RU142368U1 - TWO-CHANNEL SHAFT ANGLE CONVERTER TO A TWO-COUNT SKT WITH AN ARBITRARY NUMBER OF ELECTRIC REDUCTION - Google Patents
TWO-CHANNEL SHAFT ANGLE CONVERTER TO A TWO-COUNT SKT WITH AN ARBITRARY NUMBER OF ELECTRIC REDUCTION Download PDFInfo
- Publication number
- RU142368U1 RU142368U1 RU2014101829/08U RU2014101829U RU142368U1 RU 142368 U1 RU142368 U1 RU 142368U1 RU 2014101829/08 U RU2014101829/08 U RU 2014101829/08U RU 2014101829 U RU2014101829 U RU 2014101829U RU 142368 U1 RU142368 U1 RU 142368U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- angle
- channel
- converter
- channels
- analog
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Abstract
Двухканальный преобразователь угла поворота вала в код двухотсчетного синусно-косинусного трансформатора с произвольным числом электрической редукции, отличающийся тем, что для повышения точности измерения используется двухканальный датчик угла с любым существующим числом электрической редукции, содержащий генератор опорного напряжения, выходы которого подключены к входам аналого-цифрового преобразователя угла первого и второго канала, обмоткам возбуждения грубого и точного отсчетов датчика угла, выходы которого подключены к входам масштабного усилителя первого и второго канала соответственно, выходы которых подключены к входам аналого-цифрового преобразователя угла первого и второго канала соответственно, для сведения двух каналов и вычисления итогового кода угла поворота вала используется микроконтроллер, на входные порты которого подаются шины данных выходного кода аналого-цифрового преобразователя угла первого и второго канала.A two-channel converter of the angle of rotation of the shaft into a code of a two-counted sine-cosine transformer with an arbitrary number of electric reduction, characterized in that to increase the accuracy of the measurement, a two-channel angle sensor with any existing number of electric reduction is used, containing a reference voltage generator, the outputs of which are connected to the analog-to-digital inputs the angle converter of the first and second channel, the field windings of coarse and accurate readings of the angle sensor, the outputs of which are connected to the input I will give a large-scale amplifier of the first and second channels, respectively, whose outputs are connected to the inputs of an analog-to-digital converter of the angle of the first and second channels, respectively, to reduce the two channels and calculate the final code of the angle of rotation of the shaft, a microcontroller is used, the input ports of which send data lines of the output code of the analog- digital angle converter of the first and second channel.
Description
Полезная модель относится к измерительной технике и может быть использована в прецизионных системах измерения утла на основе двухотсчетных индуктивных датчиков синусно-косинусных трансформаторов (СКТ) грубого и точного каналов с произвольным числом электрической редукции.The utility model relates to measuring technique and can be used in precision systems for measuring the angle based on two-count inductive sensors of sine-cosine transformers (SKT) of coarse and accurate channels with an arbitrary number of electric reduction.
Известны одноканальные преобразователи сигналов датчика в цифровой код [Патент №2286012 МПК H03M 1/64 РФ «Преобразователь угла поворота вала в код»; Чернышев Д.А.], также преобразователи реализованные в виде микросхем, например AD2S83, AD2S1210 и др.Known single-channel converters of the sensor signals into a digital code [Patent No. 2286012 IPC
Известны также двухканальные преобразователи угла двухотсчетных СКТ, число электрической редукции грубого отсчета которых не превышает 1 [Схемотехника цифровых преобразователей перемещений: Справочное пособие/ В.Г. Домрачев, В.Р. Матвеевский, Ю.С. Смирнов. - М.: Энерго-атомоиздат, 1987. - 392 с.: ил.]. Недостатком таких преобразователей является отсутствие возможности использования датчика угла с числом электрической редукции грубого отсчета большим, чем единица.Two-channel angle converters of double-counted SKTs are also known, the number of rough reduction of which does not exceed 1 [Circuit design of digital displacement transducers: Reference manual / V.G. Domrachev, V.R. Matveevsky, Yu.S. Smirnov. - M .: Energo-atomoizdat, 1987. - 392 p.: Ill.]. The disadvantage of such converters is the inability to use the angle sensor with the number of electrical reduction of the coarse reference greater than one.
Для повышения точности и разрешающей способности в технике применяются также датчики угла с числом электрической редукции грубого отсчета, отличным от 1 (например 3:16, 3:32, 3:64 и др.). Каждый канал такого датчика не имеет однозначной связи его сигналов с угловым положением вала φ, поэтому для определения последнего необходимо применять специальный алгоритм вычисления.To increase accuracy and resolution in the technique, angle sensors are also used with a number of electrical reduction of coarse readings other than 1 (for example, 3:16, 3:32, 3:64, etc.). Each channel of such a sensor does not have an unambiguous relationship between its signals and the angular position of the shaft φ, therefore, to determine the latter, it is necessary to use a special calculation algorithm.
Техническим результатом настоящей полезной модели является увеличение точности преобразования угла поворота вала в код.The technical result of this utility model is to increase the accuracy of converting the angle of rotation of the shaft into a code.
Устройство, реализующее ангалого-цифровое преобразование угла представлена на фиг. 1. Оно содержит двухотсчетный датчик СКТ с грубым и точным каналами 1, 2, масштабные усилители 3, 5, генератор опорного напряжения 4, аналого-цифровые преобразователи угла 6, 7, микроконтроллер 8, который вычисляет код углового положения вала датчика Nφ.A device that implements angular-digital angle conversion is shown in FIG. 1. It contains a dual-count SKT sensor with coarse and
Двухканальный преобразователь угла поворота вала в код двухотсчетного синусно-косинусного трансформатора с произвольным числом электрической редукции, содержащий генератор опорного напряжения 4, выходы которого подключены к входам аналого-цифрового преобразователя утла первого и второго канала 6, 7, обмоткам возбуждения грубого и точного отсчетов датчика угла 1, 2, выходы которого подключены к входам масштабного усилителя первого и второго канала 3, 5 соответственно, выходы которых подключены к входам аналого-цифрового преобразователя угла первого и второго канала 6, 7 соответственно, для сведения двух каналов и вычисления итогового кода угла поворота вала используется микроконтроллер 8, на входные порты которого подаются шины данных выходного кода аналого-цифрового преобразователя угла первого и второго канала 6, 7.A two-channel converter of the angle of rotation of the shaft into a two-counted sine-cosine transformer code with an arbitrary number of electric reduction, containing a
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Для работы датчика угла на его обмотки возбуждения грубого и точного каналов 1, 2 подается с выхода генератора опорного напряжения 4 напряжение равноеFor the angle sensor to work on its field windings of coarse and
UОП=U0·Sinω0t,U OD = U 0 Sinω 0 t,
где ω0 - частота возбуждения датчика;where ω 0 is the excitation frequency of the sensor;
U0 - амплитуда опорного напряжения.U 0 is the amplitude of the reference voltage.
Грубый и точный каналы датчика угла 1, 2 вырабатывают модулированные синусоидальные сигналы, U1, U2, U3, U4, которые доводятся до необходимой амплитуды с помощью масштабных усилителей 3, 5 U5, U6, U7, U8.The rough and accurate channels of the
Далее аналоговые сигналы соответственно поступают на аналого-цифровые преобразователи угла 6, 7, преобразующие их в цифровые параллельные коды углов грубого NГ и точного NТ каналов. Синхронизация работы аналого-цифровых преобразователей угла 6, 7 и двух каналов датчика угла 1, 2 происходит по сигналу Uоп. Цифровые коды NГ и NТ приходят на микроконтроллер 8, который, в свою очередь, по специальному алгоритму (фиг. 2) высчитывает код угла Nφ поворота вала. Для изменения числа электрической редукции микроконтроллер может быть перепрограммирован с помощью программатора 9.Further, the analog signals are respectively fed to analog-to-
Вычислять угловое положение вала φ предлагается с помощью формулыIt is proposed to calculate the angular position of the shaft φ using the formula
где φГ, φТ - угол грубого и точного отсчета;where φ G , φ T - the angle of the rough and accurate reference;
kГ, kT - число электрической редукции грубого и точного отсчета датчика;k G , k T is the number of electrical reduction of the coarse and accurate reading of the sensor;
Δφ - угол расхождения между грубым и точным каналами.Δφ is the angle of difference between the coarse and fine channels.
Вычисление начинается с проверки условия формулы (1) при значениях i и n, равных единице. Затем оно проверяется при последовательном увеличении n на единицу до n=kТ. Если условие не выполняется, то последовательно на единицу увеличивается значение i до i=kГ-1 и процедура перебора n повторяется.The calculation begins by checking the conditions of formula (1) for i and n equal to one. Then it is checked with a sequential increase in n by one to n = k T. If the condition is not met, then the value of i increases sequentially by unity to i = k G -1 and the procedure of enumeration n is repeated.
При выполнении условия формулы 1 процесс вычисления прекращается и на выход подается код углового положения вала датчика ,When the conditions of
где φD0φ - угол соответствующий единице младшего разряда кода угла поворота вала.where φ D0φ is the angle corresponding to the unit of the least significant bit of the shaft rotation angle code.
Графически алгоритм вычисления представлен на фиг. 2.Graphically, the calculation algorithm is shown in FIG. 2.
Согласно реализуемому микроконтроллером 8 алгоритму, в первый момент времени происходит инициализация портов данных микроконтроллера A, B, C (1), которая заключается в установлении направленности портов (порты A и B на ввод данных, порт C на вывод). Следующий этап (2) - присвоение переменным φD0Г, φD0Т, φD0φ, Δφ, kГ, kТ значения постоянных величин, где φD0Г - угол соответствующий единице младшего разряда кода угла NГ грубого канала датчика угла, φD0T - угол соответствующий единице младшего разряда кода угла NТ точного канала датчика утла, φD0φ - угол соответствующий единице младшего разряда кода угла Nφ поворота вала, Δφ - угол расхождения между грубым и точным каналами, kГ - число электрической редукции грубого канала, kГ - число электрической редукции точного канала. Далее происходит считывание кодов NГ и NТ (3) с портов приема данных, полученных с аналого-цифровых преобразователей углов 6, 7 и преобразование (4) в соответствующие значения углов грубого φГ и точного φТ каналов в градусах. Затем обнуляются счетчики i и n (5). Следующим этапом (6) проверяется истинность условия равенства значений углов грубого и точного каналов с поправкой на угол расхождения между ними. Если условие ложно, то происходит инкремент n (8), где 0<n<kТ (7). По достижению n=kТ происходит обнуление n и инкремент i (10), где 0<i<kГ (9). Подбором n и i достигается определение количества периодов n точного канала для определения угла поворота вала φ. По достижению i=kГ происходит возврат к считыванию кодов NГ и NТ (3) с портов приема данных. Если условие (6) истинно, переменной φ (11) присваивается значение угла точного канала с учетом количества периодов n и поправкой на число электрической редукции точного канала kТ. Затем найденный угол поворота вала φ преобразуется в код угла Nφ (12) и выводится на порт C микроконтроллера (13).According to the algorithm implemented by
Преимуществом представленного преобразователя угла является то, что в устройстве можно использовать датчик с любым существующим числом электрической редукции грубого и точного каналов, достаточно установить соответствующий kГ и kТ.The advantage of the angle converter is that the device can use a sensor with any existing number of electrical reduction of the coarse and accurate channels, it is enough to establish the corresponding k G and k T.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014101829/08U RU142368U1 (en) | 2014-01-21 | 2014-01-21 | TWO-CHANNEL SHAFT ANGLE CONVERTER TO A TWO-COUNT SKT WITH AN ARBITRARY NUMBER OF ELECTRIC REDUCTION |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014101829/08U RU142368U1 (en) | 2014-01-21 | 2014-01-21 | TWO-CHANNEL SHAFT ANGLE CONVERTER TO A TWO-COUNT SKT WITH AN ARBITRARY NUMBER OF ELECTRIC REDUCTION |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU142368U1 true RU142368U1 (en) | 2014-06-27 |
Family
ID=51219298
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014101829/08U RU142368U1 (en) | 2014-01-21 | 2014-01-21 | TWO-CHANNEL SHAFT ANGLE CONVERTER TO A TWO-COUNT SKT WITH AN ARBITRARY NUMBER OF ELECTRIC REDUCTION |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU142368U1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110553573A (en) * | 2019-08-29 | 2019-12-10 | 贵州航天控制技术有限公司 | Double-channel position detection circuit of space active sun wing spreading mechanism |
-
2014
- 2014-01-21 RU RU2014101829/08U patent/RU142368U1/en active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110553573A (en) * | 2019-08-29 | 2019-12-10 | 贵州航天控制技术有限公司 | Double-channel position detection circuit of space active sun wing spreading mechanism |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101610473B1 (en) | Apparatus and method for compensating for position error of resolver | |
CN103983290B (en) | Compound absolute value encoder | |
EP0009339A1 (en) | Apparatus for digital position measurements | |
CN101521480A (en) | Resolution method and resolver for signals of rotating transformer | |
CN102680728B (en) | Motor rotation speed measuring method used in precise electromechanical equipment | |
JPH0575041B2 (en) | ||
WO2013120451A1 (en) | Planar motor rotor displacement measuring device and its measuring method | |
KR101540176B1 (en) | Apparatus for detecting speed of moror | |
RU142368U1 (en) | TWO-CHANNEL SHAFT ANGLE CONVERTER TO A TWO-COUNT SKT WITH AN ARBITRARY NUMBER OF ELECTRIC REDUCTION | |
KR101203041B1 (en) | Method of measuring an amplitude of a sinusoidal wave using a phase difference and apparatus thereof | |
WO1990004754A1 (en) | System for processing position signals | |
CN104515496B (en) | A kind of new angular measurement sensor | |
RU2714591C1 (en) | Hybrid method of measuring angular position | |
JP7018094B2 (en) | How to get the effective peak of the resolver sensor and the device for it | |
US20130173198A1 (en) | Circuit arrangement and method for monitoring a dsp in the context of a safety-critical application | |
Babalola et al. | Real-time measurement of frequency using affordable rotary encoder and LabVIEW | |
RU2727345C1 (en) | Hybrid angular position measurement sensor | |
Tian et al. | Design and implementation of ISA card for rotary inductosyn signal processing based on AD2S1210 and CPLD | |
CN216558736U (en) | Miniaturized angle measurement system | |
RU147588U1 (en) | ACTIVE RESISTANCE DEVICE | |
Han et al. | Resolver-to-digital converter based on tangent algorithm | |
CN112268501B (en) | Detection method applicable to linear displacement or corner position of object | |
SU849101A1 (en) | Complex value comparison device | |
RU2247936C1 (en) | Device for measuring linear displacements and deformations of object | |
CN116222361A (en) | Implementation method, structure and working method of absolute type linear displacement sensor |