SU1640816A1 - Преобразователь угла поворота вала в код - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в цифровых системах управлени  дл  преобразовани  углового положени  вала объекта в код. Целью изобретени   вл етс  повышение точности и упрощение преобразовател . Дл  достижени  поставленной цели в преобразователь, содержащий генератор 1 опорного напр жени , синусно-косинусный датчик 2 угла, функциональные делители 3, 4 напр жени , блоки 5, 6 цифровых инверторов, суммирующий усилитель 8, фазосдвигаю- щий элемент 11, фазовый детектор 12, преобразователь 13 напр жение-частота , реверсивный счетчик 7, введены компаратор 15, цифровой инвертор 14, переключатель 10. 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в цифровых системах управлени  дл  преобразовани  углового положени  вала объекта в код.

Цель изобретени  - повышение точности и упрощение преобразовател .

На фиг. 1 представлена блок-схема преобразовател  угла поворота вала в код; на фиг. 2 - иллюстрируетс  работа преобразовател .

Преобразователь угла поворота вала в код содержит генератор 1 опорного напр жени , синусно-косинусный датчик 2 (типа СКВТ), функциональные делители 3, 4 напр жени , блок 5, 6 цифровых инверторов, реверсивный счетчик 7, суммирующий усилитель 8, вычитающий усилитель 9, переключатель 10, фазосдвигающий элемент 11, фазовый детектор 12, преобразователь 13

напр жение-частота, цифровой инвертор 14, компаратор 15.

Преобразователь угла поворота вала в код работает следующим образом. Генератор 1 опорного напр жени  возбуждает двухфазный датчик 2 угла типа СКВТ. На выходах фазных обмотках датчика 2 угла -индуцируютс  напр жени  переменного тока Ue- k-sin / и Ug-k cosfc , где Uц - напр жение возбуждени , k - коэффициент передачи датчика угла. Эти выходные сигналы датчика 2 угла поступают соответственно на аналоговые входы второго функционального делител  3 напр жени  и первого функционального делител  4 напр жени .

На управл ющие входы функциональных делителей напр жени  через первый 6 и второй 5 блоки цифровых инверторов поступает код X (код в

о

4ь

О 00

о

пределах квадранта) с п-2 младших разр дов реверсивного счетчика 7.

Функциональный делитель 4 напр жени  реализует функцию sinX, a функциональный делитель 3 напр жени  - функцию cosX.

Напр жени  с функционального делител  4 напр жени  Ug-k cosO(sinX и с выхода второго 3 функционального делител  напр жени  sinflfcosX поступают на суммирующий усилитель 6 и вычитающий усилитель 9. Суммирующий усилитель 8 и вычитающий усилитель 9 позвол ют получить сигнал, описываемый выражением

U6- k- sintf.cosX - U& k CosOt- sinX - flU(1)

на всех четырех квадрантах фазных сигналов датчика 2 угла без инвертировани  последних. Дл  этого сигнал Д U снимаетс  или с суммирующего усилител  t 8 или с вычитающего усилител  9 через переключатель 10 аналогового сигнала в зависимости от значени  кода во втором старшем разр де реверсивного счетчика 7.

Работа переключател  10 аналогового сигнала и блоков цифровых инверторов 6 и 5 в зависимости от значени  кода второго старшего разр да реверсивного счетчика 7 по сн етс  таблицей на фиг.2.

Установка переключател  10 аналогового сигнала на выходе суммирующего 8 и вычитающего 9 усилителей снимает высокие требовани  к нему по точности передачи сигнала, т.к. он пропускает сигнал, равный разности двух фазных сигналов датчика 2 угла, который в рабочих режимах не превышает величины, соответствующей 1-2 единицам младшего разр да преобразовател .

Напр жение / U через переключатель 10 аналогового сигнала поступает на фазовый детектор 12, управл емый по первому входу напр жением Ue через фазосдвигающий элемент 11. С фазового детектора сигнал Ди в виде напр жени  посто нного тока поступает на преобразователь 13 напр жение-частота , который вырабаты- / вает импульсы с частотой, пропорци-г овальной величине этого напр жени . Импульсы с преобразовател  13 напр жение-частота, поступа  на ре-

1640816 4

версивный счетчик 7, измен ют его код в сторону увеличени  или умень- k шени  в зависимости от пол рности

с сигнала ftU до тех пор, пока этот сигнал на входе преобразовател  напр жение-частота не станет равным нулю.

При этом код N., установившийс 

Ю на реверсивном счетчике 7, соответствует угловому положению в( датчика 2 угла и  вл етс  выходным кодом . Как видно из фиг.2, пол рности

15 сигналов датчика 2 угла в диапазоне углов 180-360вобратны пол рност м этих сигналов в диапазоне углов 0-180°. Это означает, ч.те пол рность сигнала рассогласовани  flU на

20 выходе фазового детектора 12 при движении датчика угла в одну сторону в диапазоне углов в 180-360° обратив пол рности в диапазоне углов 0-180. Поэтому дл  правильной отработки

25 напр жени  рассогласовани  UU в диапазоне углов 180-360 сигнал управлени , поступающий на знаковый вход реверсивного счетчика 7 с фазового детектора 12 через компаратор 15,

30 инвертируетс  в цифровом инверторе 14 в зависимости от значени  старшего разр да реверсивного счетчика 7.

35

40

45

50

55

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий синусно-косинус- ный датчик, входы которого подключены к выходам генератора опорного напр жени , а выходы соединены с аналоговыми входами первого и второго функциональных делителей напр жени  соответственно, один выход генератора опорного напр жени  через фазосдвигающий элемент соединен с одним входом фазового детектора, выход которого через преобразователь напр жение-частота соединен со счетным входом реверсивного счетчика, выходы п-2 младших разр дов которого соединены с входами первого блока цифровых инверторов, выходы которого соединены непосредственно и через второй блок цифровых инверторов с информационными входами первого и второго функциональных делителей напр жени  соответственно, выход второго старшего разр да реверсивного счетчика соединен с управл ющим входом первого

   5

   0

   5

   0

   5

   Формула изобретени 

   Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий синусно-косинус- ный датчик, входы которого подключены к выходам генератора опорного напр жени , а выходы соединены с аналоговыми входами первого и второго функциональных делителей напр жени  соответственно, один выход генератора опорного напр жени  через фазосдвигающий элемент соединен с одним входом фазового детектора, выход которого через преобразователь напр жение-частота соединен со счетным входом реверсивного счетчика, выходы п-2 младших разр дов которого соединены с входами первого блока цифровых инверторов, выходы которого соединены непосредственно и через второй блок цифровых инверторов с информационными входами первого и второго функциональных делителей напр жени  соответственно, выход второго старшего разр да реверсивного счетчика соединен с управл ющим входом первого

   блока цифровых инверторов, суммирующий усилитель, отличающий- с   тем, что, с целью повышени  точности и упрощени , в него введены вычитающий усилитель, переключатель, цифровой инвертор и компаратор, вход которого подключен к выходу фазового детектора, а выход - к информационному входу цифрового инвертора, управл ющий вход которого подключен к выходу старшего ра зр да реверсивного счетчика, а выход соединен с входом направлени  счета последнего,

   выход первого функционального делител  напр жени  соединен с первыми входами суммирующего и вычитающего уси- „ лителей, а выход второго функционального делител  напр жени  - с вторыми входами суммирующего и вычитающего усилителей, выходы которых соединены с соответствующими информационными вхо- дами переключател , управл ющий вход которого подключен к выходу второго старшего разр да реверсивного счетчика , а выход соединен с другим входом фазового детектора.

   U Sinai

   USin-CO&X

   / / k

   Фиг.1

   С/#ш. ptymWftct углсг

   itfX CoS.tfrX-SLfict

   0°

   90°

   . ре&СЧегпчике1

   О

   Ход уп/навл.

   ФАН4.

   Аод ДОосгёЗ.

   Фдн а

   /-Х

   РвЗотаКхций усилитель

   Выч.ус.

   Сум.ус.

   Фиг. 2

   $6О

   %00С

   О

   /-Х

   Вь/Ч. /с.

   СУ/Ч.&.