SU760151A1 - Compensation-type shaft angular position-to-code converter - Google Patents
Compensation-type shaft angular position-to-code converter Download PDFInfo
- Publication number
- SU760151A1 SU760151A1 SU782631032A SU2631032A SU760151A1 SU 760151 A1 SU760151 A1 SU 760151A1 SU 782631032 A SU782631032 A SU 782631032A SU 2631032 A SU2631032 A SU 2631032A SU 760151 A1 SU760151 A1 SU 760151A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- channel
- output
- input
- coarse
- frequency divider
- Prior art date
Links
Landscapes
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Description
Изобретение относится к цифровой измерительной технике и предназначено для использования в быстродействующих цифровых вычислительных комплексах для измерения угловых‘координат.The invention relates to a digital measurement technology and is intended for use in high-speed digital computing systems for measuring the angular coordinates.
Известны преобразователи угол-код, использующие в качестве датчиков угла синусно-косинусные вращающиеся трансформаторы (СКВТ) (1] и (2]. Наибольшее распространение получили преобразователи стробирующие и следящие. Первые обеспечивают точность на уровне тринадцати двоичных разрядов при удовлетворительном быстродействии, особенно при отработке ступенчатых воздействий. Вторые позволяют получить точность на уровне шестнадцати двоичных разрядов. Из них наибольшего внимания заслуживают устройства, использующие компенсационный способ измерения фазовых сдвигов, в которых как напряжения питания СКВТ, так и компенсирующее напряжение формируются электронными узлами без избирательных цепей, что обеспечивает их высокую температурную ста-, бильность.Angle-code converters are known that use sine-cosine rotary transformers (SCWT) as angle sensors (1] and (2). Gating and tracking converters are most common. The former ensure accuracy at the level of thirteen binary digits with satisfactory speed, especially when working stepwise effects. The second allows to obtain accuracy at the level of sixteen binary digits. Of these, devices using the compensation method deserve the most attention rhenium phase shifts in which both the resolver voltage supply, and a compensating voltage generated electronic nodes without polling circuits, which ensures their high thermal sta-, ity.
Наиболее близким техническим решением К предлагаемому изобретению является пре2The closest technical solution of the present invention is pre2
образователь угла поворота в код, содержащий СКВТ, выход которого подключен к первому входу фазового детектора, выход которого через последовательно соединенные управляемый генератор и блок управления под5 ключей к входу реверсивного счетчика, и ге-. нератор импульсов, входы и делителя частоты соединены с выходом генератора импульсов, а выходы с входами дешифраторов, другой выход одного делителя частоты подключен к первому входу блока переноса кода,the creator of the angle of rotation in the code containing the SCWT, the output of which is connected to the first input of the phase detector, the output of which through serially connected controlled generator and control unit under 5 keys to the input of the reversible counter, and he-. pulse puller, inputs and frequency divider are connected to the output of the pulse generator, and outputs from the decoder inputs, the other output of one frequency divider is connected to the first input of the code transfer unit,
Ю второй вход которого соединен с выходом реверсивного счетчика, выход блока переноса кода подключен к другому входу одного из делителей частоты, выход первого дешифратора через первый формирователь синусоидального напряжения соединён со вторымYu the second input of which is connected to the output of the reversible counter, the output of the code transfer unit is connected to another input of one of the frequency dividers, the output of the first decoder is connected to the second one through the first sinusoidal voltage driver
15 входом фазового детектора, выходы второго дешифратора через соответствующие формирователи синусоидального напряжения подключены к входам синусно-косинусного вращающегося трансформатора^]. 15 by the input of the phase detector, the outputs of the second decoder through the appropriate sinusoidal voltage drivers are connected to the inputs of a sine-cosine rotating transformer ^].
20 Этот преобразователь обладает целым рядом достоинств, заключающихся в использовании серийной микромашины в качестве, датчика угла, высокой разрешающей споспособностыо— 16 двоичных разрядов стати320 This converter has a number of advantages consisting in the use of a serial micromachine in quality, angle sensor, high resolution ability — 16 binary bits of the article3
760151760151
.1.one
леской погрешностью ± 1 угл. мин, использовании серийной элементной базы микроэлектроники, а также тем, что в отличие от поеобразователей использующих преобразователей, использующих преобразование фазы во временной интервал с заполнением его калиброванными импульсами и формирующих полный код угла за строго определенный цикл измерений, этот преобразователь отрабатывает только приращения угла. Достижение высокой статической точности определяется малой погрешностью формирования дискретных фазовых сдвигов компенсирующего напряжения и высокой разрешающей способностью фазового детектора, допускающего возможность фильтрации сигнала рассогласования.± 1 angular fishing line. min, the use of the serial element base of microelectronics, as well as the fact that, unlike the converters, use converters that use phase conversion at a time interval with filling it with calibrated pulses and forming a complete angle code for a strictly defined measurement cycle, this converter only works out the increments of the angle. The achievement of high static accuracy is determined by the small error in the formation of discrete phase shifts of the compensating voltage and the high resolution of the phase detector, which allows filtering of the error signal.
Недостатком преобразователя является недостаточное быстродействие и довольно большая динамическая погрешность, так как наличие фильтра фазового детектора с относительно большой постоянной времени ограничивает быстродействие преобразователя до скорости заводки вала датчика равной 25 град сек, что при добротностях следящей системы 400 мин/сек, при которых еще отсутствуют периодические режимы, дает динамическую погрешность 4 угл. мин.The disadvantage of the converter is insufficient speed and a rather large dynamic error, since the presence of a phase detector filter with a relatively large time constant limits the speed of the converter to a speed of the sensor shaft at 25 degrees in seconds, which, when the tracking system has 400 Q / s, are not yet periodic modes, gives a dynamic error of 4 ang. min
В ряде случаев (например, системы кругового обзора и др) желательно иметь скорость заводки вала датчика до 360 град/сек при динамической погрешности 2—3 мин.In some cases (for example, a circular review system, etc.) it is desirable to have a speed of inserting the sensor shaft up to 360 degrees / sec with a dynamic error of 2-3 minutes.
Целью изобретения является повышение точности преобразователя, т.е. увеличение динамической погрешности преобразователя. В основу изобретения положен итерационный принцип построения системы следящего уравновешивания с использованием грубого и корректирующего каналов, различие которых заключается в схемах фазовых детекторов. В грубом канале используется фазовый детектор с постоянной времени, равной периоду питающего напряжения. Принцип его работы заключается в том, что при переходах через ноль опорного напряжения стробируется сигнал с выхода датчика угла и запоминается его мгновенные значения, знак и величина которых являются управляющими сигналами для грубого канала.The aim of the invention is to improve the accuracy of the converter, i.e. increase the dynamic error of the converter. The invention is based on an iterative principle of building a tracking equilibration system using coarse and corrective channels, the difference of which lies in the phase detector circuits. The coarse channel uses a phase detector with a time constant equal to the period of the supply voltage. Its principle of operation is that at zero-crossing of the reference voltage, the signal from the output of the angle sensor is gated and its instantaneous values are stored, the sign and value of which are control signals for the coarse channel.
Цель изобретения достигается тем, что в компенсационный преобразователь угла поворота вала в код, содержащий СКВТ, соединенный с первым входом'фазового детектора канала грубого отсчета, выход которого через блок управления соединен с входом реверсивного счетчика канала грубого отсчета, один из выходов которого соединен с входом блока переноса кода, выход генератора импульсов соединен с входом делителя частоты опорного канала и одним из входов делителя частоты канала грубого отсчета, выход делителя частоты опорного канала соединен с другим входом блока переноса кода, выход которого соединен с другим входом делителя частоты канала грубого отсчета, выходы которого через соответствующиеThe purpose of the invention is achieved by the fact that in the compensation converter of the angle of rotation of the shaft into a code containing an ACS connected to the first input of the phase detector of the coarse reference channel, the output of which is connected to the input of the coarse counting channel through the control unit, one of the outputs of which is connected to the input block code transfer, the output of the pulse generator is connected to the input of the frequency divider of the reference channel and one of the inputs of the frequency divider of the coarse channel, the output of the frequency divider of the reference channel is connected to another the corner of the input block transfer code, the output of which is connected to another input of the frequency divider channel coarse reference, the outputs of which through the corresponding
формирователи синусоидального напряже ния соединены с входами синусно-косинусного вращающегося трансформатора, введены формирователь стробирующего сигнала опорного канала, сумматор, а корректирующий канал выполнен на реверсивном счетчике, блоке управления, фазовом детекторе, блоке переноса кода, делителе частоты и формирователе синусоидального напряжения, синусно-косинусный вращающийся трансформатор соединен с одним из входов фазового детектора корректирующего канала, выход которого через блок управления корректирующего канала соединен с одним из входов реверсивного счетчика корректирующего канала, выход которого соединен с одним из входов блока переноса кода корректирующего канала, другой вход которого соединен с выходом делителя частоты опорного канала, а выход — через формирователь синусоидального напряжения корректирующего канала подключен к другому входу фазового детектора корректирующего канала, выход делителя частоты опорного канала через формирователь стробирующего сигнала опорного канала соединен с другим входом фазового детектора канала грубого отсчета, выходы реверсивных счетчиков канала грубого отсчета и. корректирующего канала (соединены с входами сумматора).sinusoidal voltage drivers are connected to the inputs of a sine-cosine rotary transformer, a reference channel gate driver, an adder, and a correction channel are installed on a reversible counter, control unit, phase detector, code transfer unit, frequency divider and sinusoidal voltage, and a sinusoidal voltage pattern, a synemo voltage pulse, a phase detector, a code transfer unit, a frequency divider and a sinusoidal voltage generator, a sinusoidal voltage generator, a sync voltage generator, and a phase detector the rotary transformer is connected to one of the inputs of the phase detector of the correction channel, the output of which is through the control module of the correction channel It is connected to one of the inputs of the reversible counter of the correction channel, the output of which is connected to one of the inputs of the code transfer block of the correction channel, the other input of which is connected to the output of the reference channel frequency divider, and the output is connected to another input of the corrective phase detector through the sinusoidal voltage driver channel, the output of the reference channel frequency divider through the reference channel gate driver is connected to another input of the phase detector of the channel roughly reference count, the outputs of the reversible counters of the coarse counting channel and. corrective channel (connected to the inputs of the adder).
На чертеже приведена блок-схема предлагаемого преобразователя.The drawing shows the block diagram of the proposed Converter.
Преобразователь содержит СКВТ I, фазовый детектор 2 грубого канала, фазовый детектор 3 корректирующего канала, блоки 4 и 5 управления счетчиками грубого и корректирующего каналов, сумматор 6 двоичного кода, реверсивные счетчики 7 и 8 грубого и корректирующего каналов, блоки 9 и 10 переноса кода, генератор 11 импульсов, делители 12, 13 и 1Λ частоты опорного, грубого и корректирующего каналов.The converter contains SCRT I, coarse channel phase detector 2, corrective channel phase detector 3, coarse and corrective channel meter control units, binary code adder 6, coarse and corrective channel counters 7 and 8, code transfer blocks 9 and 10, 11 pulse generator, dividers 12, 13 and 1Λ of the reference, coarse and correcting frequency.
Преобразователь работает следующим образом.The Converter operates as follows.
Импульсы стабильной частоты от генератора 11 поступают на делители 12—14 частоты опорного, грубого и корректирующего каналов, которые вырабатывают импульсы для формирователей сигналов в блоках 15 —18. Формирователи синусоидальных напряжений 16 и 17, обеспечивают квадратурным питанием СКВТ, выходной сигнал которого стробируется опорным строб-сигналом, вырабатываемым формирователем 15. Блок 4 управления счетчиком в зависимости от величины и знака выходного сигнала фазового детектора 2 грубого канала, вырабатывает частоту заполнения и знак счета для управления работой реверсивного счетчика 7 грубого канала. Число из реверсивного счетчика 7 через блок 9 переноса кода записывается по команде от опорного делителя 12 частоты в делитель 13 частоты и через формирователи 16 и 17 синусоидальных напряжений изменяет фазовый сдвиг напряжений питания СКВТ. Фаза выходного сигна-.The stable frequency pulses from the oscillator 11 are fed to the dividers 12-14 of the frequency of the reference, coarse, and corrective channels, which produce pulses for signal conditioners in blocks 15—18. The sinusoidal voltage drivers 16 and 17 provide a quadrature power supply of SCT, the output of which is gated by a reference strobe signal produced by the driver 15. The counter control unit 4, depending on the size and sign of the output signal of the coarse channel phase 2, generates the fill frequency and the count sign for control the operation of the reverse counter 7 coarse channel. The number from the reversible counter 7 through the code transfer block 9 is recorded by a command from the reference frequency divider 12 to the frequency divider 13 and changes the phase shift of the ACS power supply voltage through the drivers 16 and 17 of sinusoidal voltages. Phase output signal-.
760151760151
ла СКВТ равна разности угла поворота и фазового сдвига питающих напряжений. Таким образом, совокупность блоков 1, 2, 4,la SKVT is equal to the difference of the rotation angle and phase shift of the supply voltages. Thus, a set of blocks 1, 2, 4,
7, 9, 13, 16, 17 и 11, 12, 15 представляет собой фазовую систему следящего уравновешивания, точность которой определяется чувст- * вительностью фазового детектора 2 грубого канала, величина которой для упомянутой схемы составляет единицы градусов (2—3°) Оставшееся рассогласование отрабатывается фазовой следящей системой корректирующего канала, образованной совокупностью <0 блоков 3, 5, 8, 10, 14, 18 и 11, 12 15 с высокой точностью. При этом погрешность грубого канала фиксируется счетчиком 8 с обратным знаком. В результате суммирование кодов счетчиков 7 грубого и 8 корректирующего каналов в сумматоре 6 двоичного кода фиксируется код угла поворота вала СКВТ с погрешностью, определяемой уже корректирующим каналом. Что касается динамической погрешности, то поскольку оба канала представляют собой системы с астатизмом первого порядка, при равномерной заводке вала СКВТ динамическая ошибка грубого канала определяется постоянной величиной линейно зависящей от скорости изменения угла. В этом случае корректирующий канал ее отрабатывает и в дальнейшем будет отрабатывать только ее изменение.7, 9, 13, 16, 17 and 11, 12, 15 is a phase system of tracking balancing, the accuracy of which is determined by the sensitivity of the phase detector 2 of the coarse channel, the magnitude of which for this circuit is units of degrees (2-3 °). the mismatch is processed by the phase tracking system of the corrective channel formed by a set of <0 blocks 3, 5, 8, 10, 14, 18 and 11, 12 15 with high accuracy. In this case, the error of the coarse channel is fixed by the counter 8 with the opposite sign. As a result, the summation of the codes of the counters 7 coarse and 8 correction channels in the adder 6 of the binary code is fixed the code of the angle of rotation of the shaft of the ACS with an error determined by the corrective channel. With regard to the dynamic error, since both channels are systems with first-order astatism, with a uniformly driven SCRT shaft, the dynamic error of the coarse channel is determined by a constant value linearly dependent on the rate of change of the angle. In this case, the corrective channel fulfills it and will continue to work out only its change.
Таким образом, заявляемое устройство обеспечивает высокоточное преобразование угла поворота вала в код не только в статическом, но и в динамическом режиме.Thus, the claimed device provides high-precision conversion of the angle of rotation of the shaft into a code not only in static, but also in dynamic mode.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU782631032A SU760151A1 (en) | 1978-06-15 | 1978-06-15 | Compensation-type shaft angular position-to-code converter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU782631032A SU760151A1 (en) | 1978-06-15 | 1978-06-15 | Compensation-type shaft angular position-to-code converter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU760151A1 true SU760151A1 (en) | 1980-08-30 |
Family
ID=20771148
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU782631032A SU760151A1 (en) | 1978-06-15 | 1978-06-15 | Compensation-type shaft angular position-to-code converter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU760151A1 (en) |
-
1978
- 1978-06-15 SU SU782631032A patent/SU760151A1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4697125A (en) | Method and apparatus for determining shaft position and for providing commutation signals | |
JPH0658719B2 (en) | Method for programming a read-only memory of a sink low digital converter circuit and a sink low digital converter circuit | |
US4621224A (en) | Position/speed detection method and apparatus | |
GB2179515A (en) | Shaft angle encoder | |
JPS62238415A (en) | Output phase correction circuit for rotary encoder | |
SU760151A1 (en) | Compensation-type shaft angular position-to-code converter | |
JPH07229910A (en) | Pulse counter circuit | |
JPH10132605A (en) | Position detector | |
RU2017156C1 (en) | Method for measuring speed of shaft rotation and device for implementation of said method | |
SU760150A1 (en) | Shaft angular position-to-code converter | |
RU2020752C1 (en) | Shaft angle-of-turn-to-code converter | |
RU1784836C (en) | Displacement measuring device | |
SU813487A1 (en) | Shaft angular position-to-code converter | |
SU720452A1 (en) | Shaft angular position-to-code converter | |
SU698029A1 (en) | Shaft angular position-to-code converter | |
RU1786441C (en) | Device for determining rotation direction and angle of rotating objects | |
SU746652A1 (en) | Displacement-to-code converter | |
SU752423A1 (en) | Shaft angular position- to-code converter | |
SU1522060A1 (en) | Source of reference signal to balancing machine | |
JPH07139969A (en) | Formation of conversion table for rotary encoder | |
SU1162043A1 (en) | Shaft turn angle encoder | |
SU767964A1 (en) | Device for analog-digital converter | |
SU1042056A1 (en) | Angular speed digital meter | |
SU1524177A2 (en) | Displacement digitizer | |
SU754398A1 (en) | Shaft angular positin-to-code converter |