SU1213543A1 - Преобразователь угла поворота вала в код - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в информационно-измерительных системах, а также в системах автоматического управлени  дл  формировани  информации об угловом положении объектов контрол  и управлени . С целью повышени  точности преобразовател  код, соответствующий тангенсу угла поворота синусно-косинусного враща- кнцегос  трансформатора 2 (СКВТ), определ етс  в пределах октанта .номер которого определ етс  в селекторе 4 октантов за врем  to . Через коммутатор 5 к интегратору 6 подключаютс  поочередно большее из выходных напр жений блока 3 амплитудных детекторов на врем  L, , меньшее из них - на врем  t . Времена задаютс  распределителем импульсов. Врем Тх достижени  выходного напр жени  интегратора 6 нулевого значени , которое фиксируетс  нуль-органом 7, определ ет приращени  тангенса угла и заполн етс  импульсами генератора 1 импульсов через элемент И 8, что позвол ет определить код приращени  тангенса угла поворота, который фиксируетс  в счетчик.е 9. По значению кода приращени  тангенса угла поворота, который используетс  как адресный код дл  ПЗУ, определ етс  код приращени  угла. Эти приращени  преобразуютс  в число с помощью элемента И 11 и суммируютс  в счетчике 12, образу  код угла поворота ротора СКВТ 2 в пределах октанта, номер которого определен в селекторе 4 октантов. 2 ил. с € (Л ю со СП 4 СО

Description

1

Изобретение относитс  к автоматике и вьтислительной технике и может быть использовано в информа- ционно-измерительньк системах, а также в системах автоматического управлени  дл  формировани  информации об,угловом положении объектов контрол  и управлени .

Цель изобретени  - повьшение точности преобразовател .

На фиг.1 представлена блок-схема преобразовател ; на фиг.2 - временна  диаграмма, иллюстрирующа  работ интегратора во взаимодействии с коммутатором, нуль--органом и распределителем импульсов,

Преобразователь содержит генератор 1 импульсов, синусно-косинусный вращающийс  трансформатор (СКВТ) 2 блок 3 амплитудных детекторов., селектор 4 октантов, коммутатор 5, интегратор 6, нул-в-орган 7, элемент И 8, первый счетчик 9, посто нное запоминающее устройство 10, элемент И II, второй счетчик 12, распределитель I3 импульсов.

Преобразователь работает следующим образом.

Генератор 1 импульсов формирует две последовательности ш шульсов на своих выходах. Тактовые импульсы высокой частоты на одном из выходов генератора 1 используютс  дл  управ лени.ч устройством в целом. Импульсы с длительностью, кратной заданному числу периодов тактовых импульсдв, с другого выхода генератора 1 подаютс  на входную обмотку СКВТ 2. Они же используютс  дл  управлект;;-. блоком 3 амплитудных детекторов. На блок 3 поступают сигналы синусной и косинусной обмоток трансформатора 2. Посто нные напр жени , соответствующие амплитудам сигналов на выходных обмотках трансформатора 2, получают на аналоговых запоминающих элементах, на которых построены блок 3, путем фиксации напр жений этих обмоток в моменты, совпадающие с серединой временных интервалов питающих импульсов.

В результате на выходе блока 3 формируютс  посто нные напр жени , величины которых пропорциональны В1ИЫ, -sinoi, со50(.и -Созо: (oi - угол поворота вала).

Последовательность выполнени  операций по преобразованию сигналов трансформатора 2 в цифровой код

2135432

угла задаетс  распределителем 13 импульсов, на вход которого поступают тактовые импульсы генератора 1. В цикле LO распределитель 13 импульсов воздействует на селектор 4 октантов, который путем анализа знаков выходных напр жений блока 3, а также соотношени  величин этих напр жений формирует три старших IQ двоичных разр да кода угла, определ ющих октант полного угла поворота.

В следунщем цикле t импульсы распределител  13 воздействуют на коммутатор 5, который в соответствии JJ с кодом октанта подает на вход интегратора 6 одно из четырех напр жений блока 3. Логика работы коммутатора 5 построена таким образом, что в цикле -1 на вход интегратора

20

6 подаетс  большее по величине напр жение с положительной пол рностью . В следующем цикле 12. коммутатор 5 подает на интегратор 6 меньшее нап р жение с противоположной

25 пол рностью. В последнем цикле tj на интегратор подаетс  снова большее напр жение, но отрицательной пол рности. Интегрирование в послед-- нем цикле tj ведетс  до тех пор, пока напр жение на выходе интегратора 6 не установитс  равным нулю, что определ ет длительность промежутка времени t х. (фиг.2). При подключении посто нного напр51жени  U в течение времени t к входу интегра тора 6 на нем устанавливаетс  напр жение , пропорциональное произведению U-i . Исход  из этого, дл  трех циклов интегрировани  (фиг.2) можно записать

40

+ и

3

о.

где и 1, Ug. и Uj - напр жени , подаваемые на интегратор, соответственно в циклах 1, 9 2 и 1 з .

Учитьгоа , что в соответствии с описанным пор дком работы коммутато - ра 5 и 0, Ua О, Uj . -и, а также посто нное соотношение длительностей циклов t и t :t К t i- г , и прин в длительность I за единицу, получаем

K-J-LX,

т.е. отношение напр жений выходных обмоток датчика может быть представ-г лено длительностью импульса, начинающегос  по окончании цикла t г и заканчивающегос  при снижении

положительного напр жени  интет рато- ра 6 до нул .

Так как напр жени  U и U соответствуют выходным напр жени м синусной или косинусной обмоток СКВТ в зависимости от октанта, длительность L X характеризует тангенс- угла дл  1-О, 4-О, 5-о или 8-о октантов или котангенс угла дл  2-О, З-о, 6-О или 7-о октантов, т.е. в тех октантах, где эти функции угла не превьшают по модулю единицу. В силу неизбежных погрешностей в определении принадлежности угла

определенному октанту, которые могут про вл тьс  на границах между смежными октантами, отношение Ui. /1Г,, может превышать единицу. Учитыва , что минимальное значение L х равно нулю, дл  того, чтобы в указанных зонах не наблюдалось дополнительных погрешностей, значение Kl; выбирают несколько больше единицы (1,01- 1,02). Момент достижени  напр жением

tинтегратора 6 нулевого значени  в цикле tj фиксируетс  нуль-органом 7. Сигнал нуль-органа 7 переключает коммутатор 5 на режим автоматической коррекции смещени  (дрейфа) интегратора , а также поступает на вход элемента И 8. На другой вход блока 8 йодаютс  тактовые импульсы генератора 1 на выход в течение времени ; от начала импульса С j до по влени  импульса от нуль-органа 7.

Тактовые импульсы, прошедшие через блок 8, поступают на счетчик 9, который используетс  как регистр адресного кода дл  ПЗУ 10, которое необходимо дл  функционального преобразовани  кода тангенса (котангенса ) в код угла. Дл  экономично реализации функци  преобразовани  представл етс  в форме приращений. Каждый новый тактовый импульс от блока 8 рассматриваетс  как приращег- ние аргумента - тангенса (котангенса ) угла. Этому приращению ставитс  в соответствие приращение функции угла, которое также представл етс  импульсами, количество которых пропорционально величине приращени  угла ( число-импульсный код ). Приращение угла зависит от величины аргумента , т.е. от пор дкового номера импульса в той серии, котора  формируетс  блоком В. Пор дковый номер импульса ( црл 1чич;а ар1 у гента) опре

2135434

дел етс  кодом на счетчике 9. По этому коду из ПЗУ 10 считываетс  соответствующий код приращени  угла. Далее этот код преобразуетс  в число

с импульсов приращени  угла с помощью элемента И 11. Дл  получени  собственно угловых показаний эти приращени  суммируютс  в счетчике 12.

Счетчик 12 перед началом формироJO вани  нового кода устанавливаетс  передним фронтом импульса ti в исходное состо ние, определ емое кодом октанта от селектора 4 октантов, дополненным кодом смещени  от граниJ5 цы октанта, которьй задаетс  отличием коэффициента К-}- от единицы. Код октанта, поступающий на счетчик 12, определ ет также направление счета импульсов ( сложение или вычитание.

20 .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Преобразователь угла поворота вала в код,, содержащий генератор им , пульсов, синусно-косинусный вращающийс  трансформатор, селектор октантов , выход которого подключен к первому информационному входу коммутатора , посто нное запоминающее устройство, отличающийс  тем, что, с целью повьш1ени  точности , в него введены блок амплитудных детекторов, интегратор, нуль- орган, два элемента И, два счетчика и распределитель импульсов, выходы

   синусно-косинусного вращающегос  трансформатора подключены к входам блока амплитудных детекторов, первый выход которого подключен к первым информационным входам селектора октантов и коммутатора, выход которого через последовательно соединенные интегратор и нуль-орган подключен к первому входу первого элемента И, вькод которого через после-

   довательно соединенные первый

   счетчик и посто нное запоминающее устройство подключен к первому входу второго элемента И, выход которого подключен к информационно50 му входу второго счетчика, выход которого  вл етс  выходом преобразовател , второй выход блока амплитудных детекторов подключен к вторым информационным входам ком55 мутатора и селектора октантов, вькод которого подключен к входу предустановки второго счетчика, выход нуль-органа подключен- к 1терво30

   40

   му управл ющему входу коммутатора, выход первого элемента И подключен к второму входу второго элемента И, первый выход генератора импульсов подключен к второму входу первого элемента И и входу распредели-- тел  импульсов, первьй выход которого подключен к управл ющему входу селектора октантов, второй, третий.. и четвертый выходы распределител  импульсов подключены к второму.

   третьему и четвертому управл ющим входам коммутатора, четвертый выход распределител  импульсов подключей к входу синхронизации второго счетчика и третьему входу первого элемента И, второй выход генератора импульсов подключен к входу синус- но-косинусного вращающегос  трансформатора .и управл ющиему входу блока- амплитудньк детек - торов.

   0,107

   Составитель В.Подол н.

   Редактор О.Головач Техред Ж.Каетелевич Корректор Т.Колб

   786/61

   Тираж 813Подписное

   ВНИШИ Государственного комитета СССР

   по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб,, д.4/5

   Филиал ШШ Патент, г.Ужгород, ул.Проектна ,4