SU703853A1 - Преобразователь угла поворота вала в код - Google Patents

Description

- Пзобретеппе отшн-итс  к области автоматики и 1  1Ч11с,1ите.1ьиой техники, в частности к ripeo6 ni:i JuaTe.;iHM аналоговой величины Fi кол. и можгт быть использовано, дл  св зи ар|алоговых источников .1нформации с цифровым вычислительным устройством .

Известны преобразователи угла поворота вала в код, содержащие датчик угла, подключенный к блоку формировани  кода, в которых датчик гла работает в режиме пульсируюндто пол . Выход датчика угла подключен к блоку формировани  кода, сод ,ержа1цему несколько каскадно включенных ступеней, предназначенных дл  последовательного , уменьшени  зоны вычисл емого угла поворота. В каждой ступени используютс  элементы дл  вычитани  из угла фиксированных опорных углов решением тригонометрических тождеств 1|.

Недостатком таких преобразователей  вл етс  сложность и невысока  разрешаюнха  способность.

Известны также преобразователи угла поворота вала в код. в которых выход датчика угла подключен к блоку преобразовани  модулированных но амплитуде выходных сигналов датчика угла в модулированные по фазе синусоидальные сигналы. Выход этого блока подключен к блоку прсобра-. зовани  временных интервалов в код |2 .

Недостатком этих преобразователе)  вл етс  отсутствие сигнализации об измеисНИИ кода при изменении углового положени . Измерение каждого Последуюн1его значени  угла производитс  независимо от пред1 1душих . Перед каждым носледующим измерением код предыдущего измерени  стираетс .

Наиболее близким техннческим рен1ением к данному изобретению  вл етс  преобразователь угла поворота вала в код, содержащий последовательно включенные генератор импульсов, делитель частоты, б.юк пиtaни , синусно-косинусный датчик угла, фазосдвигающую цепочку, компаратор и формирователь импульсов приращени  фазы, другие входы которого соединены с выходами разр дов делител  частоты, и реверсивный счетчик 3.

Недостатком этого преобразовател   вл етс  низка  точность, вызванна  погрешност ми блока питани , сдвига по фазе вывходных напр женитй синусно-косйнусного датчика угла по сравнению с входными напр жени ми, аддитивные погрешности фазосдвигающей цепочки и компаратора. Целью изобретени   вл етс  повышение точности преобразовател . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в преобразователь угла поворога вала в код введены блок синхронизации и дополнительные последовательно соединенные фазосдвигаюша  цепочка, компаратор и формирователь импульсов приращени  фазы, другие входы которого подключены к выходам раз-. р дов делител  частоты, а выходы формирователей импульсов приращени  фазы через блок синхронизации подключены к входам реверсивного счетчика. В предложенном преобразователе полностью исключаетс  фазова  нестабильность блока питани  и вход щих в него фильтров, а также фазова  нестабильность на частоте несушей выходных сигналов синусно-косинусного датчика по отношению к входным сигналам. Погрешности фазосдвигающих цепочек и компараторов значительно умень щаютс  и определ ютс  относительным изменением параметров фазосдвигающих цепочек и компараторов. Структурна  схема преобразовател  пред ставлена на чертеже. Преобразователь содержит последовательно включеиные генератор импульсов 1, делитель частоты 2, блок питани  3, синусно-косинусный датчик 4, фазосдвигающую цепочку 5, компаратор б и формирователь 7 импульсов приращени  фазы, вход которого соединен с выходом разр дов делител  2 частоты. Выходы синусно-косинусного датчика 4 через последовательно включенные дополнительные фазосдвигающую цепочку 8 и компаратор 9 подключены к дополнительному формирователю 10 импульсовприращени  фазы, другие входы котбрбго соединены с выходамиразр дов делител  2 частоты . Выходы формирователей 7 и 10 через блок 1 1 синхронизации подключены к реверсивному счетчику 12. .-. V.- .,--..-.--. ..,.;.,.f , :. - .---s,...-..-.. . ,...,,,. . Б,лрк И синхронизации предназначен дл  разделени  импульсов, поступающих одновременно на ходы сложени  (или вычитани ) реверсивного счетчика и дл  взаимного- исключени  импульсов, поступающих од 10вре ИН1Го па разные входы реверсивного счетчика. Блок 1 1 синхронизации состоит из элементов И 13 и 14. элементов 15 и 16 задержки, элементов ИЛИ 17 и 18, элемента И 9, формировател  20, элементов 21 и 22 задержки и элементов 23 и 24 запрета. Преобразователь работает следующим образом. Генератор 1 импульсов формирует непрерывную последовательность импульсов, поступающих через делитель 2 частоты в блок 3 пиtaни , где вырабатываетс  синусоидальный , сигнал дл  питани  синуснокосинусного датчика 4. Модулированные по амплитуде в функции угла поворота выходные сигналы синусно-косинусного датчика 4 поступают на фазосдвигающие це почки 5 и 8, где вырабатываютс  посто нные по амплитуде синусоидальные сигналы, которые сдвигаютс  по фазе в разные сторонь от нач альногр положени  пропорционально углу поворота датчика 4. В компараторах 6 и 9 вырабатываютс  импульсы в моменты перехода синусоидальных сигналов через нуль при положительном градиенте. При неизменном угле поворота датчика 4 ход делител  2 частоты в моменты формировани  импульсов компаратором 6 (или 9) будет также неизменен. При изменении угла поворота датчика 4 код делител  2 частоты в моменты формировани  импульсов одним из компараторов, например компаратором 6, будет увеличиватьс , а в моменты, формировани ,импульсом другим компаратором 9 будет уменьшатьс . К формировател м 7 и 10 импульсов приращени  фазь подключены младщие разр ды делител  2 частоты. При изменении угла поворота выходные импульсы компараторов 6 и 9 перемещаютс  в разные стороньг относительно кода младших разр дов делител  2 частоты. В формировател х 7 и 10 вырабатываютс  импульсы приращени  сдвига фазы. При положительном изменении угла поворота выходные импульсы формирователей 7 и 10 поступают на входы элемента ИЛИ 17. На входе элемента ИЛИ 18 импульсы отсутствуют. Вь1ходные импульсЪ элемента 17 через последовательно включенные элемент 21 задержки.и элемент 23 запрета поступают на вход сложени  реверсивного счетчика 12, а выходные импульсы элемента 18 через последовательно включенHbie элемент 22 задержки и элемент 24 запрета поступают на вход вычитани  реверсивного счетчика 12. Дл  исключени  погрешности при совпадении входных импульсов элементов 17 и 18 введены элементы И 13 и 14 и элементы 15 и 16 задержки. Два совпадающих входных импульса элемент ИЛИ, например, элемент 17, воспринимает как один импу.льс, при этом срабатывает соответствующий элемент И 13 и через элемент 15 задержки выходной импульс элемента И 13 поступает на третий вход элемента ИЛИ 17. В результате предложенное устройство имеет вдвое большую разрешающую способ ность по сравнению с прототипом. При смещении выходных импульсов компаратора 6 и 9 в одном и том же направлении , что может быть вызвано фазовой нестабильностью блока 3 питани , синусно .косинусного датчика 4, фазосдвигаю1цих цепочек 5, 8 и компараторов 6, 9, выходные