SU1275751A1 - Многоканальный преобразователь перемещени в код - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс ,к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано дл  св зи аналоговых источников информации с цифровым вычислительным устройством. Целью изобретени   вл етс  повьшение точности и расширение функциональных возможностей. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в известный многоканальный преобразователь перемещени  в код, содержащий блок датчиков, коммутатор каналов, блок управлени . первый и второй модул торы, преобразователь кода реверсивного счетчика в коды синуса и косинуса, формирователь двух последовательностей импульсов , реверсивный .счетчик и блок пам ти, введены дешифратор, вторые реверсивный счетчик и блок пам ти, шина сигнала Сброс. Повышение точности преобразовател  достигаетс  тем, что датчики включены в контур отслеживани  входной информации, за счет чего амплитудный преобразователь аналог-код обеспечивает прак тически полную реализацию точности первичных преобразователей. Кроме iS того, хот  возможные помехи, воздействующие на преобразователь, вызысл вают отработку ложного рассогласовани , после окончани  действи  помехи преобразователь сам корректирует последстви  воздействи  помехи. Предлагаемый многоканальный преобразователь аналоговой величины в код tsD обеспечивает вьщачу потребителю инbsj формации двух видов: во-первых, косд дов N-, а во-вторых, приращений ко дов uN, что  вл етс  расширением сд функциональных возможностей по сравнению с другими аналоговыми устройствами . 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для связи аналоговых источников информации с цифровым вычислительным устройством.

Цель изобретения - повышение точности и расширение функциональных возможностей путем включения блока датчиков в контур отработки сигнала рассогласования.

На чертеже представлена структурная схема многоканального преобразователя перемещения в код.

Преобразователь содержит блок 1 датчиков, коммутатор 2 каналов, блок 3 управления, генератор 4 опорного напряжения, первый 5 и второй 6 модуляторы, дешифратор 7, преобразователь 8 кода реверсивного счетчика в коды синуса и косинуса, формирователь 9 двух последовательностей импульсов, первый 10 и второй 1! реверсивные счетчики, первый 12 и второй 13 блоки памяти, шина 14 команды Сброс. Блок 3 управления содержит генератор 15 импульсов и счетчик 16.

В качестве датчиков в блоке 1 могут использоваться как круговые датчики типа вращающийся синусно-косинусный трансформатор, так и датчики линейных перемещений типа линейный индуктосин.

Преобразователь работает следующим образом.

Код адреса с первой группы выхода блока 3 управления одновременно с подключением выхода, соответствующего адресу выходного сигнала блока датчиков, к третьему входу формирователя 9 двух последовательностей импульсов через коммутатор 2 каналов выбирает соответствующие коды перемещения и приращения угла поворота, хранящиеся соответственно в ячейках с данным адресом первого 12 и второго 13 блоков памяти, после чего эти коды записываются в первый 10 и второй 11 реверсивные счетчики.

Код с выходов первого реверсивного счетчика 10 преобразуется в коды синуса и косинуса в преобразователе 8 кода реверсивного счетчика 10 в коды синуса и косинуса, синусный код подается на кодовые входы первого модулятора 5, а код косинуса - на кодовые входы второго модулятора 6. На аналоговые входы модуляторов подается опорное напряжение U_o siru't с выхода генератора 4 опорного напряжения. Выходные напряжения модуляторов 5 и 6 поступают на синусные и косинусные обмотки датчиков блока 1 .

Первый преобразователь в данной схеме не только преобразует входной угол (для линейного индуктосина - линейное перемещение) в электрический сигнал, но и является суммирующим 1® элементом (суммируются отслеживаемый угол и сигнал обратной связи).

Направление рассогласования с выхода блока. 1 датчиков через коммутатор 2 каналов поступает на третий вход формирователя 9 двух последовательностей импульсов, на первый вход которого подается опорное напряжение с генератора 4 опорного напряжения, а на второй вход - сигнал управления (в момент коммутации каналов) с выхода дешифратора 7.

Формирователь 9 двух последовательностей импульсов содержит синхронный детектор, фильтр нижних частот, двухпороговый компаратор с двумя выходами и две схемы И. Схема работает следующим образом. На первый вход синхронного детектора подается напряжение рассогласования, а на ³⁰ второй вход - опорное напряжение, продетектированный сигнал с выхода синхронного детектора через ФНЧ подается на двухпороговый компаратор, определяющий знак продетектированно35 го напряжения рассогласования. Наличие зоны нечувствительности и гистерезиса обеспечивает устойчивость в малом и повышает помехоустойчивость всего преобразователя, в частности ⁴⁰ исключается дробление счетных импульсов на входах реверсивных счетчиков 10 и 11. Если продетектированное напряжение рассогласования положительно, то на первом выходе двух— 45 порогового компаратора присутствует напряжение логического уровня 1, а на втором 0, и наоборот, при отрицательном напряжении на первом выходе присутствует напряжение логи50 веского уровня 0”, а на втором 1.

С помощью схем И происходит коммутация импульсов, поступающих на первый вход формирователя 9 двух последовательностей импульсов, на соответст55 вующий знаку рассогласования выход.' С первого выхода формирователя 9 двух последовательностей импульсов последние поступают на вычитающие входы реверсивных счетчиков 10 и 11, с второго — на суммирующие. Счет импульсов продолжается до отработки рассогласования, т.е. до тех •пор, пока напряжение рассогласования не окажется в интервале значений, задаваемых границами зоны нечувствительности формирователя 9 двух последовательностей импульсов.

Таким образом, число в реверсивном счетчике 10 отображает угловое положение вала, который связан с i-ым первичным преобразователем 1, относительно некоторого положения, принятого за нулевое. ‘ .

В динамическом режиме работы преобразователя происходит отслеживание изменения углов oL· с точностью до динамической ошибки, зависящей от скорости изменения d- и параметров реальной схемы преобразователя. Для ускорения процесса отслеживания величины </ в начале каждого цикла в реверсивный счетчик 10 записывается результат предыдущего цикла измерения с/·, записанный в конце предыду1 щего цикла в соответствующую ячейку блока 12 памяти, за счет чего сокращается время,на отслеживаниеd·.

Реверсивный -счетчик 1 1 , включенныйЗО параллельно по суммирующему и вычитающему входам с реверсивным счетчиком 10, также считает импульсы, поступающие с выхода формирователя 9 двух последовательностей импульсов, 35 в него также в начале цикла измерения записывается код из i-ой ячейки блока 13 памяти. Однако реверсивный счетчик 11 не включен в контур отслеживания с/.· и счет импульсов в нем 40 происходит относительно нуля после его сброса по команде сброса в нуль, поступившей по шине 14 команды Сброс. При этом обнуляется и соответствующая ячейка блока 13 памяти. 45 Команда Сброс второго реверсивного счетчика 11 вырабатывается в ЦВМ после записи информации из реверсивного счетчика 11. Таким образом, код в реверсивном счетчике 11 является ко- 50 считывание информации из реверсивного счетчика 11 и его обнуление происходят во время паузы между счетными импульсами.

Предлагаемый многоканальный преобразователь обеспечивает практически полную реализацию точности первичных преобразователей, так как последние включены в контур отслеживания входных углов (для линейных индуктосинов - линейных перемещений). При этом помехи, воздействующие на преобразователь, в частности на линии связи первичных преобразователей с коммутатором 2 каналов, менее опасны, чем для тех схем преобразования, где первичные преобразователи не включены в камеру отслеживания входных углов, так как, если, например, наиболее распространенная импульсная помеха вызовет появление на входе формирователя 9 двух последовательностей импульсов сигнала рассогласоЧ вания и преобразователь отработает это рассогласование, после окончания действия помехи преобразователь сам скорректирует последствия воздействия помехи, т.е. он обладает фильтрующими свойствами по отношению к помехам.

I

Кроме того, включение первичного преобразователя в режиме сравнения углового положения ротора относительно статора с углом вектора магнитной индукции в зазоре первичного преобразователя, который задается сигналами с модуляторов 5 и 6, обеспечивает влияние на результат преобразования только естественной погрешности самого первичного преобразователя, на которую влияет только погрешность в формировании сигналов запитки датчика, в то время как в известном преобразователе датчики работают в фазовом режиме, что вызывает дополнительные погрешности за счет колебания частоты питания датчиков и нарушения формы питающего напряжения.

дом приращения величины d за время, начиная с момента считывания из него информации и следующего сразу же за этим сброса его в нуль, при этом отсутствие лишних сосчитанных импуль-55 сов обеспечивается тем, что считывание информации из реверсивного счетчика 11 и его обеспечивается тем, что

Предлагаемый многоканальный пре образователь обеспечивает выдачу потребителю информации двух видов:

кодов N; и приращений кодов ΔΝ^ , что является расширением функциональных возможностей по сравнению с другими аналоговыми устройствами s

Claims (2)

1. Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано дл  св зи аналоговых источников информации с цифровым вычислительным устройством. Цель изобретени  - повышение точности и расширение функциональных возможно.стей путем включени  блока датчиков в контур отработки сигнала рассогласовани . На чертеже представлена структурна  схема многоканального преобразовател  перемещени  в код. Преобразователь содержит блок 1 датчиков, коммутатор 2 каналов, блок 3 управлени , генератор 4 опорного напр жени , первый 5-и второй 6 модул торы , дешифратор 7, преобразователь 8 кода реверсивного счетчика в коды синуса и косинуса, формирователь 9 двух последовательностей импульсов , первый 10 и второй П реверсивные счетчики, первый 12 и второй 13 блоки пам ти, шина 14 команды Сброс. Блок 3 управлени  содержит генератор 15 импульсов и счетчик 16 В качестве датчиков в блоке 1 могут использоватьс  как круговые датчики типа вращающийс  синусно-косинусныу трансформатор, так и датчи ки линейных перемещении типа линейный индуктосин. Преобразователь работает следуюш и образом. Код адреса с первой группы выхода блока 3 управлени  одновременно с подключением выхода, соответствующего адресу выходного сигнала блока датчиков, к третьему входу формировател  9 двух последовательностей импульсов через коммутатор 2 каналов выбирает соответствуюш ие коды переме щени  и приращени  угла поворота, хран щиес  соответственно в  чейках с данным адресом первого 12 и второ го 13 блоков пам ти, после чего эти коды записываютс  в первый 10 и вто рой 1 реверсивные счетчики. Код с выходов первого реверсивно счетчика 10 преобразуетс  в коды си нуса и косинуса в преобразователе 8 кода реверсивного счетчика 10 в коды синуса и косинуса, синусный код под етс  на кодовые входы первого модул тора 5, а код косинуса - на кодовые входы второго модул тора 6. На аналоговые входы модул торов подаетс  опорное напр жение U sirut с выхода 1 генератора 4 опорного напр жени . Выходные напр жени  модул торов 5 и 6 поступают на синусные и KOtHHycHbie обмотки датчиков блока I . Первый преобразователь в данной схеме не только преобразует входной угол (дл  линейного индуктосина - линейное перемещение) в злектрический сигнал, но и  вл етс  суммирующим элементом (суммируютс  отслеживаемьй угол и сигнал обратной св зи). Направление рассогласовани  с выхода блока 1 датчиков через коммутатор 2 каналов поступает на третий вход формировател  9 двух последовательностей импульсов, на первый вход которого подаетс  опорное напр жение с генератора 4 опорного напр жени , а на второй вход - сигнал управлени  (в момент коммутации каналов ) с выхода дешифратора 7. Формирователь 9 двух последовательностей импульсов содержит синхронный детектор, фильтр нижних частот , двухпороговый компаратор с двум  выходами и две схемы И. Схема работает следующим образом. На первый вход синхронного детектора подаетс  напр жение рассогласовани , а на второй вход - опорное напр жение, продетектированный сигнал с выхода синхронного детектора через ФНЧ подаетс  на двухпороговый компаратор, определ ющий знак продетектированного напр жени  рассогласовани . Наличие зоны нечувствительности и гистерезиса обеспечивает устойчивость в малом и повышает помехоустойчивость всего преобразовател , в частности исключаетс  дробление счетных импульсов на входах реверсивных счетчиков 10 и 11. Если продетектированное напр жение рассогласовани  положительно , то на первом выходе двухпорогового компаратора присутствует напр жение логического уровн  1, а на втором О, и наоборот, при отрицательном напр жении на первом выходе присутствует напр жение логического уровн  О, а на втором 1. С помощью схем И происходит коммутаци  импульсов, поступающих на первый вход формировател  9 двух последовательностей импульсов, на соответствующий знаку рассогласовани  выход. С первого выхода формировател  9 двух последовательностей импульсов последние поступают на вычитающие входы реверсивных счетчиков 10 и 11, с второго - на суммирующие Счет импульсов продолжаетс  до отработки рассогласовани , т.е. до тех пор, пока напр жение рассогласовани  не окажетс  в интервале значений, задаваемых границами зоны нечувствительности формировател  9 двух последовательностей импульсов. Таким образом, число в реверсивном счетчике 10 отображает угловое положение вала, который св зан с i-ым первичным преобразователем 1, относительно некоторого положени , прин того за нулевое. В динамическом режиме работы преобразовател  происходит отслеживание изменени  углов oL с точностью до динамической ошибки, завис щей от скорости изменени  oL- и параметров реальной схемы преобразовател . Дл  ускорени  процесса отслеживани  величины (jt в начале каждого цикла в реверсивный счетчик 10 записываетс  результат предыдущего цикла измерени  , записанный в конце предыдущего цикла в соответствующую  чейку блока 12 пам ти, за счет чего сокращаетс  врем  ,на отслеживание oL . Реверсивный -счетчик 1 1 , включенны параллельно по суммирующему и вычитающему входам с реверсивным счетчиком 10, также считает импульсы, поступающие с выхода формировател  9 двух последовательностей импульсов, в него также в начале цикла измерени  записываетс  код из i-ой  чейки блока 13 пам ти. Однако реверсивный счетчик 11 не включен в контур отсле живани  dL- и счет импульсов в нем происходит относительно нул  после его сброса по команде сброса в нуль поступившей по шине 14 команды .Сброс. При этом обнул етс  и соответствующа   чейка блока 13 пам ти. Команда Сброс второго реверсивного счетчика 11 вырабатываетс  в ЦВМ пос ле записи информации из реверсивного счетчика 11. Таким образом, код в реверсивном счетчике 11  вл етс  кодом приращени  величины oL . за врем  начина  с момента считывани  из него информации и следующего сразу же за этим сброса его в нуль, при этом отсутствие лищних сосчитанных импуль сов обеспечиваетс  тем, что считывание информации из реверсивного счетчика 11 и его обеспечиваетс  тем, чт считывание информации из реверсивного счетчика 11 и его обнуление происход т во врем  паузы между счетными импульсами. Предлагаемый многоканальный преобразователь обеспечивает практически полную реализацию точности первичных преобразователей, так как последние включены в контур отслеживани  входных углов (дл  линейных индуктосинов - линейных перемещений). При этом помехи, воздействующие на преобразователь, в частности на линии св зи первичных преобразователей с коммутатором 2 каналов, менее опасны , чем дл  тех схем преобразовани , где первичные преобразователи не включены в камеру отслеживани  входных углов, так как, если, например, наиболее распространенна  импульсна  помеха вызовет по вление на входе формировател  9 двух последовательностей импульсов сигнала рассогласоЧ вани  и преобразователь отработает это рассогласование, после окончани  действи  помехи преобразователь сам скорректирует последстви  воздействи  помехи, т.е. он обладает фильтрующими свойствами по отношению к помехам. I Кроме того, включение первичного преобразовател  в режиме сравнени  углового положени  ротора относительно статора с углом вектора магнитной индукции в зазоре первичного преобразовател , который задаетс  сигналами с модул торов 5 и 6, обеспечивает вли ние на результат преобразовани  только естественной погрешности самого первичного преобразовател , на которую вли ет только погрешность в формировании сигналов запитки датчика, в то врем  как в известном преобразователе датчики работают в фазовом режиме, что вызывает дополнительные погрешности за счет колебани  частоты питани  датчиков и нарушени  формы питающего напр жени . Предлагаемый многоканальный преобразователь обеспечивает выдачу потребителю информации двух видов: кодов Nj и приращений кодов AN- , что  вл етс  расширением функциональных возможностей по сравнению с другими аналоговыми устройствами. S Формула изобретени  1. Многоканальный преобразователь перемещени  в код, содержащий блок датчиков, выходы которого подключены к аналоговым входам коммутатора каналов, блок управлени , перва  г.руппа выходов блока управлени  подключена к адресным входам коммута тора каналов и первого блока пам ти, формирователь двух последовательностей импульсов, выходы которого подключены к счетным входам первого реверсивного счетчика, выходы первого реэерсивного счетчика соединены с ин формационными входами первого блока пам ти и преобразовател  кода реверсивного счетчика в коды синуса и косинуса , выход первого блока пам ти подключен к информационному входу первого реверсивного счетчика, генератор опорного напр жени , выход которого соединен с первым входом формировател  двух последовательностей импульсов, первый и второй модул торы , отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности и расширени  функциональных возможностей , в него введены дешифратор, шина команды Сброс, второй реверсивный счетчик и второй блок пам ти, адресный вход дешифратора подключен к пер вой группе выходов блока управлени , а информационный вход - к второй группе выходов блока управлени , котора  соединена с входом .генератора опорного напр жени , выход дешифратора подключен к второму входу фор516 мировател  двух последовательностей импульсов, счетные входы второго реверсивного счетчика соединены с выходами формировател  двух последо- вательностей импульсов, выходы второго реверсивного счетчика подключены к информационным входам второго блока пам ти, адресный вход которого соединен с первой группой выходов блока управлени ,- выход второго блока пам ти подключен к информационному входу второго реверсивного счетчика , установочный вход второго реверсивного счетчика соединен с шиной команды Сброс, выход преобразовател  кодов реверсивного счетчика в коды синуса и косинуса соединен с первыми входами первого и второго модул торов, вторые входы первого и второго модул торов подключены к выходу генератора опорного напр жени , выходы первого и второго модул торов соединены с входами блока датчиков, выход коммутатора каналов соединен с третьим входом формировател  двух последовательностей импульсов .
2. 2. Преобразователь по п. 1, о т- личающийс  тем, что блок управлени  выполнен в виде последовательно соединенных генератора импульсов и счетчика, выходы старших разр дов счетчика по числу датчиков в блоке  вл ютс  первой группой выходов блока управлени , а выходы младших разр дов счетчика - второй группой выходов блока управлени .

   0/4