SU682932A1 - Преобразователь угла поворота вала в код - Google Patents

Description

сельсин 2, фазочувствительные выпр мители 3 и 4, интеграторы 5 и 6, компараторы 7 и 8. Компараторы представл ют собой операционные усилители с двум  входами. На один вход компараторов подключены выходы интеграторов 5 и 6, а на другой - отводы от фазосдвигающей цепи 9,- котора  питаетс  от генератора 1. Выходы компараторов через формирователи сигналов 10 и 11 объединены на входе элемента И 12. Выход элемента И 12 управл ет триггером 13, который по сигналу запуска на выходе формирует результирующую длительность импульса, пропорциональную преобразуемому углу в пределах от О до 360° с осреднением величины угла в установленио .м интервале времени. Длительность импульса , сформированного триггером, преобразуетс  затем в цифровой код с помощью блока 14 преобразовани  длительности импульса в код, нредставл ющего собой счетчик тактовых импульсов с ключевой схемой на входе. Цифровой код может считыватьс  в параллельной или ноеледовательной форме с выходов 15.

Фоточувствительный выпр митель 3, интегратор 5, компаратор 7 и формирователь 10 образуют один канал преобразоваии  выходных напр жений сельсина 2 в длительность импульса, а фазочувствительный выпр митель 4, интегратор 6, компаратор 8 и формирователь сигнала 11 - другой канал.

Принцип действи  устройства заключаетс  в следующем.

Выходные напр л-сени  сельсина 2 с двух его выходов представл ют собой напр жение перемсм-июго тока, амплнтуда которых зависит от угла поворота сельсина по закопу спиуса. При переходе амплпт -ды 1 Ыходных сигналов через нулевое значение фаза перемепиого тока с частотой генератора 1 измен етс  па 180°. В сельсине 2 с трем  обмотками фаза огибающей выходиых сигналов по отношению к углу поворота сдвинута на 120°. После выпр млени  сигналов фазочувствнтельиыми выпр мител ми 3 и 4 на их выходе формируетс  напр жение посто нного тока, уровень которого при повороте сельсина 2 измен етс  по закону синуса. Фазова  чувствительность выпр мителей иро вл етс  в том, что при изменении фазы несущей частоты на 180° пол рность выпр мленного сигнала мен ет знак. Фаза огибающей выпр мленных нанр жений относительно угла разворота составл ет также 120°. Выпр мленные напр жени  по двум каналам поступают на интеграторы 5 и 6, в которых происходит осреднение уровн  нанр жений во времени при колебани х угла сельсина. Поскольку выходные напр жени  еельсина 2 при колебани х угла плавно мен ютс  (по закону синуса) и не испытывают скачков , результат интегрировани  не содержит ошибки неоднозначности.

Далее проинтегрированные напр жени  иоступают на входы компараторов 7 и 8,

иа вторые входы которых подаетс  сигнал переменного тока с с|)азосдвигающей цепи 9. Амплитуда этого сигнала, одинакова  по двум каналам, равн етс  уровню максимально возможного сигнала посто нного

тока, а фаза одного канала сдвинута на 120° относительно фазы другого.

При подаче на. входы компаратора 7 или 8 си1 усоидального сигнала и сигнала посто нного тока на его выходе возникают

перепады напр жений с крутым фронтом, соответствующие моментам, когда мгновенное значение синусоиды равн етс  посто нному уровню. За каждый нериод несущей частоты генератора 1 таких перепадов возникает два в моменты, когда синусоида пересекает уровень в одном направлении, а затем в обратном, при этом перепады имеют разную пол рность. При этом длительность интервала времени между нулевой

фазой синусоиды и одним из двух скачков уровн  на выходе компаратора 7 или 8 пропорциональна углу поворота сельсина 2, поскольку оба сравниваемых сигнала измен ютс  по закону синуса, но в одном аргументом  вл етс  угол, а в другом - врем .

Из равенства синусов следует равенство их аргументов, но имеет место неоднозначность в пределах ± 180°, поскольку синус - функци  периодическа . Дл  устранени  неоднозначности служит второй канал нреобразовани . Поскольку огибающа  второго канала сдвинута по углу на 120°, то дл  совпадени  фронтов импульса по

обеим каналам требуетс , чтобы синусоида , подаваема  на вход второго компаратора , была сдвинута по временной шкале на 120°, что и выполн ет фазосдвигающа  цепь 9. Совпадение фронтов импульса по

двум каналам позвол ет из двух возможных значений искомого интервала выбрать правильное, исключив многозначность.

Момент совпадени  фронтов вы вл етс 

элементом И. Формирователи сигналов 10 и 11 дл  расщирени  длительности перепадов на величину, исключающую возможность несовпадени  фронтов из-за технологического разброса элементов, а,

кроме того, формируют дл  элемента И сигнал требуемой пол рности независимо от знака перепада на выходе компараторов .

Claims (2)

1. От сигнала с выхода элемента И срабатывает триггер 13, который перед измерением сбрасываетс  в нуль по входу R импульсом запуска. Сигнал запуска синхронизирован с начальной фазой синусоиды на фазовращателе, поэтому длительность опрокинутого состо ни  триггера 13 от момента запуска пропорциональна величине преобразуемого угла. Одновременно с запуском триггера 13 открываетс  вход блока 14 преобразовани  длительности импульса в код, который начинает считать количество тактовых импульсов , посто нно подаваемых на его вход. С обратным опрокидыванием триггера 13 счет прекращаетс , а количество сосчитанных импульсов оказываетс  пропорциональным длительности преобразуемого импульса. Если частота тактовых импульсов в 360 раз превышает частоту питающего генератора 1, то отсчет цифрового кода на выходе преобразовател  дает значение угла поворота сельсина, выраженного в градусах. Экономический эффект от использовани  предложенного преобразовател  обусловлен указанными выше его техническими преимуществами. Формула изобретени  Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий генератор переменного тока, подключенный к обмотке возбуждени  сельсина, к выходным обмоткам которого подключены первые входы фазочувствительных выпр мителей, вторые входы которых соединены с опорным выходом генератора переменного тока, нормирующий выход которого соединен через фазосдвигающую цепь с первыми входами компараTopoF , выходы компараторов соединены соответственно со входами формирователей сигнала, выходы которых через элемент И подключены к входу триггера, выход которого соединен с блоком преобразовани  длительности импульса в код, отличаюн ийс  тем, что, с целью повышени  точпости преобразовател , в него введены два интегратора, входы которых соединены с выходами соответствующих фазочувствительных выпр мителей, а выходы - со вторыми входами компараторов. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Свечарник Д. В. Дистанционные передачи , 1974, с. 193-207.
2. 2.Патент Англи № 1329968, кл. G08 С 9/04, 1961 (прототин).