RU2235422C1 - Способ преобразования угла поворота вала в код - Google Patents
Способ преобразования угла поворота вала в код Download PDFInfo
- Publication number
- RU2235422C1 RU2235422C1 RU2003101924/09A RU2003101924A RU2235422C1 RU 2235422 C1 RU2235422 C1 RU 2235422C1 RU 2003101924/09 A RU2003101924/09 A RU 2003101924/09A RU 2003101924 A RU2003101924 A RU 2003101924A RU 2235422 C1 RU2235422 C1 RU 2235422C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- angle
- code
- error
- shaft
- correction
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники. Техническим результатом является повышение точности преобразования угла поворота вала в код. Технический результат достигается за счет того, что вал первого и второго датчиков поворачивают на равномерно расположенные углы в диапазоне преобразования, преобразуют угол поворота вала в сигналы датчиков с различными спектрами пространственной погрешности, сигналы датчиков преобразуют в первый и второй коды угла, вычисляют разности кодов угла, по которым определяют амплитуды и фазы гармоник погрешности первого датчика, формируют поправку как сумму гармоник погрешности первого датчика, формируют выходной код, прибавляя поправку к первому коду угла. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано для связи источников информации об угловом положении вала с ЭВМ в управляющих и информационных системах.
Известны способы преобразования угла поворота вала в код по а.с. 1181135 (СССР) и по а.с. 1786662 (СССР), основанные на том, что вал датчика поворачивают на равномерно расположенные углы в диапазоне преобразования, преобразуют угол поворота вала в сигналы, определяют амплитуды и фазы пространственных гармоник погрешности преобразования, формируют поправки и затем формируют выходной код угла.
Наиболее близким техническим решением, выбранным за прототип, является способ преобразования угла поворота вала в код по а.с. 1381711 (СССР). Известный способ основан на том, что вал первого и второго датчиков поворачивают на равномерно расположенные углы в диапазоне преобразования, преобразуют угол поворота вала в сигналы первого и второго датчиков с различными спектрами пространственной погрешности, определяют амплитуды и фазы пространственных гармоник погрешности преобразования, формируют поправки и затем формируют выходной код угла.
В известном способе выходные сигналы датчиков преобразуются во временные интервалы - импульсы с длительностью, пропорциональной углу поворота вала, по моментам совпадения импульсов с первого датчика с эталонными формируют третьи импульсы с длительностью, равной разности длительности импульсов первого и второго датчиков, длительность третьих импульсов анализируется для определения спектра погрешности, а поправка формируется в виде четвертых импульсов. Из приведенного выше краткого описания известного способа видно, что обработка информации, заложенной в сигналах датчиков, с целью выявления параметров погрешности, а также формирование поправки и компенсация погрешности осуществляются аналоговыми методами с использованием импульсных сигналов. Известно, что операции формирования импульсов, сравнения их длительности, сложения длительности импульсов сопряжены с погрешностями, обусловленными асинхронностью импульсов, конечной длительностью их фронтов и т.п. Указанные погрешности снижают точность определения параметров гармоник погрешности, формирования поправки и в целом ограничивают возможности повышения точности преобразования угла поворота вала в код известным способом.
Кроме того, реализация известного способа требует значительных аппаратных затрат, поскольку осуществляется элементами аналоговой техники, что приводит к ухудшению массогабаритных характеристик и увеличению энергопотребления устройств, реализующих известный способ.
Изобретение решает задачу повышения точности преобразования угла поворота вала в код.
Для решения поставленной задачи в способе преобразования угла поворота вала в код, основанном на том, что вал первого и второго датчиков поворачивают на равномерно расположенные углы в диапазоне преобразования, преобразуют угол поворота вала в сигналы первого и второго датчиков с различными спектрами пространственной погрешности, определяют амплитуды и фазы пространственных гармоник погрешности преобразования, формируют поправки и затем формируют выходной код угла, выходные сигналы первого и второго датчиков преобразуют в первый и второй коды угла, вычисляют разности первого и второго кодов угла, по которым определяют амплитуды и фазы пространственных гармоник погрешности первого датчика, формируют первую поправку как сумму пространственных гармоник погрешности первого датчика для угла, соответствующего первому коду угла, формируют первый выходной код, прибавляя первую поправку к первому коду угла.
Изобретение также решает задачу обеспечения контроля точности преобразования угла поворота вала в код.
Для решения этой задачи в способе преобразования угла поворота вала в код дополнительно формируют вторую поправку как сумму пространственных гармоник погрешности второго датчика для угла, соответствующего второму коду угла, формируют второй выходной код, прибавляя вторую поправку к второму коду угла, формируют разность первого и второго выходных кодов, по которой контролируют точность преобразования.
Перечень фигур
Фиг.1 - блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ по п.1.
Фиг.2 - блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ по п.2.
Способ преобразования угла поворота вала состоит из следующих операций:
- преобразуют угол поворота вала в сигналы первого и второго датчиков с различными спектрами пространственной погрешности;
- выходные сигналы первого и второго датчиков преобразуют в первый и второй коды угла;
- перед началом преобразования вал первого и второго датчиков поворачивают на равномерно расположенные углы в диапазоне преобразования;
- в каждом из задаваемых углов вычисляют разность первого и второго кодов угла;
- по совокупности разностей первого и второго кодов угла, полученной в диапазоне преобразования, определяют амплитуды и фазы пространственных гармоник погрешности преобразования первого датчика;
- в процессе преобразования угла поворота вала в код формируют первую поправку как сумму пространственных гармоник погрешности первого датчика для угла, соответствующего первому коду угла, и формируют первый выходной код, прибавляя первую поправку к первому коду угла.
Для контроля точности преобразования угла в код дополнительно выполняют следующие операции:
- перед началом преобразования по совокупности разностей первого и второго кодов угла, полученной в диапазоне преобразования, определяют амплитуды и фазы пространственных гармоник погрешности преобразования второго датчика;
- в процессе преобразования угла поворота вала в код формируют вторую поправку как сумму пространственных гармоник погрешности второго датчика для угла, соответствующего второму коду угла, формируют второй выходной код, прибавляя вторую поправку к второму коду угла;
- формируют разность первого и второго выходных кодов, по которой контролируют точность преобразования.
Блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ преобразования угла поворота вала в код по п.1, приведена на фиг.1.
Устройство содержит датчики 1 и 2 с различными спектрами пространственных погрешностей, преобразователи 3 и 4 сигналов датчиков в код угла, блок 5 вычитания кодов, анализатор 6 спектра, блок 7 синтеза поправки и сумматор 8.
Для реализации предлагаемого способа по п.2 и обеспечения контроля точности преобразования устройство (фиг.2) также содержит блок 9 синтеза поправки, сумматор 10, блок 11 вычитания кодов и компаратор 12.
Устройство работает следующим образом.
Датчики 1 и 2 преобразуют угол α поворота вала в электрические сигналы, а преобразователи 3 и 4 преобразуют эти сигналы в первый N1 и второй N2 коды угла соответственно. Коды угла формируются с некоторой погрешностью:
В блоке 5 вычисляется разность первого и второго кодов угла:
В устройстве комплексируются датчики 1 и 2 с различными спектрами пространственных погрешностей так, чтобы при всех i=1, 2, ..., а и j=1, 2, ..., b выполнялось неравенство 
.
Перед началом преобразования поворачивают вал в пределах диапазона преобразования, например в пределах оборота вала, фиксируя значения разности Δ N1-2 в М угловых положениях, равномерно распределенных в пределах указанного диапазона, причем М удовлетворяет условиям М>2а· р1 и М>2b· р2.
Массив значений Δ N1-2 поступает в анализатор 6 спектра, который определяет амплитуды и фазы гармоник погрешности. Амплитуды и фазы гармоник с номерами i· р1 при всех i=1, 2, ..., а запоминаются в памяти блока 7.
В процессе преобразования первый код N1 угла из преобразователя 3 поступает в блок 7, в котором формируется поправка:
В сумматоре 8 поправка добавляется к первому коду угла, поступающему из преобразователя 3, и на выходе формируется первый выходной код:
При малых значениях погрешности Δ 1, таких, что обеспечивается условие a· p1· Δ 1<<1, поправка 
и первый выходной код равен 
, т.е. погрешность в первом выходном коде скомпенсирована с точностью до величины второго порядка малости 
, обусловленной вычислительными погрешностями и точностью выполнения условия a· p1· Δ 1<<1.
Для обеспечения контроля точности преобразования из анализатора 6 амплитуды и фазы гармоник с номерами j· p2 при всех j=1, 2, ..., b перед началом преобразования записываются в память блока 9.
В процессе преобразования второй код N2 угла из преобразователя 4 поступает в блок 9, в котором формируется поправка:
В сумматоре 10 поправка добавляется к второму коду угла, поступающему из преобразователя 4, и на выходе формируется второй выходной код:
При малых значениях погрешности Δ 2, таких, что обеспечивается условие b· p2· Δ 2<<1, поправка 
и первый выходной код равен 
, т.е. погрешность во втором выходном коде также скомпенсирована с точностью до величины второго порядка малости 
, обусловленной вычислительными погрешностями и точностью выполнения условия b· p2· Δ 2<<1.
В блоке 11 вычисляется разность Δ out1-2 выходных кодов Nout1 и Nout2:
которая также представляет собой величину второго порядка малости по сравнению с Δ N1-2. Величина Δ out1-2 в компараторе 12 сравнивается по модулю с установленным допуском ε и на выходе компаратора при 
вырабатывается признак S достоверности выходного кода. Если по каким-либо причинам (изменение условий эксплуатации, старение элементов и материалов и т.п.) погрешности датчиков изменяются и величина 
становится больше, чем допуск ε , признак S перестает вырабатываться, что сигнализирует о необходимости повторения калибровки преобразователя, проведенной перед началом преобразования.
Claims (2)
1. Способ преобразования угла поворота вала в код, основанный на том, что вал первого и второго датчиков поворачивают на равномерно расположенные углы в диапазоне преобразования, преобразуют угол поворота вала в сигналы первого и второго датчиков с различными спектрами пространственной погрешности, определяют амплитуды и фазы пространственных гармоник погрешности преобразования, формируют поправки и затем формируют выходной код угла, отличающийся тем, что выходные сигналы первого и второго датчиков преобразуют в первый и второй коды угла, вычисляют разности первого и второго кодов угла, по которым определяют амплитуды и фазы пространственных гармоник погрешности первого датчика, формируют первую поправку как сумму пространственных гармоник погрешности первого датчика для угла, соответствующего первому коду угла, формируют выходной код, прибавляя первую поправку к первому коду угла.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что определяют амплитуды и фазы пространственных гармоник погрешности второго датчика, формируют вторую поправку как сумму пространственных гармоник погрешности второго датчика для угла, соответствующего второму коду угла, формируют второй выходной код, прибавляя вторую поправку к второму коду угла, формируют разность выходного и второго выходного кодов, по которой контролируют точность преобразования.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003101924/09A RU2235422C1 (ru) | 2003-01-23 | 2003-01-23 | Способ преобразования угла поворота вала в код |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003101924/09A RU2235422C1 (ru) | 2003-01-23 | 2003-01-23 | Способ преобразования угла поворота вала в код |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2003101924A RU2003101924A (ru) | 2004-07-27 |
| RU2235422C1 true RU2235422C1 (ru) | 2004-08-27 |
Family
ID=33413847
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003101924/09A RU2235422C1 (ru) | 2003-01-23 | 2003-01-23 | Способ преобразования угла поворота вала в код |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2235422C1 (ru) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2488958C1 (ru) * | 2012-06-14 | 2013-07-27 | Открытое акционерное общество "Центральный научно-исследовательский институт автоматики и гидравлики" (ОАО "ЦНИИАГ") | Способ цифрового преобразования угла |
| RU2714591C1 (ru) * | 2019-06-10 | 2020-02-18 | Акционерное общество Московский научно-производственный комплекс "Авионика" имени О.В. Успенского (АО МНПК "Авионика") | Гибридный способ измерения углового положения |
| RU2727345C1 (ru) * | 2019-06-10 | 2020-07-21 | Акционерное общество Московский научно-производственный комплекс "Авионика" имени О.В. Успенского (АО МНПК "Авионика") | Гибридный датчик измерения углового положения |
| RU2740511C1 (ru) * | 2020-06-16 | 2021-01-15 | Общество с Ограниченной Ответственностью "ИДМ-Плюс" | Устройство коррекции ошибки преобразователей угла в код |
| RU2741075C1 (ru) * | 2020-05-26 | 2021-01-22 | Общество с Ограниченной Ответственностью "ИДМ-Плюс" | Следящий синусно-косинусный преобразователь угла в код со встроенной цифровой коррекцией ошибки преобразования |
-
2003
- 2003-01-23 RU RU2003101924/09A patent/RU2235422C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2488958C1 (ru) * | 2012-06-14 | 2013-07-27 | Открытое акционерное общество "Центральный научно-исследовательский институт автоматики и гидравлики" (ОАО "ЦНИИАГ") | Способ цифрового преобразования угла |
| RU2714591C1 (ru) * | 2019-06-10 | 2020-02-18 | Акционерное общество Московский научно-производственный комплекс "Авионика" имени О.В. Успенского (АО МНПК "Авионика") | Гибридный способ измерения углового положения |
| RU2727345C1 (ru) * | 2019-06-10 | 2020-07-21 | Акционерное общество Московский научно-производственный комплекс "Авионика" имени О.В. Успенского (АО МНПК "Авионика") | Гибридный датчик измерения углового положения |
| RU2741075C1 (ru) * | 2020-05-26 | 2021-01-22 | Общество с Ограниченной Ответственностью "ИДМ-Плюс" | Следящий синусно-косинусный преобразователь угла в код со встроенной цифровой коррекцией ошибки преобразования |
| RU2740511C1 (ru) * | 2020-06-16 | 2021-01-15 | Общество с Ограниченной Ответственностью "ИДМ-Плюс" | Устройство коррекции ошибки преобразователей угла в код |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5041419B2 (ja) | レゾルバ装置およびレゾルバの角度検出装置とその方法 | |
| US7496462B2 (en) | Encoding signal processing device and signal processing method therefor | |
| EP2209213B1 (en) | RD converter and angle detecting apparatus | |
| KR0169550B1 (ko) | 절대위치 검출장치 및 그 에러 보정방법 | |
| CN108731707B (zh) | 双增量式编码器测量绝对位置方法和装置 | |
| JP2012145371A (ja) | レゾルバ装置、レゾルバの角度検出装置およびその方法 | |
| WO2016139849A1 (ja) | レゾルバ装置 | |
| RU2235422C1 (ru) | Способ преобразования угла поворота вала в код | |
| JP2014238331A (ja) | 角度検出装置および角度検出方法 | |
| CN111089610B (zh) | 一种编码器的信号处理方法、装置及相关组件 | |
| JP2005257565A (ja) | レゾルバディジタル角度変換装置および方法ならびにプログラム | |
| US4884226A (en) | Method for detecting position | |
| CN100434867C (zh) | 增量编码和解码装置及方法 | |
| RU2266614C1 (ru) | Способ преобразования угла поворота вала в код | |
| RU2488958C1 (ru) | Способ цифрового преобразования угла | |
| RU2626552C1 (ru) | Способ преобразования угла поворота вала в код | |
| Karabeyli et al. | Enhancing the accuracy for the open-loop resolver to digital converters | |
| RU2714591C1 (ru) | Гибридный способ измерения углового положения | |
| JP2009288241A6 (ja) | 第１の事象と第２の事象との間の時間差を求める方法 | |
| JP2014122885A (ja) | 角度検出装置 | |
| JP2007170891A (ja) | 演算装置及び試験装置 | |
| JPS61110005A (ja) | 位置検出方法および装置 | |
| JPS62187210A (ja) | パルス分配型位置検出装置 | |
| JP6360380B2 (ja) | 変位計測装置、信号処理装置および信号処理方法 | |
| US20040233080A1 (en) | Encoder output divider and R/D converter |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| HK4A | Changes in a published invention | ||
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190124 |