SU1580556A1 - Angle-of-turn-to-code converter - Google Patents

Angle-of-turn-to-code converter Download PDF

Info

Publication number
SU1580556A1
SU1580556A1 SU884617211A SU4617211A SU1580556A1 SU 1580556 A1 SU1580556 A1 SU 1580556A1 SU 884617211 A SU884617211 A SU 884617211A SU 4617211 A SU4617211 A SU 4617211A SU 1580556 A1 SU1580556 A1 SU 1580556A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
inputs
phase
output
voltage
converter
Prior art date
Application number
SU884617211A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Михайлович Домрачев
Георгий Фомич Мончак
Анатолий Петрович Синицын
Игорь Павлович Сигачев
Original Assignee
Предприятие П/Я В-8670
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Предприятие П/Я В-8670 filed Critical Предприятие П/Я В-8670
Priority to SU884617211A priority Critical patent/SU1580556A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1580556A1 publication Critical patent/SU1580556A1/en

Links

Landscapes

  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в цифровых системах управлени  дл  преобразовани  углового положени  вала объекта в цифровой код. С целью повышени  точности преобразовател , содержащего генератор 1 опорного напр жени , синусно-косинусный датчик 2 угла, селектор 3 сектора, функциональные делители 4,5, цифровой инвертор 6, суммирующий усилитель 8, фазочувствительный выпр митель (ФЧВ) 9, преобразователь напр жени  в частоту 10, реверсивный счетчик, в него введены усилитель-формирователь 11, два ФЧ0в 12, 13, два аналоговых инвертора 14, 15 и суммирующий усилитель 16. В преобразователе в качестве опорного напр жени  ФЧВ 9 используетс  напр жение, сформированное вновь введенными элементами из фазных напр жений датчика 2. 1 ил.The invention relates to automation and computing and can be used in digital control systems for converting the angular position of an object shaft to a digital code. In order to improve the accuracy of the converter containing the generator 1 of the reference voltage, sine-cosine sensor 2 angles, selector 3 sectors, functional dividers 4.5, digital inverter 6, summing amplifier 8, phase-sensitive rectifier (FW) 9, voltage converter to frequency 10, reversible counter, amplifier-driver 11, two FChv 12, 13, two analog inverters 14, 15 and summing amplifier 16 are introduced into it. In the converter, voltage generated by the newly introduced elements is used as the reference voltage of the FCF 9 ntami from the phase voltage sensor 2. 1 yl.

Description

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в цифровых системах управлени  дл  преобразовани  углового положени  вала объекта в цифровой кодThe invention relates to automation and computing and can be used in digital control systems for converting the angular position of an object shaft to a digital code.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности преобразовател  угла поворота в код за счет использовани  в качестве опорного напр жени  фазо- чувствительного выпр мител  напр жени , сформированного из фазных напр жений синусно-косинусного датчика угла.The aim of the invention is to improve the accuracy of a rotation angle converter into a code by using a phase-sensitive voltage rectifier formed from phase voltages of a sine-cosine angle sensor as a reference voltage.

На чертеже приведена функциональ- на  схема предлагаемого преобразовател .The drawing shows a functional diagram of the proposed converter.

Преобразователь угла поворота вала в код содержит генератор 1 опорного напр жени , синусно-косйнусный датчик 2 (например, СКВТ), селектор 3 сектора (квадранта),функциональные делители 4 и 5 напр жени , цифровой инвертор 6, реверсивный счетчик 7, суммирующий усилитель 8, фазочувстви- тельный выпр митель 9, преобразователь 10 напр жени  в частоту, усилитель-формирователь 1, фазочувстви- тельные выпр мители 12 и 13, аналоговые инверторы 14 и 15 и суммирующий усилитель 16,The shaft rotation angle-to-code converter contains the generator 1 of the reference voltage, sine-cosine sensor 2 (for example, ACST), the sector 3 (quadrant) selector, the function dividers 4 and 5 of the voltage, digital inverter 6, reversible counter 7, summing amplifier 8 , phase-sensitive rectifier 9, voltage-to-frequency converter 10, amplifier-shaper 1, phase-sensitive rectifiers 12 and 13, analog inverters 14 and 15, and summing amplifier 16,

Преобразователь работает следующим образом.The Converter operates as follows.

При возбуждении синусно-косинусного датчика 2 угла напр жением от генератора 1 опорного на- пр жени  на.выходах его фазных обмоток индуцируютс  напр жени  переменного тока видаWhen the sine-cosine angle sensor 2 is excited by the voltage from the generator 1 of the reference voltage, the alternating current of the type is induced at the outputs of its phase windings

U.-m- sino6sin(Wt + cf) иU.-m- sino6sin (Wt + cf) and

00

Uft-m-coso -sin( +),Uft-m-coso-sin (+),

где U. - амплитуда опорного напр жени ; Ы - частота опорного напр же- where U. is the amplitude of the reference voltage; Ы - frequency reference voltage

ни ;neither;

t - сдвиг фазы выходных напр жений датчика 2 относительно фазы опорного напр жени  ; m - коэффициент трансформацииt is the phase shift of the output voltages of the sensor 2 relative to the phase of the reference voltage; m - transformation ratio

датчика 2;sensor 2;

d - угол поворота вала датчика 2 .d is the angle of rotation of the sensor shaft 2.

Эти сигналы с датчика 2 через селектор 3 сектора (квадранта), управл емого кодом двух старших разр дов реверсивного счетчика 7, поступают на аналоговые входы первого 4 и второго These signals from sensor 2 through the sector selector 3 (quadrant), controlled by the code of the two most significant bits of the reversing counter 7, are fed to the analog inputs of the first 4 and second

00

00

. .

5 five

5 five

00

00

00

функциональных делителей напр жени . На управл ющие входы второго 5 функционального делител  напр жени  с (п-2) младших разр дов реверсивного счетчика 7 поступает код X в пределах сектора (квадранта).На управл ющие входы первого функционального делител  4 напр жени  код X поступает через цифровой инвертор 6. Первый функциональный делитель 4 напр жени  реализует функцию cosX, а второй функциональный делитель 5 напр жени  реализует функцию sinX. При этом на выходе первого функционального делител  4 напр жени  формируетс  напр жение Uj-m-sine/- cosX-sin(cot + if) , а на выходе второго функционального делител  5 напр жени  формируетс  напр жение U8-m-cos«rf-sinX«sin(6Ut ). Эти напр жени  поступают на первый и вто- рой входы суммирующего усилител  8, где происходит их алгебраическое суммирование в соответствии с выражениемfunctional voltage dividers. The control inputs of the second 5 function voltage divider from (n-2) low-order bits of the reversible counter 7 receive the code X within the sector (quadrant). The code X enters the control inputs of the first functional divider 4 voltage through the digital inverter 6. The first functional divider 4 voltage implements the function cosX, and the second functional divider 5 voltage implements the function sinX. At the same time, the voltage Uj-m-sine / - cosX-sin (cot + if) is generated at the output of the first functional voltage divider 4, and the voltage U8-m-cos rf-sinX is formed at the output of the second functional voltage divider 5 “Sin (6Ut). These voltages are applied to the first and second inputs of summing amplifier 8, where they are algebraically summed in accordance with the expression

Ue-m -sinc(-cosX-sin(a/t + cf) - Ue- m. cosof- sinX -sin( U)t + Cf) Ue-m-sinc (-cosX-sin (a / t + cf) - Ue-m. Cosof-sinX-sin (U) t + Cf)

4U.(1) 4U. (1)

Напр жение рассогласовани  dU с выхода суммирующего усилител  8 поступает на вход фазочувствительного выпр мител  9, с выхода которого в виде сигнала посто нного тока подаетс  на вход преобразовател  10 напр жени  в частоту. Преобразователь 10 напр жени  в частоту вырабатывает импульсы с частотой, пропорциональной амплитуде входного сигнала, которые поступают на вход реверсивного счетчика 7. При этом на реверсивном счетчике 7 происходит изменение кода до тех пор, пока сигнал рассогласовани  ЛU на входе преобразовател  10 напр жени  в частоту не станет-равным нулю. При достижении этого услови  коц N, установившийс  в реверсивном счетчике 7, соответствует угловому положению обвала датчика 2 и  вл етс  выходным кодом преобразовател .The error voltage dU from the output of summing amplifier 8 is fed to the input of a phase-sensitive rectifier 9, from the output of which, as a direct current signal, is fed to the input of a voltage-frequency converter 10. The voltage-to-frequency converter 10 produces pulses with a frequency proportional to the amplitude of the input signal, which are fed to the input of the reversible counter 7. At the same time, the code on the reversing counter 7 changes the code until the error signal LU at the input of the voltage converter 10 is not will be equal to zero. When this condition is reached, Kot N, established in the reversible counter 7, corresponds to the angular position of the sensor 2 collapse and is the output code of the converter.

Формирование опорного напр жени  дл  фазочувствительного выпр мител  9, которое снимаетс  с выхода суммирующего усилител -формировател  16, происходит следующим образом. С выходов фазных обмоток датчика 2 напр жени  Ug-га .(u)t +40 и Ue-m- sin(u) t + (f) поступают на входы первого 12 и второго 13 фазочувствительных выпр мителейThe formation of the reference voltage for the phase-sensitive rectifier 9, which is removed from the output of the summing amplifier -former 16, proceeds as follows. From the outputs of the phase windings of the voltage sensor 2 Ug-ha. (U) t +40 and Ue-m-sin (u) t + (f) are fed to the inputs of the first 12 and second 13 phase-sensitive rectifiers

1580556 на входы первого 14 и второго 15 аналоговых инверторов соответственно. В качестве опорного напр жени  вспомогательных фазочувствительных выпр мителей используетс  напр жение возбуждени  U. sin ait, прошедшее через усилитель- формирователь 11, На выходе первого вспомогательного фазочувствительного выпр мител  12 образуетс  напр жение Ug ni sinc, а на выходе второго вспомогательного фазочувствительного выпр мител  3 - напр жение U-.m-coso/. Эти напр жени  поступают на вторые входы первого 14 и второго 15 аналоговых инверторов и  вл ютс  управл ющими сигналами дл  инвертировани  фазных напр жений датчика 2 угла, поступающих на первые входы аналоговых инверторов. При этом напр жение на выходе первого аналогового инвертора 14 описываетс  выражением U1580556 to the inputs of the first 14 and second 15 analog inverters, respectively. As the reference voltage of the auxiliary phase-sensitive rectifiers, the excitation voltage U. sin ait passed through the amplifier-shaper 11 is used. The output of the first auxiliary phase-sensitive rectifier 12 produces a voltage Ug ni sinc, and the output of the second auxiliary phase-sensitive rectifier 3 - voltage U-.m-coso /. These voltages are fed to the second inputs of the first 14 and second 15 analog inverters and are control signals for inverting the phase voltages of the angle sensor 2 supplied to the first inputs of the analog inverters. Here, the voltage at the output of the first analog inverter 14 is described by the expression U

mm

хx

втох (sin o() -sin(wt +lf), а на выходе ррго аналогового инвертора 15 выражением Uj- m- (cos oi ) -si.n(6b t +(f) . Ha суммирующем усилителе-формирователе 16 производитс  их суммированиеsecond (sin o () -sin (wt + lf), and at the output of the pRGO analog inverter 15 by the expression Uj-m- (cos oi) -si.n (6b t + (f). Ha summing up the amplifier-former 16 summation

с одновременным усилением результирующего сигнала, т.е. сигнал на выходе суммирующего усилител -формировател  16 равен U оп Uem-sin(oot + q) л х ( IcosoM Ж, где К -.коэффициент усилени .with simultaneous amplification of the resulting signal, i.e. the signal at the output of summing amplifier -former 16 is equal to U op Uem-sin (oot + q) l x (IcosoM Ж, where K is the gain factor.

Это напр жение, которое  вл етс  опорным дл  фазочувствительного выпр мител  9, всегда синфазно с выходными напр жени ми датчика 2 угл.а независимо от его углового положени , поэтому в преобразователе угла пово- рота вала в код отсутствуют погрешности , порождаемые по влением фазового сдвига между напр жением возбуждени  и выходными напр жени ми синусно- косинусного датчика при изменении температуры окружающей его среды, и нет необходимости применени  фазо- сдвигающего элемента.This voltage, which is a reference for the phase-sensitive rectifier 9, is always in phase with the output voltages of the sensor 2 of the arc, regardless of its angular position, therefore, in the code angle converter, there are no errors caused by the phase shift between the excitation voltage and the output voltage of the sine-cosine sensor when the temperature of its environment changes, and there is no need to use a phase-shifting element.

Отсутствие частотно-зависимых элементов в цеп х аналоговых инверторов 14 и 15 схемы формировани  опорного напр жени  выпр мител  9 обеспечивает работу преобразовател  угла поворота вала в код при различных частотах напр жени  возбуждени  датчи- ка 2 угла и исключает необходимость проведени  регулировочных работ в процессе эксплуатации.The absence of frequency-dependent elements in the circuits of analog inverters 14 and 15 of the circuit for the formation of the reference voltage of the rectifier 9 ensures the operation of the shaft angle-to-turn converter at different excitation voltage frequencies of the angle sensor 2 and eliminates the need for adjustment work during operation.

0556 100556 10

1515

2020

Предлагаемый преобразователь в части формировани  опорного напр жени  фазочувствительного. выпр мител  из фазных напр жений датчика угла может быть использован и в других устройствах , например в преобразовател х код-угол и в приводах, базирующихс  на аналоговых трансформаторных системах передачи угла.The proposed converter in terms of the formation of the reference voltage is phase-sensitive. The rectifier from the phase voltage of the angle sensor can be used in other devices, for example, in code-angle converters and in drives based on analogue transformer angle transmission systems.

Параметры фильтров, сто щих на выходах вспомогательных фазочувствительных выпр мителей, выбираютс  исход  из значени  частоты напр жени  возбуждени  датчика угла. Если предполагаетс  использование схемы преобразовател  угла поворота вала в код с датчиками угла, имеющими разную частоту возбуждени , то параметры фильтров выбираютс  исход  из значени  наиболее низкой частоты.The parameters of the filters located at the outputs of the auxiliary phase-sensitive rectifiers are chosen based on the frequency value of the excitation voltage of the angle sensor. If it is intended to use a shaft angle-to-turn converter circuit with an angle sensor having a different excitation frequency, the filter parameters are selected based on the value of the lowest frequency.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula 5five 00 00 Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий генератор опорного напр жени , выходы которого соединены с входами синусно-косинусного датчика , выходы которого через селектор сектора соединены с аналоговыми входами первого и второго функциональных делителей напр жени  соответственно, выходы которых соединены с соответствующими входами первого суммирующего усилител , выход которого соединен с 5 информационным входом первого фазочувствительного выпр мител , выход которого через преобразователь напр жени  в частоту соединен с входом реверсивного счетчика, выходы п-2 младших разр дов которого через цифровой инвертор и непосредственно соединены с цифровыми входами первого и второго функциональных делителей напр жени  соответственно, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности преобразовател , в него введены усилитель-формирователь, второй и третий фазочувствительные выпр мители , первый и второй аналоговые инверторы и второй суммирующий усилитель, один выход генератора опорного напр жени  через усилитель-формирователь соединен с опорными входами второго и третьего фазочувствительных выпр мителей, выходы которых соединены с управл ющими входами первого и второго аналоговых инверторов соответственно, информационные входыA shaft rotation angle converter into a code containing a reference voltage generator, the outputs of which are connected to the inputs of a sine-cosine sensor, the outputs of which through the sector selector are connected to the analog inputs of the first and second functional voltage dividers, respectively, the outputs of which are connected to the corresponding inputs of the first summing amplifier , the output of which is connected to the 5 information input of the first phase-sensitive rectifier, the output of which through a voltage to frequency converter with the input of the reversible counter, the outputs of the p-2 low-order bits of which, through a digital inverter, are directly connected to the digital inputs of the first and second functional voltage dividers, respectively, characterized in that, in order to improve the accuracy of the converter, a second amplifier is inserted into it and the third phase-sensitive rectifiers, the first and second analog inverters and the second summing amplifier, one output of the reference voltage generator through the amplifier-shaper connected to the reference inputs and second and third phase-sensitive rectifiers, whose outputs are connected with the control inputs of said first and second analog inverters respectively, the data inputs 5five 00 5five 715805568715805568 второго фазочувствительного выпр ми-аналоговых инверторов соединены с тел  и первого аналогового инверторавходами второго суммирующего усилите- подключены к первому выходу синусно-л , выход которого соединен с опорным косинусного датчика, информационныевходом первого фазочувсгвительного входы третьего фазочувствительноговыпр мител , выходы двух старших раз- выпр мител  и второго аналоговогор дов реверсивного счетчика соединены инвертора подключены к второму выходус управл ющими входами селектора сек- синусно-косинусного датчика, выходытора.a second phase-sensitive straightening E analog inverters connected to the first body and the second analog invertoravhodami summing amplifiers are connected to the first output of the sine-l whose output is connected to a reference cosine sensor informatsionnyevhodom fazochuvsgvitelnogo first inputs of the third fazochuvstvitelnogovypr DC converter outputs two different older rectifier and the second analogue of the reversible counter is connected to the inverter connected to the second output by the control inputs of the selector sine-cosine sensor ka, the exit.
SU884617211A 1988-10-10 1988-10-10 Angle-of-turn-to-code converter SU1580556A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884617211A SU1580556A1 (en) 1988-10-10 1988-10-10 Angle-of-turn-to-code converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884617211A SU1580556A1 (en) 1988-10-10 1988-10-10 Angle-of-turn-to-code converter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1580556A1 true SU1580556A1 (en) 1990-07-23

Family

ID=21413812

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU884617211A SU1580556A1 (en) 1988-10-10 1988-10-10 Angle-of-turn-to-code converter

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1580556A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 896654, кл. Н 03 М 1/48,1980. Зверев А.Е. и др. Преобразователи угловых перемещений в цифровой код,- Л. : Энерги , 1974. с.143, рис.67. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4669024A (en) Multiphase frequency selective phase locked loop with multiphase sinusoidal and digital outputs
EP0308656A1 (en) Method and apparatus for generating a digital signal indicative on an angular displacement
US4476420A (en) Circuit arrangement for synthesizing a sinusoidal position signal having a desired phase and high-resolution positioning system making use of the circuit arrangement
SU1580556A1 (en) Angle-of-turn-to-code converter
US4119958A (en) Method for achieving high accuracy performance from conventional tracking synchro to digital converter
US3995267A (en) Digital to analog converter with system gain insensitivity
SU1640816A1 (en) Angle-to-number converter
SU1144124A1 (en) Function generator
SU1402962A1 (en) Variable phase shifter
JPH0658769A (en) Signal processing method and displacement detector using method thereof
SU1479889A2 (en) Controlled phase shifter
RU2060549C1 (en) Device for calculation of trigonometric functions
SU1091202A1 (en) Shaft turn angle encoder
SU690517A1 (en) Device for adjustment of shaft angular position-to-code converters
SU890423A1 (en) Device for converting angular displacements into code
RU2053553C1 (en) Device for calculation of square root from difference of known and unknown values
SU669374A1 (en) Shaft angular position-to-code converter
SU593187A1 (en) Digital-analogue follow-up system
SU627500A1 (en) Shaft angular position-to-code converter
RU2039377C1 (en) Device for trigonometric transform
SU902039A1 (en) Shaft angular position-to-code converter
SU1153335A2 (en) Angle-to-phase-to-number converter
SU736128A1 (en) Function generator
SU1446692A2 (en) Shaft angle digitizer
SU1162043A1 (en) Shaft turn angle encoder