SU684578A1 - Shaft angular position-to-code converter - Google Patents

Shaft angular position-to-code converter

Info

Publication number
SU684578A1
SU684578A1 SU772461458A SU2461458A SU684578A1 SU 684578 A1 SU684578 A1 SU 684578A1 SU 772461458 A SU772461458 A SU 772461458A SU 2461458 A SU2461458 A SU 2461458A SU 684578 A1 SU684578 A1 SU 684578A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
output
voltage
input
code
inputs
Prior art date
Application number
SU772461458A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Степанович Буданов
Анатолий Алексеевич Гаврилов
Вячеслав Павлович Максимов
Евгений Федорович Тупиков
Original Assignee
Предприятие П/Я Р-6794
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 Р-6794 filed Critical Предприятие П/Я Р-6794
Priority to SU772461458A priority Critical patent/SU684578A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU684578A1 publication Critical patent/SU684578A1/en

Links

Landscapes

  • Analogue/Digital Conversion (AREA)

Description

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА -В КОД(54) SHAFT ANGLE CONVERTER - TO CODE

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике, может быть использовано дл  преобразовани  угла поворота вала в код. Известен преобразователь углового положени  вала в цифровой код, содержащий врапдающийс  трансформатор, соединенный со входами сумматоров, выходы которых через фазочувствительные выпр мители подключены к первым входам вентилей, вт.орые входы которых подключены к выходу генератора импульсов, а выходы соединены через реверсивный счетчик и преобразователь «код-напр жение 1. Недостатком этого устройства  вл етс  мала  точность. Наиболее близок к предлагаемому преобразователь угла поворота вала в код, содержащий преобразователь напр жени  в частоту, три формировател  синусоидального сигнала, фазовый синхронный детектор, задающий генератор, выход которого подключен ко входам двух делителей частоты, выход первого делител  частоты соединен со входом первого дещифратора, два выхода которого через формирователи синусоидального сигнала подключены ко входам синусно-косинусного вращающегос  трансформатора , выход блока управлени  подключен ко входу реверсивного счетчика, выход которого соединен со входом блока ввода кода, выход блока ввода кода подключен ко второму входу второго делите т частоты, выход которого соединен со входом второго дещифратора, выход первого делител  частоты через формирователь импульса ввода кода подключен к управл ющему входу блока ввода кода 2|. Недостаток устройства - низка  точность преобразовани  угла поворота вала в код и низка  разрещающа  способность преобразовател , которые объ сн ютс  нелинейностью преобразовани , температурной нестабильностью элементов и трудностью реализации работы преобразовател  с высокой частотой задающего генератора. Цель изобретени  - повыщение точности и разрещающей способности преобразовател  угла поворота вала в код. Согласно изобретению поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство введены интегратор, четвертый формирователь синусоил ,.1,;1ьного CHiH;i..i;i, 6:i()K с|1 1В11ени , и: онраге .1ЬН1)1Й уси,:1ИГ(.1ь, порогош и , yiipaiiл емый ;и 1Нге..1ь игшр /кони , iipcHJnjja.uHui тс,1ь «код- 1апр жен.не, амплитудный синхронный легект()|1 II суммируюник блок, нериый выход второсо лен1ис()рат))а че)еи г 5гтий фо)мир()вате,11 синусоида.и)Н()1Ч) напр жени  подк.мючен к 11е)В()му нхолх суммнруюнкмО блока, второй выход второго ден(ифрагора через четвертьн (|)())мнр()вате/1ь ениуеоидального сигнала соединен с первым входом преобразовател  «код --напр жение, второй вход которого нодк.люче.н к выходу младших разр дов реверсивного счетчика, а выход преобразовател  «код- напр жение нодключен ко второму входу суммнруюнимч) блока, В111ход которого че)ез унрав.п емый де.мнтель нан|) же1Н1  11одклн)Ч1Ч1 к нервому входу блока сравнени , второй вход блока сравнени , нодключен к выходу синусно-косинусного враи1аю цегос  трансформатора, выход блока сравнени  через избиратель 1ый усилитель подключен ко входам фазового и амплитудного cHHxpo}iHi ix детекторов, выход фазового сппхропного детектора подк.почен ко входам н| еобразовател  напр /кепн  в частоту н норогового б.юка, выходы которых нодк.почепы ко входам б.юка ун)ав.1ени , выход .П1тудно1Ч) синхрогнюго детект ())а через ннтеграто) соединен ео вто|)ым входом унрав,1 емо1о де,1ите.1  панр ж(чн1 , третий н четвер1Ы11 1  1ход| | ргго|К)го дении( ратора нодк.почены ко вторым входам амнлнтудпого и с|)азового сннхрон1и 1х дегекто )ОВ.The invention relates to automation and computing, can be used to convert the angle of rotation of the shaft into a code. A known converter of the angular position of the shaft into a digital code that contains an impinging transformer connected to the inputs of adders, the outputs of which are connected to the first inputs of the valves through phase-sensitive rectifiers, the second inputs of which are connected to the output of the pulse generator, and the outputs are connected via a reversible counter and converter " code voltage 1. A disadvantage of this device is its low accuracy. Closest to the proposed shaft rotation angle converter into a code containing a voltage to frequency converter, three sinusoidal signal shapers, a phase synchronous detector, a master oscillator, the output of which is connected to the inputs of two frequency dividers, the output of the first frequency divider is connected to the input of the first descrambler, two the output of which is connected via a sinusoidal shaper to the inputs of a sine-cosine rotating transformer, the output of the control unit is connected to the input of a reversing The first counter, the output of which is connected to the input of the code entry block, the output of the code entry block is connected to the second input of the second frequency divider, the output of which is connected to the input of the second decipher, the output of the first frequency divider is connected to the control input of the code input block 2 |. The disadvantage of the device is low accuracy of converting the angle of rotation of the shaft to the code and low resolving power of the converter, which is explained by the non-linearity of the conversion, the temperature instability of the elements and the difficulty of implementing the converter with a high frequency of the master oscillator. The purpose of the invention is to increase the accuracy and resolution of the converter angle of rotation of the shaft in the code. According to the invention, the goal is achieved by introducing an integrator into the device, the fourth sine wave former, .1,; 1 CHiH; i..i; i, 6: i () K with | 1V11eni, and: onragi .1H1) 1Y wuxi ,: 1IG (.1b, threshold, yiipaiated; and 1He..1b igshr / horses, iipcHJnjja.uHui mc, 1 "code-1p. Non-amplified synchronous legate () | 1 II summator block, non-secondary output lentiy () rat)) a) ei d 5gty pho) world () vata, 11 sine wave.i) H () 1H) voltage is connected to 11e) In () i nholkh summrnrnnmO block, second output of the second den ( and fragora through a quarter (|) ()) mnr () cotton / 1 eniweeo signal with It is connected with the first input of the converter “code - voltage, the second input of which is not connected to the output of the lower digits of the reversible counter, and the output of the converter“ code-voltage is connected to the second input of the single input) unit, which has four inputs)) The remote control terminal is connected to the nerve input of the comparison unit, the second input of the comparison unit is connected to the output of the sine-cosine spin of the transformer, the output of the comparison unit through the selector 1st amplifier is connected to the inputs of the phase and amplitude cHHxpo} iH) ix detector s, the output of the phase detector spphropnogo podk.pochen to the inputs of n | For example, the generator / Kepn to the frequency of a normal b.yuka, whose outputs are nod.pochepy to the inputs b.yuk un) av.1eni, output. P1tudno1CH) syncronyuguyu detector ()) and through nntegrato) connected to the second input | 1 capacitance, 1ite.1 panr w (pn1, third n quadruple 1Q11 1 1khod | | rggo | K) of the radius (rator nod.pochny to the second inputs amnlntudpogo and c) azovnogo nnhron1i 1kh dehekto) OB.

Па чертеже приведена структурна  лектрнческа  схема устройства. ГТреобразователь содержнт сннусно-косннусный враи1ак)1цийс  трансформатор (СКВТ) 1, блок сравненн  2, нзбирате.чын й усилитель 3, с)азоВ1 )1Й синхронный детектор 4, амплитудный еинхронный детектор 5, преобразователь напр жени  в частоту 6, пороговый блок 7, интегратор 8, блок 9 управлени  реверснвtn iM счетч11ком 10 со старнп1ми и младпиши разр дами 11 н 12 соответственно, формирователь 13 импульса ввода кода, блок 4 ввода кода, задающий генератор 15, делители частоты 16 и 17, дешифраторы 18 иPa drawing shows a structural electrical diagram of the device. The transducer contains a SNR VNIAC) 1cccc transformer (SQTT) 1, block compared 2, nbirate.chyny amplifier 3, c) azoB1) 1st synchronous detector 4, amplitude synchronous detector 5, voltage converter to frequency 6, threshold unit integrator 8, block 9 of control of reverse iM counter 10 with old and young bits of bits 11 and 12, respectively, shaper 13 of a code input pulse, block of code entry 4, a master oscillator 15, frequency dividers 16 and 17, decoders 18 and

19,формирователи синусоидальных сигналов 20-23, преобразователь «код-напр жение 24, суммирующий блок 25, управл емый делитель напр жени  26.19, the sinusoidal wave conditioners 20–23, the transducer “code-voltage 24, the summing unit 25, the controlled voltage divider 26.

Выход задаюн 1его генератора 15 подключен ко входам делителей частоты 16 и 17, выход делител  16 через дешифратор 18 н формирователи синусоидального сигна:1аThe output of the generator 1 15 is connected to the inputs of the frequency dividers 16 and 17, the output of the divider 16 through the decoder 18 n the sinusoidal signal drivers: 1a

20,21 нодключен ко входам синусно-косинусного вращающегос  трансформатора 1.20,21 are connected to the inputs of a sine-cosine rotating transformer 1.

Выход блока сравнени  2 через реверсивный счетчик 10, блок ввода кода 14 и делитель частоты 17 соединен со входом дешифратора 19.The output of Comparison Unit 2 is through a reversible counter 10, a block for input of code 14 and frequency divider 17 is connected to the input of decoder 19.

В1з1ход делител  частоты 16 через формирс ватель импульса ввода кода 13 подключен к унравл юп;ему входу блока ввода кода 14. Первый выход деп нфратора 19 че()ез формирователь синусоидального напр жени  22 подключен к первому входу суммируюп1его блока 25, второй выход де1пнфратора 19 через формирователь синусоидального сигнала 23 соединен с одним из входов преобразовател  «код-напр жение 24, второй вход которого нодключен к выходу младншх разр дов 12 реверсивного счетчика 10, а вход нреобразовател  «код-н прежние 24 нодключен ко второму входу сумм11руюн1его блока 25, выход последнего через управ.1 емый делитель напр жени  26 нодключен к одному из входов блока сравнени  2.B1z1khod of frequency divider 16 through a pulse of input of a code 13 is connected to the control unit, it is input to the input block of the code 14. The first output of the terminal is 19 che () without the driver of sinusoidal voltage 22 is connected to the first input of the summed block 25, the second output of the 1 to 19 final through The driver of the sinusoidal signal 23 is connected to one of the inputs of the converter “code-voltage 24, the second input of which is connected to the output of the younger bits 12 of the reversing counter 10, and the input of the converter“ code-n former 24 is connected to the second input of the sums 11-line unit 25, the output of the latter through the controlled voltage divider 26 is connected to one of the inputs of the comparison unit 2.

Второй вход блока сравнени  2 подключен к выходу еинусно-коеинусн(Ло вращаюН1ег ()с  трансформатора 1, а выход блока сравне(П1  2 через избирательный усилитель 3 подк„1ючен ко входам синхронных детекторов 4 и 5. Выход фазов(;го синхронного детектора 4 подключен ко входам преоб|)азовате .1  напр жени  в частоту 6 н порогового блока 7, а их выходы подключены ко входам блока управлени  9. Выход амплитудного синхронного детектора 5 через интегратор 8 соединен со вторым входом унравл еMoio делител  напр жени  26. Третий н чет Нртый выходы ден1ифратора 19 подключены ко вторым входам синхронных детекторов.The second input of Comparative Unit 2 is connected to the output of the Einus-Coinus (Lo rotates () from transformer 1, and the output of the block is comparable to (P1 2 through the selective amplifier 3 podku 1uchen to the inputs of synchronous detectors 4 and 5. Phase output (; th synchronous detector 4 connected to the inputs of a voltage transformer to a voltage of 6 n threshold block 7, and their outputs are connected to the inputs of control unit 9. The output of an amplitude synchronous detector 5 through an integrator 8 is connected to the second input of a voltage level divider 26. The third Thu Nrty exits the diverter 1 9 are connected to the second inputs of synchronous detectors.

Устройство работает с.чедчющим образом.The device works in a general way.

СКВТ 1 иреобразует у1ол поворота вала в напр жение, фазовый сдвиг которого пропор 1нонален углу поворота ва:1а. Напр жение с выходной обмотки СКВТ I поступает на блок сравнени  2, в котором складываетс  в противофазе с комненсируюп1им сигналом , вырабатывае.мы.м совокунностью блоков 10-26. В результате сложени  выдел етс  и усиливаетс  перва  гармоника напр жени  питани  СКВТ 1, несуща  информапию как о фазовом, так и об амплитудном разбалансе сравниваемых напр жений. Избирательный усилитель 3 в цепи выделени  рассогласовани  по фазе определ ет посто нную времени, характеризующую динамическую характеристику преобразорател , котора  до некоторых пределов линейно зависит от скорости изменени  угла ротора СКВТ и исключаетс  раснп-фением динамического диапазона нреобразовател  напр жени  в частоту 6.SSCT 1 and reconverts the rotation of the shaft to a voltage, the phase shift of which is proportional to 1N of the angle of rotation: 1a. The voltage from the output winding of the SCRT I is fed to a comparator unit 2, in which it is added in antiphase with a positive signal produced by us. As a result of the addition, the first harmonic of the power supply voltage of the SCPT 1 is extracted and amplified, carrying information about both the phase and amplitude unbalance of the compared voltages. The selective amplifier 3 in the phase difference selection circuit determines the time constant characterizing the dynamic response of the transducer, which to some limits linearly depends on the rate of change of the rotor angle of the SCRT and is eliminated by decoupling the dynamic range of the voltage transducer to frequency 6.

Выделенна  и усиленна  в результате сравнени  перва  гармоника, равна  частоте питани , попадает на фазовый и амплитудный синхронные детекторы 4 и 5. Следует отметить, что онорные напр жени  дл  детекторов фор.мируютс  из компенсирующего канала, жестко св заны с ним но фазе, а друг относительно друга сдвинуты на 90°. Детектор 5 выдел ет напр жение, пронорциональное величине рассог,:1асован1   по фазе , знак н ве.шчина его оире;1е.1 н)т режим раб(т1)1 АЦПУ, т. е. с.южение или вычитание имнульеов от иреобразовател  напр жени  в чаетотч (i. Пороговый блок 7 в совокупности с блоком унрав.лепн  9 вырабатывают команды режима работы реверсивного счетчика 10. Амплитудный сипхро.чпый детектор 4 1 ыдел ет напр жение, пронорпнона .чьное ве.чичнпе амплитудного разбаланса сравинваемых напр жений, которое через интегратор 8 подаетс  на управл ющий вход управл емого делител  напр жени  26.The selected and amplified as a result of the comparison, the first harmonic, equal to the supply frequency, falls on the phase and amplitude synchronous detectors 4 and 5. It should be noted that the on-voltage voltages for the detectors are formulated from the compensating channel, rigidly connected with it, and each other relative to each other, shifted by 90 °. Detector 5 allocates a voltage that is proportional to the magnitude of the following,: 1asovan1 in phase, sign of the value of its width; 1E.1n) t slave mode (p1) 1 ADC, i.e., reduction or subtraction of innulers from the transformer voltages in chaotch (i. Threshold unit 7, in conjunction with the unit. unit 9, generates commands of the operating mode of the reversible counter 10. Amplitude self-current detector 4 1 produces a voltage, pronorona, a very large number of amplitude unbalance of the amplifiers. which through the integrator 8 is fed to the control input of the controlled divide l voltage 26.

Заполнение реверсивного счетчика 10 иродолжаетс  до тех нор, пока фазовый сдвиг между напр жени ми в блоке сравнени  не станет равным 180. По мере уменьишни  ())азового разбаланса уменьп1аетс  частота запо.тнени  счстчика К), а ко.кюательный режим у по,1ожени  равновеси  исключаетс  с помощью nopoiOBoro б.юка 7, порог чувствительности которого лолжеп быть равН1 )1м половине цепы м,1адп1его разр да. От задаюн1его генератора 15 импульсы пост нают на делители частоты 16 п 17 с одинаковыми коэффициентами дсччеии . Информаци  с трех последних разр дов делителей частоты поступает на ден1ифраторы 18 и 19, которые формируют времешиле участки .The filling of the reversible counter 10 continues until the phase shift between the voltages in the comparison unit becomes 180. As the amount of the unbalance decreases ()) of the imbalance, the frequency of the feedback of the caliper decreases; the equilibrium is eliminated with the help of nopoiOBoro b.yuka 7, the sensitivity threshold of which the coil is equal to H1) in the 1m half of the chain, 1dp1 of the discharge. From the oscillator generator 15, the pulses are sent to frequency dividers 16 and 17 with the same decoupling coefficients. The information from the last three bits of the frequency dividers goes to the numerators 18 and 19, which form portions.

Синусоидальный сигнал формируетс  путе .м кусочно-линейной аппроксимации. Сфор .мироваипые и усиленпые напр жени  с формирователей еинусоидального сигнала 20 и 21 подаютс  на первичные (статорные) обмотки СКВТ 1.A sinusoidal signal is formed by piecewise linear approximation. The global and amplified voltages from the Einusoidal shaper 20 and 21 are applied to the primary (stator) windings of the ACS 1.

Фаза компенсационного напр жени  измен етс  путем ввода начального числа в делитель частоты 17 (один раз за период формируемого сигнала). Число, записанное в старших разр дах реверсивного счетчика 10, через блок ввода кода 14 записываетс  в делитель частоты 17 в момент, когда в делителе частоты 16 все триггеры переход т из состо ни  «1 и «О. Данный момент фиксируетс  формирователе.м и.мпульса ввода кода 13, который вырабатывает короткий импульс дл  записи числа в делитель частоты 17. Дешифратор 19 и формирователи синусоидального сигнала 22 н 23 работают аналогично узлам 18, 20, 21. Квадратурна  составл юща , снимаема  с формировател  синусоидального сигнала 23, подаетс  на преобразователь «код-напр жение 24, амплитуда сигнала с которого определ етс  числом, записанным в младших разр дах 12 реверсивного счетчика 10. На выходе суммируюш,его блока 25 после сложени  получаетс  напр жение, фаза которого зависит от числа, записанного в реверсивном счетчике.The compensation voltage phase is changed by inputting an initial number into frequency divider 17 (once per period of the generated signal). The number recorded in the upper bits of the reversible counter 10, through the block 14, enters the frequency divider 17 at the moment when in the frequency divider 16 all the triggers go from state "1" and "O. The moment is fixed by the driver, and an input pulse of code 13, which produces a short pulse to write the number to frequency divider 17. The decoder 19 and the sinusoidal signal drivers 22 and 23 operate similarly to nodes 18, 20, 21. The quadratic component is removed from the driver a sinusoidal signal 23, is applied to the converter "code-voltage 24, the amplitude of the signal from which is determined by the number written in the lower bits 12 of the reversing counter 10. At the output, summing up, its block 25 after adding whose phase depends on the number recorded in the reversible counter.

При изменении числа в младших разр дах 12 счетчика 10 происход т малые изменени  фазы компенсирующего напр жени .When the number in the lower bits 12 of the counter 10 changes, t small changes in the phase of the compensating voltage occur.

сппмае. с суммируюпкмо о/и ч;; 2о. 115менение же числа в старпп1 рал) дах хот  бы па еди1П1цу скачкоопразпое нз .менепие фазы KOMiiei;ciii ) напр ж ПИЯ . Ами,1итудпьп1 ciiiixiioiiH:, детектор 5 выдел ет напр жение, npnniipuiiona.ibnoe велпчппе амплптудного 1/азГ)а.1апса, которое через интегратор 8 подаетс  на нрав.)П1 делитель напр жени  2(), KOTo|) измсп е; амплитуду компенсирукмцего напр жени , пс)етупаюп1его па один из вхо.юв б.кжа сравнени  2. Комненсапн  сигнала, гцюпорпионального а 1плитудпому разбалапсу ипформацпонного и компенсационного нанр жений , в тракте вы в.ченн  фазового разбаланса между указанными напр жени ми нозвол ет повысить разреп1аю1цую способность и точность аналого-цифрового нреобразовател .spppmae. with summaries o / and h ;; 2o However, the change in the number in the start-ups would at least be one-to-one jump-wise. The variability of the phase of the KOMiiei; ciii) will be PIA. Ami, 1 ciiiixiiiiH :, detector 5 selects the voltage, npnniipuiiona.ibnoe velpchpepe ampltudnogo 1 / azG) a.1appa, which through the integrator 8 is supplied to the temper.) P1 voltage divider 2 (), KOTo |) imsp e; kompensirukmtsego amplitude voltage ps) etupayup1ego pas one vho.yuv b.kzha 2. Comparative Komnensapn signal, and gtsyuporpionalnogo 1plitudpomu razbalapsu ipformatsponnogo nanr zheny and compensation, the path you v.chenn phase unbalance between said voltages nozvol an increase razrep1ayu1tsuyu the ability and accuracy of the analog-digital converter.

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР № 222205, О 08 С 9/00, 1964.1. USSR author's certificate No. 222205, O 08 C 9/00, 1964. 2.Авторское свидетельство СССР М 546922, G 08 С 9/00, 1975.2. Authors certificate of USSR M 546922, G 08 C 9/00, 1975.
SU772461458A 1977-03-11 1977-03-11 Shaft angular position-to-code converter SU684578A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU772461458A SU684578A1 (en) 1977-03-11 1977-03-11 Shaft angular position-to-code converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU772461458A SU684578A1 (en) 1977-03-11 1977-03-11 Shaft angular position-to-code converter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU684578A1 true SU684578A1 (en) 1979-09-05

Family

ID=20699057

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU772461458A SU684578A1 (en) 1977-03-11 1977-03-11 Shaft angular position-to-code converter

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU684578A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4970450A (en) Deriving rotational rate and angular position with a function generator
JPH11501497A (en) Economic wide-range speed control system
US4991429A (en) Torque angle and peak current detector for synchronous motors
US4972186A (en) Resolver excitation circuit
US5173696A (en) Control circuitry using electronic emulation of a synchro signal for accurate control of position and rate of rotation for shafts
EP0868017A1 (en) Method and apparatus to maximise the top speed of brushless DC motors
US4034367A (en) Analog-to-digital converter utilizing a random noise source
US4266176A (en) Induction motor slip frequency controller
SU684578A1 (en) Shaft angular position-to-code converter
JPH05955B2 (en)
US3997893A (en) Synchro digitizer
JPS6218988A (en) Speed controller for motor
JPH0517563B2 (en)
RU2115229C1 (en) Analog-to-digital angle converter
SU771115A2 (en) Shaft rotation angle transformer into code
SU669374A1 (en) Shaft angular position-to-code converter
RU2094945C1 (en) Fast multifunction angle-to-code converter
SU520607A1 (en) Angle Code Transducer
SU741303A1 (en) Shaft angular position-to-dc voltage converter
SU798688A1 (en) Engine speed automatic control system
SU842897A1 (en) Shaft angular position-to-code converter
JPH0817583B2 (en) Speed servo circuit
SU903929A1 (en) Shaft angular position-to-code converter
SU1267375A1 (en) Device for controlling velocity of electric motor
SU890423A1 (en) Device for converting angular displacements into code