Способ измерения рассогласования между углами поворота, один из которых задан кодом

(504 Н ОЗМ 1 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ е точи сти спосо измерения яетс Дл со гля повь этого в способе асования между у дин из которых э ном на формирова й переменного то лами поводан кодом, ии двух наа, формирота, нов ж ни, формир го сигнало рем тор нте вании первого пропорциональных рвого и второго наного тока, и формилам от ий перем и сигнал пряж рова рассогласования и четвертый ин т трет форми валы,ерт течени четве которых формируюФ сигналы, про ре ио втоные инт гралам первого и переменного ток о апряжении алы рассо ласования получаю суммисиги ве ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ(56) Авторское свидетельство СССР У 732954, кл. 0 08 С 9/04, 1977.Авторское свидетельство СССР У 525998, кл, 0 08 С 25/00, 1975, (54)СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ РАССОГЛАСОВАНИЯ МЕЖДУ УГЛАМИ ПОВОРОТА, ОДИН ИЗ КОТОРЫХ ЗАДАН КОДОМ(57) Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в преобразователях угол - код, использующих синусно-косинусные вращающиеся трансформаторы в качестве датчиков угла. Целью изобретения нии первого и второго интервал ованием первого и третьего ов и вычитанием второго и ч о сигналов. 4 ил, 2 табл.Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в преобразователях угол-код, использующих синусно-косинусные вращающиеся трансформаторы (СКВТ) в качестве датчиков угла. 1285595 момент окончания первого ин-.4 тегрирования напряжения 17 Т ТБ= г - - (5) 5С - момент начала второго интегврирования напряжения11 =11 япяпС, (1)27 23 =Б сояЫяпСС о где 1.1,амплитуда напряжения переменного тока;период напряжения переменного тока;угол;импульсы напряжения, в течение которых интегрируют напряжение 1импульсы напряжения, в течение которых интегрируют с инверсией напряжение 11 момент начала первого интегрирования напряжения Н(2) где И, -значение кода, изменяющеесякот 0 до 2 -1;количество разрядов кода; момент начала первого интегрирования напряжения 11 5 Т ТИ2" ф(3)- момент окончания первого интегрирования напряжения 11(4) Цель изобретения - повышение точности способа,На фиг. 1 приведены временныедиаграммы, поясняющие предлагаемыйспособ, на фиг, 2 - функциональнаясхема устройства для реализации способаф на фиг, 3 - функциональнаясхема блока синхронизации, на фиг.4 функциональная схема блока управления.На временнойдиаграмме (фиг )показаны:О - напряжение переменного то 5ка, амплитуда которого пропорциональна синусу угла;О - напряжение переменного тока,амплитуда которого пропорциональна косинусу угла; 7 Т ТЕ(6)10момент начала второго интег 6рирования напряжения ,8 Т Т(7)15- момент окончания второго интегрирования напряжения ,.9 Т ТМС = - +(8) 20момент окончания второго инвтегрирования напряжения 11 ОТ ТИГ Г(9)25Устройство для измерения рассогласования между углами поворота, одиниз которых задан кодом, работающеепо предлагаемому способу, содержит си нусно-косинусный вращающийся трансформатор (СКВТ) 1, блок 2 синхронизации, ключ 3, сигнальный вход которого соединен с выходом синуснойобмотки СКВТ 1, ключ 4, сигнальный 35 вход которого соединен с выходом инвертора 5, вход которого соединен свыходом косинусной обмотки СКВТ 1,сумматор 6, первый вход которогосоединен с выходом первого ключа 3, 40 а второй - с выходом ключа 4, выходсумматора 6 соединен с сигнальнымвходом интегратора 7, последовательно соединенные. генератор 8 импульсов,делитель 9 частоты, делитель 10 ча - 45 стоты и фильтр 1 низких частот,выход которого соединен с обмоткойвозбуждения СКВТ 1, блок 12 управления, регистр 13 хранения кода, навходы которого подано кодовое значе ние угла, устройство 14 выборки-хранения, сигнальный вход которого соединен с выходом интегратора 7, вход15 блока 2 синхронизации соединен свыходом синусной, а вход 16 - с вы ходом косинусной обмотки СКВТ 1, выход 17 блока 2 синхронизации соединен с синхровходом 18 блока 12 управления, тактовый вход 19 которого соединен с выходом делителя 9 частоты, 1285595выходы 20 и 21 блока 12 управлениясоединены соответственно с управляющими входами ключей 3 и 4, выход 22блока 12 управления соединен с входом сброса (обнуления) интегратора7 и с входом разрешения записи регистра 13 хранения кода, выход 23блока 12 управления соединен с управляющим входом устройства 14 выборки-хранения, а информационные входы Ю24 блока 12 управления соединены ссоответствующими выходами регистра13 хранения кода,Блок 2 синхронизации состоит изамплитудных детекторов 25 и 26,вход 15амплитудного детектора 25 объединенс сигнальным входом ключа 27, а входамплитудного детектора 26 - с сигнальным входом ключа 28, выходы амплитудных детекторов 25 и 26 соединены. с прямым и инвертирующим входами амплитудного компаратора 29 соответственно, прямой выход компаратора 29 соединен с управляющим входомключа 27, а инвертирующий - с управляющим входом ключа 28, выходы ключей 27 и 28 объединены и являютсявыходом 17 блока 2 синхронизации,вход ключа 27 является входом 16, аключа 28 - входом 15 блока 2 синхронизации,1Блок 12 управления содержит нульорган 30, вход которого является,синхровходом 18 блока 12 управления,В-триггер 31 с установочным входом,синхровход которого соединен с выходом нуль-органа 30, а П-вход соединен с шиной логической единицы, элемент И 32, первый вход которого соединен с выходом 1-триггера 31, а 40второй вход является тактовым входом19 блока 12 управления, реверсивныесчетчики 33-35, синхровходы которыхобъединены и подключены к выходуэлемента 32, информационные входы 45реверсивного счетчика 33 соединеныс соответствующими выходами вычислителя 36, все информационные входыреверсивного счетчика 34, кроме третьего, соединены с шиной логического нуля, считая первый информационный вход старшим, третий информационный вход реверсивного счетчика 34соединен с шиной логической единицы,информационные входы реверсивного 55счетчика 35 соединены с соответствующими выходами регистра 13 хранениякода, ключ 37, сигнальный вход которого соединен с выходом старшего6 ЫХ 9 (10)возьчастота следования им 8 ЫХпульсов напряжения навыходе делителя 9 частогде ты;- частота напряжения возьоыбуждения СКВТ 1;количество разрядов кода.Реверсивные счетчики 33-35 включены в режиме вычитания,а их информационная емкость составляет 2кДлительность поддержания потенциала логического нуля на инверсном выходе одновибратора 46 установлена меньшей периода следования импульсов напряжения с выхода делителя 9 частоты, но большей половины этого периода. разряда реверсивного счетчика 33,ключ 38, сигнальный вход которогоподключен к выходу старшего разрядареверсивного счетчика 34, ключ 39,сигнальный вход которого подключенк выходу старшего разряда реверсивного счетчика 35, выходь ключей 3739 объединены и подключены к входуодновибратора 40, выход которого соединен с синхровходом трехразрядногодвоичного счетчика 41, с входамиразрешения записи трех реверсивныхсчетчиков 33-35, выходы трехразрядного двоичного счетчика 41 соединены с соответствующими входами постоянных запоминающих устройств (ПЗУ)42 и 43 и одновибратора 44, выходкоторого соединен с. входом одновибратора 45, первый и второй выходы ПЗУ42 являются входами 20 и 21 блока 12управления, первый, второй и третийвыходы ПЗУ 43 соединены соответственно с управляющими входами ключей37-39, вход одновибратора 44 соединен с выходом старшего разряда трех-,разрядного двоичного счетчика 41,выход - с входом, выход одновибратора 45 подключен к установочному входу Э-триггера 31 и является выходом22 блока 12 управления, выход одновибратора 44 является выходом 23блока 12 управления, входы вычислителя 36, объединенные с соответствующими информационными входами реверсивного счетчика 35, являются информационными входами 24 блока 12 управления, одновибратор 46,Коэффициенты деления делителей 9и 10 частоты установлены такими, чтовыполняется соотношениеоД2 Длительность импульса напряженияна выходе одновибратора 40 установлена равной максимальному временипереходных процессов ключей 37-.39,трехразрядного двоичного счетчика41, ПЗУ 43, регистра 13 храненияКода,Длительность импульса напряженияна выходе одновибратора 44 меньшедлительностиподдержания потенциалалогического нуля на инверсном выходе одновибратора 46 и равна необходимой длительности записи в устройство 14 выборки-хранения.Длительность импульса напряжения на выходе одновибратора 45 установлена равной необходимому временисброса (обнуления) интегратора 7.Принцип действия ПЗУ 42 иллюстрируется табл, 1, ПЗУ 43 - табл. 2,Вычислитель 36 устанавливает со ответствие между значением входного.и выходного кодов по следующейзависимости где И - значение кода на входе вычислителя 36;И - значение кода на выходевычислителя 36;И - значение кода, представленного логическими нулямиво всех разрядах, кромепервого, считая первый разряд старшим.Значение Б на выходе вычислителя 36 представляется в дополнительном коде, Значение кода И, поданное на входы регистра 13 хранения кода, а следовательно, и на информационные входы 24 блока 12 уп:К .равления, изменяется от нуля до 2Устройство для реализации способа работает следующим образом.Последовательно соединенные генератор 8 импульсов, делители 9 и 1 О частоты и фильтр 11 низких частот .формируют напряжение возбуждения СКВТ 1, На выходе синусной обмотки, устанавливается напряжение переменного тока, амплитуда которого пропорциональна синусу угла с 6, а на выходе косинусной - косинусу, Напряжение с выхода синусной обмотки СКВТ 1, поданное на вход 15 блока 2 синхронизации и продетектированное амплитудным детектором 26, поступает на инвертирующий вход амплитудного 10 15 20 25 30 35 40 45 компаратора 29, а напряжение с выхода косинусной обмотки через первыйдетектор 25 подается на прямой вход компаратора 29. Если амплитуда напряжения с выхода синусной обмотки больше амплитуды с выхода косинусной, то на инверсном выходе компаратора 29 устанавливается потенциал логической ециницы, а на прямом - нуля, открывается ключ 28 и закрывается ключ 27 и на выходе 17 блока 2 синхронизации появляется напряжение с выхода синусной обмотки СКВТ . Если амплитуда напряжения с выхода косинусной обмотки превышает амплитуду с выхода синусной, то на прямом выходе компаратора 29 устанавливается потенциал логической единицы, а на инверсном - нуля, ключ 27 открывается, а ключ 28 закрывается и на выход 17 блока 2 синхронизациипоступает напряжение с выхода косинусной обмотки СКВТ 1, Таким образом, на выходе 17 волока 2 синхронизации действует выходное напряжение СКВТ 1 с большей амплитудой.Исходное состояние блока 12 управления к началу цикла преобразований следующее. Потенциалы, соответствующие уровню логического нуля, действуют на выходах нуль в орга 30, 0- триггера 31, элемента И 32, всех разрядов реверсивных счетчиков 33-35, одновибратора 40, всех разрядов трех- разрядного двоичного счетчика 41, одновибраторов 44 и 45. Потенциал, соответствующий уровню логического нуля, действует на инверсном выходе одновибратора 46. К началу цикла преобразований во все реверсивные счетчики 33-35 записан код, установленный на их информационных входах, и содержимое каждого реверсивного счетчика 33-35 уменьшено на единицу младшего разряда. В момент перехода через нулевое значение (из области отрицательных в область положительных значений) напряжения на входе 18 блока 12 управления на выходе нуль-органа 30 появляетсяпотенциал логической единицы, по фронту которого Р-триггер 31 переходит в единичное состояние, т.е. на его выходе устанавливается потенциал логической единицы. Этот момент является началом цикла преобразований,В начале цикла состояние всех разрядов двоичного счетчика 41 нулевое7 1285595 и в соответствии с табл. 2 на тре - 35 тьем выходе ПЗУ 43 действует потен- Ну циал логической единицы, т.е, ключ ра 37 открыт . После установления по- по тенциала логической единицы на выхо пр де Э-триггера 31 по спадам импуль- хо сов напряжения на втором входе эле- вс мента И 32, поступающих с выхода делителя 9 частоты, содержимое ревер- ст сивных счетчиков 33-35 уменьшается. 10 чи После установления нулевого состоя- фо ния на выходах всех разрядов реверк сивного счетчика 33 по очередномусч спаду импульса напряжения на его ед синхровходе состояние выходов всех 15 хо разрядов реверсивного счетчика 33меняется на единичное, По фронту потенциала на выходе старшего разряда По реверсивного счетчика 33 на выходеви одновибратора 40 формируется импульс 20 в напряжения. По фронту импульса на- ус пряжения на выходе одновибратора 40вх содержимое двоичного счетчика 41 уве- на личивается на единицу младшего раз- ме ряда и в соответствии с табл, 2 на 25 та втором выходе ПЗУ 43 устанавливается ПЗ потенциал логической единицы - от- ло крывается ключ 38. маПо спаду потенциала на выходе одновибратора 40 во все реверсивные 30 счетчики 33-35 вновь записываютсякоды, установленные на их информа- ув ционных входах. В этот момент време- ше ни на инверсном выходе одновибратора 46 появляется потенцйал логического нуля, По спаду потенциала навыходе одновибратора 46 содержимоевсех реверсивных счетчиков 33-35уменьшается на единицу младшего разряда. 40Содержимое двоичного счетчика 41увеличивается на единицу младшегоразряда (учитывая соотношение (12) вв момент времени Т2 7 Т ТИс,= -+(18) В этот момент времени в соответствии с табл. 1 на втором выходе ПЗУ42 появляется потенциал логическойединицы, ключ 3 открывается и к первому входу сумматора 6 подключаетсянапряжение, снимаемое с синусной обмотки СКВТ 1, После восстановленияпотенциала логической единицы на инверсном выходе одновибратора 46 поспадам импульсов напряжения на входе 19 блока 12 управления содержи,мое всех реверсивных счетчиков 33 уменьшается, После установлениялевого состояния на выходах всехзрядов реверсивного счетчика 34очередному спаду импульса наяжения на его синхровходе происдит изменение состояния выходовех его разрядов на единичное,По фронту потенциала на выходеаршего разряда реверсивного счетка 34 на выходе одновибратора 40рмируется импульс напряжения. Таим образом, содержимое двоичногоетчика 41 увеличивается до двухиниц,младшего разряда. Это происдит в момент времени5 Т ТБ(12)спаду потенциала на выходе однобратора 40 вновь происходит записьреверсивные счетчики 33-.35 кодов,тановленных на их информационныходах, и уменьшение их содержимогоединицу младшего разрядаВ монт времени С в соответствии сбл, 1 на первом и втором выходахУ 42 устанавливаются потенциалыгической единицы и к входам сумтора 6 подключаются напряжение схода синусной обмотки СКВТ 1 и инверрованное напряжение с косинусной .Содержимое двоичного счетчика 41еличивается до трех единиц младго разряда в момент времени6 Т ТБ(13)тот момент времени в соответствииабл. 2 закрывается ключ 3, Увеение содержимого двоичного счета 41 до четырех единиц младшегоряда происходит в момент времени(14)тот момент времени открываетсяч 39 блока 12 управления, а ключи 3 и 4 закрываются.Далее в моменты времени происходит увеличение содержимогодвоичного счетчика 41 до пяти, шести, семи и восьми единиц младшего55 разряда и в соответствии с табл, 1к входам сумматора 6 подключаютсянапРяжение с выхода инвертора 5 втечение времени от 1 до 1 и с выхода синусной обмотки СКВТ 1 в течение времени от 1 до (8В момент времени 1 происходит изменение состояния выходов всех разрядов двоичного счетчика 4 на нулевое. По спаду потенциала на выходестаршего разряда двоичного счетчика 41 на выходе одновибратора 44формируется импульс напряжения, поступающий на управляющий вход устройства 14 выборки-хранения, и в последнее записывается напряжение свыхода интегратора 7, сформированное в течение цикла преобразований.По спаду потенциала на выходе одновибратора 44 на выходе одновибратора 45 формируется импульс напряжения, поступающий на вход сброса(обнуления) интегратора 7, иа входразрешения записи регистра 13 хранения кода и на установочный вход1)-триггера 31. В течение этого импульса напряжения )-триггер 31 переходит в нулевое состояние, в регистр13 хранения кода записывается код,поданный на его входы, и напряжениена выходе интегратора 7 принимаетнулевое значение,По спаду последнего, восьмого вцикле импульса напряжения на выходеодновибратора 40, в реверсивныесчетчики 33-35 записываются коды,установленные на их информационныхвходах, и содержимое каждого изсчетчиков 33-35 уменьшается на единицу младшего разрядаВ момент спада импульса напряжения иа выходе одновибратора 45цикл преобразований заканчивается,Напряжение на выходе интегратора 7 в конце цикла2 нП =яспяясяп - я)йя- (о спят2 яяпя)оя-(и сояяясп - я)йся+ . зпжэп1)Ж,Я 2 (19)Ф,где У - напряжение, пропорциональное величине рассогласования между углом и кодом;- максимальная амплитуда выходных напряжений .СКВТ 1.Подставив в вырах(Ьние (19) значения11, ,Са из выражений (11)-(1 8),2 ЦТ 2( Б1, = о- зп- -- ) р 2%ВТаким образом, при о( = -р ЦР=О. Формула изобретенияО Способ измерения:рассогласованиямежду углами поворота-, один из которых задан кодом, основанный на формировании двух напряжений перемен ного тока, амплитуды которых пропорциональны соответственно синусу икосинусу угла, выделении первогои второго интервалов времени, в те"чение которых формируют первый и 2 р второй сигналы, пропорциональныеинтегралам соответственно первогои второго напряжений переменного тока, формировании сигнала рассогласования, о т л и ч а ю щ и й с я 25 тем, что, с целью повьппения точности способа, в нем выделяют третийи четвертый интервалы времени, втечение которых формируют третий ичетвертый сигналы, пропорциональные 30 интегралу соответственно первого ивторого напряжений переменного тока,а формирование сигнала рассогласования осуществляют суммированием первого и третьего сигналов и вычита нием второго и четвертого сигналов,длительность всех интервалов времени равна половине периода напряженийпеременного тока, первый интервалвремени начинают выделять относитель", 4 О но начала периода первого напряжения переменного тока в момент времени 1, равный 45где Т - период напряжений переменного тока;И - значение кода изменяющеесякот 0 до 2 -1;1 с - количество разрядов кода,второй интервал времени начинают выделять относительно начала периодапервого напряжения переменного токав момент времени С, равный третий интервал времени начинают выделять относительно начала периода1285595 1-го 2-го 1-го 2-го 3-го Ю1 7 ТБТ+ - 4 2 Таблица 2 Таблица 1 т О 1 О О 1 О О 1 1О О О О О О О11 О О О 1 О 1 первого напряжения переменного токав момент времени С равныйС = - Т+1 ТИ3221 четвертый интервал времени начинаютвыделять относительно начала. периоданапряжения переменного тока в моментвремени С , равный Состояние входов Состояние выходовпервого ПЗУ первого ПЗУ Г ( 1-го 2-го 3-го 1-го 2-го О 1 О О 1 1 1 г Продолжение табл.Состояние входов Состояние выходовпервого ПЗУ первого ПЗУ 1 1 О 1 Состояние входов Состояние выходов5 второго ПЗУ второго ПЗУ 1 го 2 го Зго 1 го 2 го Зго О О О О 1 1 ОО О О 1 О О О 1 О 1 О 1 О О 1 О 1 1 О 1 О1285595 Ю г Составитель Е. сударинактор Н.Тупица Техред Л.Олейник Корректор Т. Колб 99 каэ 7 ираж Гос ам и к водственно-полиграФическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектнаярствен бретен 35, Ра Подписиго комитета СССРи открытийская на 6., д. 4/5