SU1522408A1 - Shaft angle digitizer - Google Patents
Shaft angle digitizer Download PDFInfo
- Publication number
- SU1522408A1 SU1522408A1 SU884384603A SU4384603A SU1522408A1 SU 1522408 A1 SU1522408 A1 SU 1522408A1 SU 884384603 A SU884384603 A SU 884384603A SU 4384603 A SU4384603 A SU 4384603A SU 1522408 A1 SU1522408 A1 SU 1522408A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- outputs
- inputs
- output
- input
- code
- Prior art date
Links
Landscapes
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано дл св зи аналоговых источников информации с цифровым вычислительным устройством. С целью уменьшени динамической погрешности в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий генератор импульсов, формирователь синусоидального напр жени , синусно-косинусный вращающийс трансформатор (СКВТ), коммутатор, фазосдвигающий элемент, фильтр, компаратор, инвертор, два триггера, элемент ИЛИ, три элемента И, счетчик импульсов, блок управлени , введены формирователь кода временного интервала, формирователь кода приращени угла, три регистра, блок умножени , два сумматора, элемент запрета и шина опроса. В двух положени х коммутатора выходные сигналы СКВТ подаютс на входы фазосдвигающего элемента, в результате чего в счетчике формируетс код мгновенного значени угла поворота. В формирователе кода временного интервала формируетс код, соответствующий временному интервалу между серединой интервала формировани кода в счетчике и импульсом опроса. В формирователе кода приращени угла формируетс разность между текущим и предыдущим значени ми кода в счетчике, котора вл етс эквивалентом кода скорости вала. В блоке умножени выходные коды двух формирователей перемножаютс , в результате чего выдел етс составл юща динамической погрешности, котора суммируетс с выходным кодом счетчика. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.The invention relates to automation and computing and can be used to connect analog information sources with a digital computing device. In order to reduce the dynamic error in the shaft angle converter into a code that contains a pulse generator, a sinusoidal voltage driver, a sine-cosine rotating transformer (SCWT), a switch, a phase-shifting element, a filter, a comparator, an inverter, two triggers, an OR element, three elements And, a pulse counter, a control unit, a time interval code generator, an angle increment code generator, three registers, a multiplication unit, two adders, a prohibition element and a polling bus are entered. At the two switch positions, the output signals of the SCWT are fed to the inputs of the phase-shifting element, as a result of which the instantaneous value of the rotation angle is generated in the counter. In the time interval code generator, a code is generated corresponding to the time interval between the middle of the code generation interval in the counter and the polling pulse. In the angle increment code generator, a difference is generated between the current and previous code values in the counter, which is equivalent to the shaft speed code. In the multiplication unit, the output codes of the two drivers are multiplied, resulting in the release of a dynamic error component that is added to the output counter code. 3 hp f-ly, 2 ill.
Description
тель 18 кода приращени угла, регистры 19, 20 и 21 , блок 22 умножени , сумматоры 23 и 24, элемент 25 запрета , шину 26 опроса. Блок 16 управлени содержит компаратор 27, .триггер 28, элементы 29, 30 И, счетчик 31 импульсов , дешифратор 32, формирователи 33 и 34 импульсов. Формирователь 17 кода временного интервала содер- жит делители 35 и 36 частоты, инвертор 37, элементы 38 и 39 И, элемент 40 ИЛИ,формирователь 41 импульсов, счетчики 42 и 43 импульсов. Формирователь 18 кода приращени угла содер- жит регистры 44 и 45, блок 46 инверторов , сумматор 47. .Angle increment code 18, registers 19, 20 and 21, multiplication unit 22, adders 23 and 24, prohibition element 25, interrogation bus 26. The control unit 16 comprises a comparator 27, a trigger, 28, elements AND, an impulse counter 31, a decoder 32, impulse drivers 33 and 34. Shaper 17 of the time interval code contains frequency dividers 35 and 36, inverter 37, elements 38 and 39 AND, element 40 OR, pulse shaper 41, counters 42 and 43 pulses. The shaper 18 of the angle increment code contains registers 44 and 45, block 46 of inverters, adder 47..
Преобразователь работает следующим образом.The Converter operates as follows.
..
Опорное напр жение U, формировател 2 синусоидального напр жени (фиг.2,а), частота которого в 2 раза меньше частоты генератора 1 импульсов , подаетс на питание синусно- косинусного вращающегос трансформатора 3 и на компаратор 27, который срабатьгоает при превьшении напр жением Uq нулевого уровн . Передний фронт выходного импульса компаратора 27 устанавливает В- триггер 28 в состо ние 1. Элемент 30 И закрьша- етс , а элемент 29 И начинает пропускать на вход счетчика 31 импульсы генератора 1. При изменении кода счетчика на выходах дешифратора 32- по вл ютс управл ющие импульсы. Последний по времени импульс Ug (фиг.2, б сбрасьшает D-триггер 28. При этом элемент 29 И закрываетс , а элемент 30 И начинает пропускать на вход сброса счетчика 31 импульсы генератора I. Процесс повтор етс с циклом, равным целому числу периодов напр - . . UQ.The reference voltage U, the sinusoidal voltage driver 2 (Fig. 2, a), whose frequency is 2 times less than the frequency of the pulse generator 1, is supplied to power the sine-cosine rotating transformer 3 and to the comparator 27, which operates when the voltage Uq exceeds zero level The front edge of the output pulse of the comparator 27 sets the B-trigger 28 to state 1. Element 30 And is closed, and element 29 And starts to pass to the input of the counter 31 generator pulses 1. When the counter code changes, the outputs of the decoder 32- pulses. The last time pulse Ug (Fig. 2, b resets the D-flip-flop 28. At this, element 29 And closes, and element 30 And starts to send generator I pulses to the reset input of counter 31. The process repeats with a cycle equal to an integer number of periods eg -.. Uq.
Выходные сигналы синусно-косинусного вращающегос трансформатора коммутируютс двухпозиционным коммутатором 4 и Подаютс на фазосдвигающий элемент 5. Управление коммутатором 4 осуществл етс сигналом Ug (фиг.2,в через формирователь 33 импульсов. Фаза вьтходного напр жени Up (фиг.2,г) фазосдвигающего элемента 5 зависит о угла di поворота ротора синусно-коси- нусного вращающегос трансформатора 3, причем знак фазы определ етс положением коммутатора 4 .The output signals of a sine-cosine rotating transformer are switched by a two-position switch 4 and fed to a phase-shifting element 5. The switch 4 is controlled by a signal Ug (figure 2, through a pulse shaper 33 of the output voltage Up (figure 2, d) of the phase-shifting element 5 depends on the angle di of rotation of the rotor of the sine-cosine rotating transformer 3, and the phase sign is determined by the position of the switch 4.
Q 5 Q 5
00
5 с5 s
00
5five
За эквивалент измер емого угла принимаетс разность фаз напр жени Up Б двух положени х коммутатора 4.The equivalent of the measured angle is taken to be the phase difference of the voltage UpB of the two positions of the switch 4.
Дп преобразовани разности фаз во временной интервал напр жение U. через фильтр 6, преграждающий прохождение помех, подаетс на компаратор 7, который срабатывает каждый раз при превьшении его входным напр жением нулевого уровн . Временной интервал между одноименными фронтами выходных импульсов Од (фиг.2,д) компаратора 7 в двух положени х коммутатора 4 пропорционален измер емому углу oi- .Dip converting the phase difference into a time interval, the voltage U. through the filter 6, which blocks the passage of noise, is fed to the comparator 7, which is triggered each time when it exceeds its input voltage of zero. The time interval between the same edges of the output pulses Au (Fig. 2, e) of the comparator 7 in two positions of the switch 4 is proportional to the measured angle oi.
Дл выделени одноименных фронтов выходных импульсов компаратора 7 предназначены инвертор 8, D-тригге- ры 9 и 10, элементы 13, 14 И и элемент П ИПИ. В исходном состо нии D-триггеры 9 и 10 сброшены управл ющим сигналом Up и вькодной сигнал Ug элемента И ИЛИ (фиг.2, е) имеет нулевой уровень. После по влени на входах элементов J3, 14 И управл ющего сигнала U.J-, сформированного формирователем 34 (фиг.2, ж), элементы 13, 14 И открьшаютс , и если фронт первого же выходного импульса компаратора 7 в Момент времени t положителен, то D-триггер 9 устанавливаетс в состо ние 1. При этом элемент 14 И за- |Крьюаетс , дела D-триггер 10 нечувствительным к сигналам на его С-вхо- де, а на выходе элемента 11 ИПИ в мо5 сIn order to isolate the same edges of the output pulses of the comparator 7, the inverter 8, D-flip-flops 9 and 10, elements 13, 14 I and element P of the FDI are intended. In the initial state, the D-triggers 9 and 10 are reset by the control signal Up and the decoded signal Ug of the element AND OR (FIG. 2, e) has a zero level. After the appearance at the inputs of elements J3, 14 And the control signal UJ-, formed by shaper 34 (FIG. 2, g), elements 13, 14 And otkryshayus, and if the front of the first output pulse of the comparator 7 at time t is positive, D-flip-flop 9 is set to state 1. In this case, element 14 also locks; D-flip-flop 10 is insensitive to signals at its C input, and at output of element 11 of the CID, it can
Q Q
00
мент времени It t IItime ment It t II
t устанавливаетс уровень t set level
Управл ющим сигналом Ug коммутатор 4 переводитс во второе положение и после того, как управл ющий сигнал и примет нулевой уровень, положительный фронт первого же выходного импульса компаратора 7 в момент времени t устанавливает D-триггер 9 в состо ние О. При этом на выходе элемента 11 ИЛИ также устанавливаетс нулевой уровень.By the control signal Ug, the switch 4 is transferred to the second position, and after the control signal reaches the zero level, the positive edge of the first output pulse of the comparator 7 sets the D-flip-flop 9 to the O state at the time t. 11 OR is also set to zero.
Если после возникновени сигнала Ujt; первым по вилс отрицательный фронт выходных импульсов компаратора 7, то срабатьюает D-триггер 10, а D-триггер 9 остаетс закрытым.If after the occurrence of a signal Ujt; the first is the negative edge of the output pulses of the comparator 7, then the D-flip-flop 10 triggers, and the D-flip-flop 9 remains closed.
В интервал времени t - t элемент 12 И открыт и импульсы генератора 1 поступают на счетчик 15. Если измер емый угол ot вл етс посто нной величиной, код N счетчика 15 пропорционален измеренному углу об .In the time interval t - t, the element 12 I is open and the pulses of the generator 1 arrive at the counter 15. If the measured angle ot is a constant value, the code N of the counter 15 is proportional to the measured angle about.
При вращении вала измерение его углового положени происходит с динамической погрешностью L Устранение динамической погрешности осуществл етс следующим образом.When the shaft rotates, its angular position is measured with a dynamic error L The dynamic error is eliminated as follows.
Код счетчика 15 подаетс на вход сумматора 47, На другой вход сумматора 47 через блок 46 инверторов с выхода регистра 44 подаетс код угла предыдущего цикла преобразовани Выходной код UN сумматора 47, пропор циональньй угловой скорости, записываетс в регистр 46 управл ющим сигналом U-i (фиг.2, з) . Затем управл ю- щим сигналом } (фиг.2, и) в регистр 44 записываетс код угла текущего цикла преобразовани .The counter code 15 is fed to the input of the adder 47. The angle code of the previous conversion cycle is supplied to the other input of the adder 47 via inverter unit 46. The output code UN of the adder 47, proportional to the angular velocity, is written to the register 46 by the control signal Ui (Fig. 2, h). Then, the control signal} (Fig.2, and) records the angle code of the current conversion cycle in register 44.
По переднему фронту сигнала Ug формирователем 41 вырабатьгоаетс импульс , сбрасывающий счетчик 42. При этом открьшаетс элемент 38 И и на вход счетчика 42 через элемент 40 ИЛИ начинают поступать тактовые импульсы времени с делител 36 частоты который имеет коэффициент передачи, равньй двум. В момент окончани сигнала Ug элемент 38 И закрьшаетс , открываетс элемент 39 И и на вход счетчика 42 поступают тактовые импульсы времени с делител .35 частоты ..On the leading edge of the signal Ug, a pulse is generated by the shaper 41, which resets the counter 42. At this, the element 38 AND is opened and the input of the counter 42 through the element 40 OR time clock pulses start from the frequency divider 36 which has a transmission coefficient equal to two. At the moment when the signal Ug ends, element 38 I is closed, element 39 AND opens, and the clock pulses from the .35 frequency divider are sent to the input of counter 42.
Код счетчика 32(фиг.2, л) в момент времени t равенThe counter code 32 (figure 2, l) at time t is equal to
N,N,
Ч H
где f - частота выходных сигналов деwhere f is the frequency of the output signals de
лител 35. При поступлении с выхода блокаletter 35. Upon receipt from the output of the unit
сигнала U| (фиг.2, к), подаваемого через элемент 25 запрета на вход установки счетчика 43 и управл ющие входы записи регистров 20 и 21, в счетчик 43, непрерывно считывающий тактовые импульсы времени, записываетс текущий код счетчика 42. В регистр 20 из регистра 44 переписьгоает с код угла, а из регистра 45 в регистр 21 код AN, эквивалентный угловой скорости.signal u | (Fig. 2, k), fed through the prohibition element 25 to the input of the installation of the counter 43 and the control inputs of the register 20 and 21, the current code of the counter 42 is written to the counter 43, which continuously reads the clock time pulses. In the register 20 from the register 44 the census is with the angle code, and from register 45 to register 21 the AN code equivalent to the angular velocity.
В момент времени t поступлени . 26 опроса сигнала U. (фиг.2,н) элемент 25 запрета закрываетс , исключа запись новых кодов в счетчик 43 и регистры 20 и 2, а в регистр 19 с выходов счетчика 43 (фиг.2, м) записываетс код времени, пропорцио- - 2tc: - te - tiAt time t of arrival. 26 of interrogating the signal U. (FIG. 2, n) the prohibition element 25 is closed, eliminating the recording of new codes in the counter 43 and registers 20 and 2, and the time code is recorded in register 19 from the outputs of the counter 43 (FIG. 2, m), proportionally - - 2tc: - te - ti
нальный N,N,
КодCode
10ten
, - 15 , - 15
, 20, 20
2525
- -
времени N с регистра 19 и код МГ приращени угла за цикл Т ц преобразовани с регистра 21 подаютс на входы блока 22 умножени . Выходной код блока 22 пропорционален первой составл ющей динамической погрешности преобразовател .time N from register 19 and code MG, the angle increments per cycle T c conversion from register 21 are fed to the inputs of multiplication unit 22. The output code of block 22 is proportional to the first component of the dynamic error of the converter.
На вход сумматора 23 с выхода регистра 20 подаетс код N , угла oL . На младшие разр ды другого входа этого сумматора поступают старшие разр ды кода с выхода регистра 21 . Число. . используемых младших разр дов входа сумматора 23 определ етс наклоном фазочастотной характеристики фильтра 6. В сумматоре 23 производитс компенсаци динамической погрешности , вносимой фильтром 6A code N, the angle oL, is fed to the input of the adder 23 from the output of the register 20. The lower bits of the other input of this adder receive the higher bits of the code from the output of register 21. Number. . used low-order bits of the input of the adder 23 is determined by the slope of the phase-frequency characteristics of the filter 6. In the adder 23 is compensated for the dynamic error introduced by the filter 6
Н„ N,3 - K&N,H „N, 3 - K & N,
где К - определ етс величиной сдвига старших разр дов выходного кода регистра 21 на входах сумматора 23.where K is determined by the amount of shift of the high bits of the output code of register 21 at the inputs of the adder 23.
Выходные коды блока 22 умножени и сумматора 23 суммируютс на сумматоре 24 . Выходной код сумматора 24 вл етс выходным кодом преобразовав тел и не содержит динамической ошибки . Это справедливо, если вращение вала происходит с посто нной угловой скоростью. При нелинейном изменении угла по вл етс ошибка, величина ко- торой увеличиваетс с увеличением цикла преобразовани . Минимальное значение Тц цикла преобразовани ограничиваетс временем, необходимым дл успокоени переходных процессовThe output codes of multiplication unit 22 and adder 23 are summed at adder 24. The output code of the adder 24 is an output code transforming the bodies and does not contain a dynamic error. This is true if the shaft rotates at a constant angular velocity. With a non-linear change in the angle, an error appears that increases with the conversion cycle. The minimum value of the conversion cycle TC is limited by the time required to calm the transients.
40 перезар да реактивных элементов фазо- сдвигающего элемента 5 и фильтра 6 при коммутации выходных напр жений СКВТ 3, Дл получени малой статической погрешности посто нные време45 ни фильтра 6.нужно выбирать возможно большей величины, что приводит-к зат гиванию переходных процессов и, следовательно, к необходимости увеличивать цикл Тц преобразовани ,40 reloading the reactive elements of the phase-shifting element 5 and the filter 6 when switching the output voltages of the SCPT 3, in order to obtain a small static error, the time constant 45 of the filter 6. it is necessary to choose as large a value as possible, which leads to the delay of transient processes and, consequently , to the need to increase the cycle of the TC transformation,
50 Таким образом, при нелинейном изменении угла пределы выбора величины цикла ограничены условием обеспечени приемлемых значений статической и динамической погрешностей. Из50 Thus, when the angle is nonlinear, the limits for the choice of the magnitude of the cycle are limited by the condition of providing acceptable values of static and dynamic errors. Of
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU884384603A SU1522408A1 (en) | 1988-02-25 | 1988-02-25 | Shaft angle digitizer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU884384603A SU1522408A1 (en) | 1988-02-25 | 1988-02-25 | Shaft angle digitizer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1522408A1 true SU1522408A1 (en) | 1989-11-15 |
Family
ID=21358128
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU884384603A SU1522408A1 (en) | 1988-02-25 | 1988-02-25 | Shaft angle digitizer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1522408A1 (en) |
-
1988
- 1988-02-25 SU SU884384603A patent/SU1522408A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР № 487405, кл. Н 03 М 1/64, 1973. Авторское свидетельство СССР № 1185608, кл. Н 03 М 1/50, 1984. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
SU1522408A1 (en) | Shaft angle digitizer | |
US3316503A (en) | Digital phase-modulated generator | |
JPH0219021A (en) | Digital pulse width modulation circuit | |
CA1288138C (en) | Clock-controlled pulse width modulator | |
RU2042261C1 (en) | Frequency multiplier | |
SU1048572A1 (en) | Code/frequency converter | |
US3213444A (en) | Analog-digital converter | |
SU1092719A1 (en) | Code-to-time converter | |
SU1148121A1 (en) | Converter of voltage to code of residual class system | |
SU1298831A1 (en) | Pulse repetition frequency multiplier | |
RU2089920C1 (en) | Digital meter of phase shift | |
SU1374138A1 (en) | Digital converter for measuring pulse repetition frequency | |
SU1615615A1 (en) | Digital tachometer | |
SU1312740A1 (en) | Digital device for controlling three-phase bridge inverter | |
SU1669079A1 (en) | Controlled pulse repetition rate divider | |
JPH03235527A (en) | A/d converter | |
SU1297226A1 (en) | A.c.voltage-to-digital converter | |
SU1171784A1 (en) | Multiplier | |
SU1285493A1 (en) | Device for reproduction of delaying functions | |
SU1064458A1 (en) | Code/pdm converter | |
SU1080175A1 (en) | Shaft rotation angle encover | |
SU1596444A1 (en) | Digital frequency multiplier | |
SU1277413A2 (en) | Device for correcting time scale | |
SU1095390A1 (en) | Method and device for adaptive time sampling | |
SU1596461A1 (en) | Angle digitizer |