SU763938A1 - Преобразователь угла поворота вала в код - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано дл  св зи аналоговых источников информации с 5 цифровым вычислительным устройством.

Известны преобразователи угла поворота вала в код; содержащие генератор импульсов, подключенный через делитель частоты и фильтр к синусно-ко-to синусному вращающемус  трансформатору, выходы которого через блок фазосдвигающих элементов подключены к нульорганам , выходы которых подключены к преобразователю временных интервалов в код 1.

Недостатком таких преобразователей  вл етс  невысока  точность.

Другие известные преобразователи содержат фазовращатель, входы и выхо-2о ды которого через нуль-органы подключены к установочным входам триггеров, выходы триггеров подключены к управл ющим входам элементов И, другие входы которых непосредственно и через 25, элементы задержка подключены к генератору импульсов, выходы элементов. И через элемент ИЛИ подключены к счетчику импульсов 12.

Недостатком таких преобразователей д

 вл етс  погрешность, вносима  нестабильностью срабатывани  нуль-органов. Наиболее близким техническим решением к данному изобретенлю  вл етс  прербразователь угла поворота вала в код, содержащий генератор импульсов, выход которого подключен к одному входу блока управлени , одному входу элемента 2И-ИЛИ и входу блока пам ти выходы блока питани  подключены к одним концам .первичных обмоток фазовращател , другие концы которых вместе с одними концами вторичных обмоток , фазовращател  подключены к общей шине, а другие концы вторичных обмоток фазовращател - подключены к первому и второму входам коммутатора, третий вход которого соединен с первым выходом блока управлени , четвертый и п тый входы - с одним из выходов блока питани , а выходы через нуль-органы подключены к соответствующим блокам элементов И, управл ющие входы которых соединены с вторым, третьим, четвертым и п тым выходами блока управлени , а выходы каждого блока элементов И подключены к установочным входам соответствующих триггеров, выходы которых подк.точены к управл ющим

входам элемента 2И-ИЛИ, выход элемента 2И-ИЛИ подключен к счетчику импульсов , установочный вход которого соединен с шестым выходом блока управлени  з.

Недостатком известного преобразовател   вл етс  его погрешность, вызванна  временной температурой нестабильностью фазовращател .

Целью изобретени   вл етс  повышение точности преобразовател .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в преобразователь угла поворотавала в код, содержащий генератор импульсов , выход которого подключен к одному входу блока управлени , одному входу элемента 2И-ИЛИ и к входу блока питани , выходы блока питани  подключены к одним концам первичных обмоток фазовращател , другие концы объединены,одни концы вторичных обмоток фазовращател  подключены к общей шине, а другие концы подключены к первому и второму входам коммутатора , третий вход которого соединен с первым выходом блока управлени , а выходы через нуль-органы подключены к соответствующим блокам элементов И, управл ющие входы которых соединены с вторым, третьим четвертым и п тьом выходами блока ущ авлени , а выходы каждого блока элементов И подключены к установочным входам соответствующих триггеров, выходы которых под слючены к управл ющим входам элемента 2И-ИЛИ, выход элемента 2И-ИЛИ подключен к счетчику импул сов, установочный вход которого соединен с шестым выходом блока управлени , введен сумматор токов, включенный между общей шиной и объединенными концами первичных обмоток фазовращател , которые подключены к другому входу блока управлени  и четвертому и п тому входам коммутатора.

Структурна  схема преобразовател  представлена на .фиг, 1; временна  диаграмма его работы - на фиг. 2.

Преобразователь содержит фазовращатель 1, первичные обмотки которого соединены с двум  выходами блока 2 питани , подключенного к генератору

3импульсов. Между точкой соединени  первичных обмоток и общей Ш11ной включен сумматор 4 токов, например резистор , через который протекает суммарный ток обеих первичных обмоток фазовращател  1. Напр жение на сумматоре

4токов принимаетс  за опорное. Сумматор 4 токов и генератор 3 соединены с блоком 5 управлени . Вторичные (синусна  и косинусна ) обмотки фазовращател  1 и сумматор 4 токов подключены к двухпозиционному коммутатору б, управл ющий вход которого соединен с первым выходом блока 5 управлени .

В первом положении коммутатора 6 V нуль-органу 7 подключено опорное

напр жение, а к нуль-органу 8 - вторична  косинусна  обмотка фазовращател .

Во втором положении коммутатора б к нуль-органу 7 подключена вторичс на  синусна  обмотка фазовращател  1, а к нуль органу 8 -опорное напр жение. Выходы нуль-органов 7 и 8 соединены .с входами триггеров 9 и 10 через блоки 11 и 12 элементов И, каждый из коQ торых состоит из двух двухвходовых элементов И. Первые входы элементов И 13 и 14 соединены вместе и подключены к выходу нуль-органа 7, а вторые входы элементов к блоку 5 управлени . Выход элемента И 13 подключен к еди5 ничнЬму входу триггера 9, а выход

элемента И 14 - к нулевому входу этого триггера.

Первые входы элементов И 15 и 16 соединены вместе и подключены к выходу нуль-органа 8, входы этих элементов к блоку 5 управлени . Выход элемента 15 подключен к единичному входу триггера 10, а выход элемента

16- к нулевому входу этого триггера. 5 Выходы триггеров 9 и 10 подключены к управл ющим входам элемента 17 2И-ИЛИ, другие входы которого соединены с выходомгенератора 3, а выход подключен к счетчику 18 импульсов,

Q установочный вход которого соединен с выходом блока 5 управлени . Элемент

172И-ИЛИ состоит из двух элементов И 19 и 20, подключенных к элементу ИЛИ 21.

с Цикл кодировани  угла занимает четыре периода выходного напр жени  блока 2 питани . В блоке 2 питани  формируютс  два синусоидальных напр жени , сдвинутые между собой по фазе на 90°. Частота этих напр жений в два

0 раза меньше частоты повторени  тактовых импульсов генератора 3. Выходные напр жени  блока 2 поданы на первичные обмотки фазовращател  1. Фазы напр жений на вторичных (синусной и

5 косинусной) обмотках фазовращател  завис т от угла поворота ротора фазовращател  .

Напр жение, снимаемое с вторичной косинусной обмотки, опережает по фазе.

Q напр жение, снимаемое с вторичной синусной Обмотки на 90. Напр жение, снимаемое с сумматора 4 токов (фаза которого прин та за опорную) подано на блок 5 упрайлёний, йа который также поступают тактовые импульсы от ге нератора 3. Блок 5 управлени  может .быть выполнен, например, из сче1тчика импульсов и дешифратора или из формирователей и элементов задержки. Выходные сигналы блока управлени  св заны по фазе с опорным напр жением сумматора 4 токов с точностью одного или нескольких периодов генератора 3 импульсов.

На выходе блока 5 управлени  формируютс  сигнал и а управлени  коммутаropoM 6,сигналы U. включени  опорных импульсов, сигналы и. включени  рабочих импульсов, сигналы U сброса. Каждый из сигналов и. включени  опорных импульсов перекрывает по длительности момент положителного перехода через нуль опорного напр Лени  Up.Сигнал Uf .подаетс  в начале первого периода опорного напр жени  UR, а сигнал Уд в начале третьего периода.

СигнсШ Ug принимает состо ние по окончании сигнала U. и О по оконча .нии сигнала Ug.

Сигнал включени  рабочих импульсов и перекрывает по длительности второй период опорного напр жени  U, а сигнал включени  рабочих импульсов U четвертый период.

Перед сигналом включени  опорных импульсов подаетс  импульс 1) сброса счетчика-.

В исходном состо нии сигнал и переключени  равен нулю и на вход нульоргана 7 через коммутатор б поступает опорное напр жение. В момент положительного перехода этого напр жени  через нуль на выходе нуль-органа возникает импульс, называемый опорным. При совпадении этого импульса с сигналом Uji включени  на выходе элемента 13 по вл етс  импульс Uy( .который устанавливает триггер 9 в состо нии 1. При этом, элемент И 19 открываетс  и импульсы генератора 3 поступают в счетчик 18.

В первом периоде опорного напр жени  и(си1нал и переключени  принимает состо ние 1 и коммутатор 6 переводитс  во второе положение, при котором к входу нуль-органа 7 подключаетс  вторична  синусна  обмотка фазовращател , а к входу нуль-органа 8 опорное напр жение U . Фаза Ч напр жени  и, синусной обмотки, измеренна  относительно опорного напр жени , и,зависит от угла поворота ротора фазовращател .

В моменты положительного перехода через нуль напр жени  Чд, вторичной синусной обмотки фазовращател  на выходе нуль-органа 7 возникают импульсы , называемые рабочими. Временной сдвиг t этих импульсов относительно момента перехода через нуль опорного напр жени  пропорционален фазе Ч напр жени  на вторичной синусной обмотке фазовращател  (фиг. 2 и,) .

При совпадении первого же рабочего импульса с сигналрм Ug включени  рабочих импульсов на выходе элемента 14 по вл етс  импульс, устанавливающий триггер 9 в состо ние О. Элемент И 19 при этом закрываетс  и поступление а от генератора 3 прекращаетс  Код в счетчике 18, накопленный к этому моменту времени,- пропорционален временному KHTepSany t между опорным и рабочим импульсами, а следов тельно и фазовому сдвигу нап  жени  вторичной синусной обмотки фазовращател .

В этом же положении коммутатора 6 на вход нуль-органа 8 подаетс  опорное напр жение Up. При совпадении положительного момента перехода через нуль этого напр жени  и сигнала включени , подаваемого на элемент И 15, на выходе этого элемента по вл етс  импульс Уц, устанавливающий триггер 10 в состо ние 1. Импульсыгенератора 3 через элементы 20 и 21 начинают поступать в счетчик 18.После этого сигналом U Q коммутатор 6 возвращаетс  в исходное положение, при котором на вход нуль-органа 8 включаетс  напр жение вторичной косинусной обмотки фазовращател . Напр жение косинусной обмотки.сдвинуто по фазе относительно опорного напр жени  В моменты положительного перехода через нуль напр жени  Up вторичной косинусной обмотки на выходе нуль-органа 8 по вл ютс  рабочие импульсы.

При совпадении первого же импульса на выходе нуль-органа 8 и сигнала 0-( включени  рабочего импульса на 8ыходе элемента И 16 образуетс  импульс Uj, устанавливающий триггер 9 в сое- то ние О. Поступление импульсов от генератора 3 на счетчик 19 прекращаетс .

Приращение кода счетчика 18 после кодировани  фазового сдвига fa напр жени  косинусной обмотки фазовращател  определ етс  временным интервалом t между импульсами Уцц, U,, поступившими на триггер 10 от нуль-органа 8.Суммарный код счетчика 18 пропорционален Ч- - т 2Yi -

Рассмотренный преобразователь уголксзд не чувствителен к изменени м параметров обмоток ВТ-фазовращател  от изменени  температуры окружающей среды , привод щих к изменению сдвига фаз выходных (синусной и косинусной) обмоток относительно фаз напр жений возбуждени . Кроме того, такой преобразователь угол-код имеет нулевой код совпадающий с нулевым положением ротора ВТ (нуль взаимной индукции одной первичной и одной вторичной обмоток ВТ) .

Claims (3)

1.Патент США 350669,кл.340-347, 1970.

2.Авторское свидетельство СССР 594515, кл. и 08 С 9/04, 1970.

3.Авторское свидетельство СССР

485340, кл. G 08 С 9/04, 1975 (прототип ) .