SU503270A1 - Преобразователь углового положени вала сельсина в код - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано дл  цифровых измерений угловых положений вала.

Известен преобразователь углового положени  вала сельсина в код, содержащий сельсин, цифроаналоговый преобразователь, выход которого соединен со входом сравнивающего устройства, подключенного через блок управлени  ко входам регистров младщих и старших разр дов, и ключи. Однако известное устройство не имеет высокой точности.

Цель изобретени  заключаетс  в повышении точности преобразовател  углового положени  сельсина в код. Это достигаетс  тем, что в преобразователь углового положени  вала сельсина в код введены дополнительный цифроаналоговый преобразователь и дополнительный ключ, причем сельсин через замыкающие контакты ключей соединен со входами цифроаналоговых прео бразователей, управл ющие входы которых соединены с выходом регистра младших разр дов, а выход дополнительного цифроаналогового (преобразовател  через замыкающий контакт дополнительного ключа соединен со вторым входом. сравнивающ,его устройства.

Функциональна  схема преобразовател  углового положени  вала сельсина в код представлена на чертеже, где 1 - сельсин.

2 - сравнивающее устройство, 3- блок управлени , 4 - регистр старших разр дов, 5 - регистр младщих разр дов, 6 и 7 - цифроаналоговые преобразователи, 8 и 9-группы

аналоговых ключей, 10 -шина записи младших разр дов, 11-шина установки в нуль регистров 4 и 5, 12 - щина записи старших разр дов, 13 - шина сигнала «Выдача кода, 14 - дополнительный ключ.

Выходные напр жени  сельсина через группу аналоговых ключей 8 подключаютс  ко входу Цифроаналогового .преобразовател  (ЦАП) 7, выход которого соединен с первым входом сравнивающего устройства 2. Эти же

напр жени  через группу аналоговых ключей 9 подключаютс  ко входу ЦАП 6, выход которого через аналоговый ключ 14 соедин етс  со вторым входом сравнивающего устройства 2. Значени  сигнала на выходе сравнивающего устройства определ ютс  следующим образом:

f О при sign z {

0) 1 1 при 2 0

где Z Uio-Uu;

Uio - напр жение на входе шины 10; f/ii - напр жение на входе шины 11. Дл  управлени  работой всех узлов преоб разовател  служит блок управлени  3, который обеспечивает выработку последовательности управл ющих сигналов. Цикл работы блока управлени  синхронизирован частотой 1(итающего напр л ени , а входной информацией дл  него  вл ютс  сигналы с выхода устройства сравнени . Выходы блока управлени  3соедин ютс  с регистром старших разр дов 4и регистром младших разр доеб, в которых формируетс  кодовый эквивалент углового положени  вала сельсина. Кроме того, выходные сигналы блока управлени  поступают на управл ющие входы аналоговых ключей 8 и 9. Регистр младщих разр дов 5 управл ет величиной коэффициента передачи ЦАП 6 и ЦАП 7. При подключении роторной обмотки сельсина к источнику однофазного питающего напр жени  .У„81п2 и, где f/n и /п - амплитуда и частота питающего напр жени , со статорных обмоток сельсина можно получать систему трехфазных напр жений такого вида: и, К,рУ„8ш9-8т2 „ ; 2 - К-,рУ„ sin (в + 120°) sin 27гу; и, КгрУп sin (9 - 120°). sin 2 у, где В - угол поворота вала ротора сельсина; /(тр. - коэффициент трансформации. Весь интервал кодировани  Тк Тп/2 разбиваетс  на «.-f2 тактов, где 7ri /n -нериод питающего напр жени . Поступающий с входа блока управлени  по щине 11 сигнал устанавливает триггеры регистров 4 и 5 в нулевое состо ние. Одновременно аналоговые ключи 8 и 9 устанавливаютс  в разомкнутое сост ние, а ключ 14 замыкаетс  на «землю. В ЦАП 6 и ЦАП 7 устанавливаютс  коэффициенты передачи, равные единице . Затем замыкаетс  один из контактов ключа 8, и напр жение U поступает через ЦАП 7 на один вход сравнивающего устройства 2, на другой вход которого ранее был подан нулевой потенциал. Сравнивающее устройство 2 провер ет соотношение и выдает соответствующий сигнал в блок управлени , который записывает «1 () в старший разр д регистра 4, если , и записывает «О (), если . После поочередного замыкани  и размыкани  контактов ключа 8, напр жени  U и t/з поступают через ЦАП 7 на вход сравнивающего устройства, которое последовательно провер ет соотношени  и и выдает соответствующие сигналы в блок управлени . Блок управлени  на основе этой информации и значени  Кп определ ет значени  on-i и ап-2 и записывает их в регистр старщих разр дов 4. Возможно лишь шесть комбинаций знаков выходных напр жений сельсина. Каждой комбинации можно поставить в соответствие трехразр дное двоичное число, определ ющее номер сектора с дугой 60°, в пределах которого лежит значение угла в. Кажда  комбинаци  кодируетс  в блоке управлени  трем  двоичнылш разр дами а, ап- и аи-2, веса которых соответственно равны 180, 120 и 60°. При переключении ключа 14 в ЦАП 6 и ЦАП 7 сохран ютс  коэффициенты передачи, равные единице. Сравнива  выходные напр жени  сельсина между собой по модулю, можно по результату сравнени  и по значени м аи, an-i и a«-2 определить номер сектора с дугой 30°, в пределах которого лежит значение угла В. В последующих тактах аналого-цифрового преобразовани  определ ютс  значени  младших разр дов кодового эквивалента угла .30°,(3) где т. - номер сектора с дугой 30°, в пределах которого лежит значение угла , 1, 2. .. 11. Кодирование угла В состоит в поразр дном уравновещивании двух однопол рных напр жений путем умножени  большего по модулю напр жени  на коэффициент Ki,i - sinFf, а меньщего - на коэффициент /TV Sin (60°-Г,), i где П 2 , п-5,..., 2, 1 - значение эталонного угла на (п-3-1)-ом шаге кодировани  угла В , Yi 30°/2 -MJ-i) - значение основных этало«ных углов, используемых при поразр дном кодировании; а, - инверсное значение Ог-го разр да выходного кода угла В , , 1}. Физический смысл коэффициентов Ki,i и /С2,г состоит В ТОМ, ЧТО ОНИ пропорциональны модул м уравновещиваемых напр жений при значени х или же В т-30°+Гг В зависимости от значени  Ок-з сравниваемые иапр жени  коммутируютс  так, чтобы на вход ЦАП 7 подавалось меньщее по модулю напр жение, а на вход ЦАП 6 - больщее. В ЦАП 6 устанавливаетс  коэффициент переачи /Ci,n-4 sinrM-4 sinl5°, а в ЦАП 7- /С2,п-4 -sin(60°-Г„-4)5ш(60°-15°) и организуетс  проверка предиката. Полученное начение an-t записываетс  в регистр младих разр дов 5. При этом, если signz 0, то ЦАП 6 устанавливаетс  коэффициент переачи /Ci,n-5-31пГп 5 81п7,5°, а в ЦАП 7- /C2,5 sin|60°-Г„ 5| з{п (60-7,5°), после его организуетс  проверка предиката и опреел етс  значение «n-s- Если же sing , о в ЦАП 6 устанавливаетс  коэффициент пеедачи Ki,n-5-s in (15-f-7,5°) а в АП 7-/C2, (60°-Г„ 5)з1п (60- 5-7,5°), после чего ортаиизуетс  проверка редиката и определ ет1с  значение ап-5.

Остальные коэффициенты с Cn-s по ai определ ютс  аналогично описанному. При этом дл  т четных (включа  и ) в регистре младших разр дов 5 формируетс  пр мой код угла 0, а дл  нечетных т формируетс  код, пропорциональный дополнению угла 6 до 30°.

Итак, в регистре старших разр дов 4 записан четырехразр дный двоичный код Сп, txre-b Gn-2, cin-з С весами 180, 120, 60 и 30° соответственно. Этот код можно интерпретировать как двоично-кодированный номер сектора с дугой 30°, в котором лежит значение угла 0. В регистре младших разр дов 5 записан (п-4)-разр дный код a«-4, «71-5,..-, сб1 с весами 15; 7,5; ....30°/2 - соответственно, который при т четном (включа  и )  вл етс  пр мым кодом угла 0 9-т-30°, а при т нечетном - кодом, дополн ющим угол 0 до 30°.

Цикл преобразовани  заканчиваетс  после выдачи кодового эквивалента угла 0 из регистров 4 н 5 по сигналу «Выдача кода, поступающему с выхода блока управлени , и устройство готово к новому циклу преобразоваФормула и 3 о б р е т е н ,и  

Преобразователь углового положени  вала сельсина в код, содержащий цифроаналоговый преобразователь выход которого соединен с первым входом сравнивающего устройства , подключенного через блок управлени 

ко входам регистров младших и старших разр дов , и ключи, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности работы устройства , в него введены дополнительный цифроанслоговый преобразователь и дополнительный ключ, причем сельсин через замыкающие контакты ключей подключен ко входам цифроаналоговых преобразователей, управл ющие входы которых соединены с выходом регистра младших разр дов, а выход дополнительного цифроана-логового преобразовател  через замыкающий контакт дополнительного ключа соединен со вторым входом сравнивающего устройства.

r