Преобразователь угла поворота вала в длительность импульсов

СОЮЗ СОВЕТСКИХнннннн;ннн ннн ниРЕСПУБЛИН А 0% О 1) 8 С 9/04 608 С 9/О 6 01 В 7/О ЕНИЯ ЕЛЬС 12 О 1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ ИОТНРЬПИЙ(71) Специальное конструкторское бюро геоФизического приборостроения АН Азербайджанской ССР(56) 1, Авторское свидетельство СССР . У. 907568, кл. 6 08 С 9/ОО, 6 01 В 7/00, 1980 .(прототйп). (54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В ДЛИТЕЛЬНОСТЬ ИМПУЛЬСОВ по авт. св. У 907568, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью расширения Функциональных возможностей пре"образователя, в него введены коммутататор и. последовательно соединенныедвухполупериодный.выпрямитель и второй делитель напряжения, выход источника пилообразного напряжения под"ключен к одному входу коммутатора,выход второго делителя напряженияподключен к другому входу коммутатора, выход которого подключен к другим входам компараторов, а другой входдвухполупериодного выпрямителя соединен с источником напряжения питания.Изобретение относится к автомати-.ке и вычислительной технике и можетбыть использовано, например,. в информационно-измерительных системах дляпостроения аналого-цифровых преобразователей угловых перемещений вала,связанного с контролируемым объектом.По основному авт. св. Ьф 907568известен преобразователь угла поворота вала в длительность импульсов, 10содержащий источник напряжения пита"ния, синусно-косинусный датчик угла,выходы которого через выпрямителисоединены с соответствующими входамипервого и второго компараторов, логический блок, один выход которогоподключен к выходу преобразователя,а другой соединен с первым входомтриггера, выход которого через управляющий вход источника пилообразного напряжения подключен к другимвходам компараторов и к входу нульоргана, выход которого соединен свторым входом триггера, блок управления, делитель напряжения, третий 25компаратор и третий выпрямитель, выход которого через делитель напряжения подключен к соответствующемувходу третьего компаратора, выходкоторого соединен с первым входом З 0блока управления, выходы которогосоединены с входами логического блока, выходы первого и второго компараторов подключены соответственно к второму и третьему входам блока управления, а источник напряжения пи- тания подключен к входу третьего вы" прямителя, а вход нуль-органа соединен с другим входом третьего компаратора 1).40Известный преобразователь обладает нелинейной характеристикой преобразования и не может быть использован. для линейного преобразования уг" ла поворота вала в длительность импульсов, что ограничивает его функциональные возможности и область применения. Целью изобретения является расширение функциональных воэможностей . 50 преобразователя.Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь угла поворота вала в длительность импульсов введе" ны коммутатор и последовательно сое диненные двухполупериодный выпрями" тель и второй делитель напряжения, выход источника пилообразного напря жения подключен к одному входу коммутатора, выход второго делителя напряжения подключен к другому входу коммутатора,.выход которого подключен к другим входам компараторов, а другой вход двухполупериодного выпрямителя соединен с источником напряжения питания.Двухполупериодный выпрямитель (без элемента сглаживания) выполняет функцию формирователя модуля и необходим для обеспецения возможности преобразования угла поворота вала в длительность импульсов в каждом полупериоде напряжения питания. Второй делитель напряжения необходим для обеспечения условия равенства сравниваемых компараторами напряжений в октантных углах. Коммутатор необходим для подключения к соответствующим входам компараторов выхода источника пилообразного напряжения (в режиме работы с нелинейной характеристикой преобразования) или выхода дополни-. тельного делителя напряжения в режиме работы с линейной характеристикой преобразования).На фиг. 1 показана структурная схема преобразователя; на фиг. 2- временные диаграммы его работы в линейном режиме.Преобразователь угла поворота вала в длительность импульсов содержит синусно-косинусный датчик угла (СКДУ) 1, выпрямители 2-4, первый делитель 5 напряжения, источник б пилообразного напряжения, компараторы 7-9, нуль- орган 10, блок 11 управления, установочные входы 12- 14, элемент ИЛИ 15, элементы И 16-22, элементы ИЛИ 23 и 24, логический" блок 25, элементыИ-Нб 26 и 27, элементы НЕ 28 и 29, триггер 30, источник 31 напряжения питания, коммутатор 32 и последовательно соединенные двухполупериодный выпрямитель 33 и второй делитель 34 напряженияПодача управляющего потенциала высокого уровня, соответствующего уровню логицеской "1", на один из установочных входов 12- 14 блока управления и установка коммутатора 32 в со" ответствующее положение задает режим Работы устройства.Преобразователь работает следующим образом.Для режима работы преобразователя с тангенсной ,(котангенсной) харак-.1035628 бпервьпг сработал компаратор 78 1,а вторым " компаратор 8 ( 7, то сигнал на выходе элемента И б соответ-ствует фиксации равенства напряженийО и 02(О), причем О(ОВ) = 05В исходном положении 0" триггера30 напряжение 0 с выхода источникаб увеличивается и по мере увеличениядостигает уровня напряжений 018(О ),10Ор и 0(0 Е,), вызывая последовательное срабатывание компараторов(8), 9 и 8 (7), При выполнении равенства 0 =Оо сигнал высокого уровняс Ос выхода комйаратора 9 через элемен-ты И 22 и ИЛИ 24 блока 11 подаетсяна первый вход элемента И-НЕ 26 блока 25; при выполнении равенстваО О сигнал высокого уровня с выхода элемента И 1 б через элементы И 19и ИЛИ 23 блока 11 подается на второйвход элемента И-НЕ 26, перепадом"1-0" выходного потенциала которогоперебрасывает триггер 30 в положение"1". В результате изменяется направ-ление пилообразного напряжения, т.е.оно начинает уменьшаться по линейномузакону. Последовательно возвращаютсяв исходное состояние ранее сработавшие компараторы, срабатывает нульЗО орган 10, возвращающий триггер 30 висходное положение "0", и т.д.Дальнейшая последовательность операций аналогична рассмотренной вышедля первых двух. режимов.Изменение потенциального уровнядействующих.на. входах логического блока 25 сигналов с выхода элементаИ 16 и с выхода компаратора 9 передается через элементы НЕ 28 и 29= т(зес 1), а в остальных октантах45 Тд= т(созесд),Таким образом, в данном режимепреобразователь обладает секансной(косекансной) характеристикой преобразования,паратора 9 через элементы И 21 иИЛИ 24 блока 11 подается на второйвход элемента И-НЕ 26, перепадом"1-0" выходного потенциала которогоперебрасывается триггер 30 в положение " 1", В результате изменяется направление пилообразного напряжения:оно начинает уменьшаться по линейно"му закону. Сразу же компаратор 9возвращается в исходное состояние.В момент выполнения равенства Ос=Омв исходное состояние возвращается идругой компаратор.Дальнейшая последовательность операций аналогична рассмотренной вышедля первого режима, В момент достижения напряжением О .нулевого значениясрабатывает нуль-орган 10, импульс свыхода которого возвращает триггер 3в исходное положение "0", НапряжениеО вновь начинает увеличиваться ицикл измерения повторяется. Иэмененипотенциального уровня выходных сигналов компараторов 7 (3) и 9 передается через элементы НЕ 28 и 29 логического блока 25 на элемент И-НЕ 27, который формирует импульсы с длительностью Г пропорциональной отношению О /Оо; В 1-, 4-, 5- и 8-х октантах 21= Г(зпд), а в остальных октантахаГ(сов ); Таким образом,в данном режиме устройство обладаетсинусной (косинусной) характеристи"кой преобразования.В режиме работы устройство с се"кансной (косекансной) характеристикапреобразования управляющий потенциалвысокого уровня подается на установочный вход 12 блока 11 управленияи далее на соответствующие входы элементов И 19 и 22 блока 11, подготавливая цепь прохождения потенциальных сигналов с выходов элемента И 16подключенного к выходам компараторов7 и 8, и компаратора 9. на соответствующие входы логического блока 25.Коммутатор 32 находится в положении "1",Для.работы преобразователя в данном режиме необходимо последовательное по иере развертки пилообразного50напряжения Ос выполнение равенстваО О =О и Ос=О, где О- большеес м оиз напряжений О, ОВ. Для фиксацииравенства Ос= О используется элемент И 16, сигнал высокого уровняна выходе которого появляется только при условии поочередного срабатывания обоих компараторов 7 ( 8 ). Если В режиме работы преобразователя с линейной характеристикой преобразования потенциал высокого уровня подается на установочный вход 14 блока 11 управления, а коммутатор 32 устанавливается в положение 11, при котором к вторым входам компараторов 7, 8 и 9 подключается напряжение Ои с выхода делителя 34. В работу включается1035 последовательно. соединенные двухполу,периодный выпрямитель 33 и делитель 34 напряжения.Двухполупериодный выпрямитель 33 (в отличие от выпрямителей 2, 3 и 4 . он не имеет элемента сглаживания) подключен к источнику 31 напряжения 01, питания и выполняет функции формйррвателя модуля. С его выхода снимается напряжение аида ( ОИ ) (что 10 необходимо для осуществления процес са преобразования в каждом полуперио. де напряжений питания), которое по. дается на делитель 34 напряжения. Коэффициент К последнего выбирается 15 таким образом, чтобы обеспечить формирование на выходе делителя напряжения ОиК(0 в), удовлетворяющего условию Ов=Оо, где Оп - амплитудноезначение напряжения Оп, О =О =О в 20о ф о при 945 Это напряжение через коммутатор 32 подключается к компараторам 7 и 8 и сравнивается с напряжениями ОВ и 02 соответственно (фиг. 2,а). 25В зависимости от того, какое из этих напряжений (01, 02 в) меньше 628 8по величине (в 1-, Й-, 5- и 8-х октантах 0 0, а в остальных октантах О Цщ), срабатывает и возврацает в исходное состояние (фиг. 2,а) по мере развертки одной полуволны напряжения 01, (фиг.2,а"1) один из компараторов (компаратор 7, если Оц 01 В или компаратор 8, если Ои 08,). причем другой компаратор остается в исходном состоянии (фиг, 2,а) так как Ор Ор. Сигналы с выходов компараторов проходят через элементы И 17, ИЛИ 23 и 20, ИЛИ 24 блока 11 на логйческий блок 25, где иквертируются элементами НЕ 28 и 29 (фиг. 2,а; а) и подаются на элемент И-НЕ 27, который формирует импульсы с длительностью Т, пропорциональной 6 (фиг, 2,а).В данном режиме преобразователь обладает линейной характеристикой преобразования (фиг. 2,б).Предложенный преобразователь мо" жет работать как с линейной, так и с нелинейной характеристикой, что расширяет его функциональные возможности и область применения.илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектна ВНИИ 113035, оставитель А. Смирновехред Т.Матоцка Коррект Тираж 618 ПодписГосударственного комитета СССРделам изобретений и открытийосква, Ж, Раушская наб., д. 4/