь угла поворотавала в код, содержащий синусно-косинусный вращающийся трансформатор,синусная и косинусная обмотки которого соединены чеРез коммутатор с 50первой и второй шиной питания резистивного блока преобразования напряжения, и блок преобразования напряжения в код, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в неговведены блок передачи кода, регистри переключатель, размыкающий контакткоторого соединен с первым выходомрезистивного блока преобразованиянапряжения, замыкающий контакт - с . 60.аналоговым входом преобразователя,а подвижный контакт - со входом блокапреобразования напряжения в код, выход которого соединен с первым входом блока передачи кода, вход реги стра соединен с цифровым входомпреобразователя, а выход - со вторым входом блока передачи кода, выходкоторого соединен с управляющимвходом резистивного блока преобразования напряжения, второй и третий выходы которого соединены с соответствующими выходами преобразователя.2. Преобразователь по п.1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что в резистивный блок преобразования напряжения,содержащий первый постоянный резистори первый цифровой управляемый резистор, первые выводы которых соединеныс первой шиной питания резистивногоблока преобразования напряжения,вторая шина питания которого соединена через второй постоянный резистор с первым выходом резистивногоблока преобразования напряжения, ауправляющие входы первого и второгоцифрового управляемых резисторовсоединены с управляющим входом резистивного блока преобразования напряжения, введены переключатели идополнительные цифровые управляемыерезисторы, первый вывод первого дополнительного цифрового управляемогорезистора соединен со второй шинойпитания, а второй вывод - с подвижным контактом первого переключателя,размыкающий контакт которого соединен с первым выходом резистивногоблока преобразования напряжения, азамыкающий контакт соединен со вторымвыходом резистивного блока преобразования напряжения и через второй цифревой управляемый резистор с общей шиной, первый вывод второго дополнительного цифрового управляемогорезистора соединен с подвижным контактом второго переключателя, размыкающий контакт которого соединенс первой шиной питания, а замыкающий контакт - с общей шиной, второйвывод второго дополнительного цифрового управляемого резистора соединен с подвижным контактом третьегопереключателя, размыкающий контакткоторого соединен с первым выходомреэистивного блока преобразованиянапряжения,а замыкающий контакт - совторым выводом первого цифровогоуправляемого резистора и с третьимвыходом резистивного блока преобразования напряжения, второй выводпервого постоянного резистора соединен через размыкающий ключ с первымвыходом резистивного блока преобразования напряжения.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. 5 сЛвб Н. Ап .еессгопс сеа 9 пргассса дцде Гог аупсЛго-со-ссса сопчегСегь "Еессгопс-Оеа 9 п",9 7, 1970, р. 57, р. 20,2. Авторское свидетельство СССРР 502389, кл. С 08 С 9/04, 14.10.74845167Составитель А. Сидоренко актор Л, Утехина Техред З.Фанта Корректор Г. Наэарова каэ 4169/4 Тираж 691 Подписи ЭНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам иэобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская каб., д.тная,4 атентфУжгород, уилиал