SU807051A1 - Способ преобразовани угла поворотаВ НАпР жЕНиЕ - Google Patents

Description

Изобретение относится к способам' преобразования угла поворота в напряжение и может быть использовано, например, при разработке устройств сопряжения датчиков с аналого-цифро- ^а выми преобразователями.

Известен способ преобразования угла в напряжение путем использования синусно-косинусного трансформатора (СКТ) в режиме фазовращателя £1] .

Недостатком способа является зависимость результата преобразования от нелинейных искажений питающего напряжения. 15

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ преобразования угла поворота в напряжение, заключающийся в том, что сравнивают модули сигналов,про- 20 порциональных синусу и косинусу угла поворота, интегрируют модули этих сигналов, получают сигнал, пропорциональный тангенсу или котангенсу угла поворота, определяют октант, *5 в котором находится преобразуемый угол [2] .

Недостатком способа является сравнительно низкое быстродействие, обусловленное необходимостью двух после- 30 довательных во времени интегрирований сигналов.

Цель изобретения - увеличение быстродействия преобразования.

Поставленная цель достигается тем, что одновременно с интегрированием модуля большего из сигналов, пропорцональных синусу и косинусу угла поворота, интегрируют эталонное напряжение в течение времени, необходимого для достижения равенства между интегралом сигнала большего по модулю и величиной сигнала меньшего по модулю, а интегральное значение эталонного напряжения складывают в определенной пропорции, зависящей от номера октанта, с эталонным напряжением.

На фиг.1 представлены эпюры напряжений во времени; на фиг.2 эпюры напряжений и коэффициентов в зависимости от угла поворота; на фиг.З - пример блок-схемы устройства, реалиэирующего способ.

Преобразование осуществляется следующим образом.

В течение 1/4 периода опорной частоты (фиг.1а) осуществляется запоминание модулей синусного и косинусного напряжений датчика СКТ (фиг. 16 и в) . Затем максимальное из запомненных напряжений (фиг.1б) и эталонное напряжение интегрируются в течение времни, необходимого для достижения интегралом напряжения (фиг.16) величины, равной минимальному из запомненных напряжений (фиг.1в) , что отражено на графиках 4 и 5.

Получившееся напряжение (фиг.1д) от интегрирования эталонного напряжения имеет зависимость от угла поворота вала, пропорциональную тангенсу и котангенсу угла (фиг. 2а). Оно складывается с коэффициентом 11/8 (фиг.2б) в зависимости от октанта с долей эталонного напряжения, определяемой коэффициентом 1/4п в зависимости от октанта (фиг.2 в). Получающееся при этом суммарное напряжение (фиг.2г) пропорционально углу поворота СКТ.

Коэффициент 1/8 имеет знак плюс в нечетных октантах и минус - в четных. Коэффициент η равен 0 в первом октанте, 1 - во втором и третьем, 2 - в четвертом и пятом, 3 - в шестом й седьмом, 4 - в восьмом.

Устройство реализующее способ состоит из СКТ-датчика 1, связанных с ним запонимающих блоков 2 и 3, интегратора 4, компаратора 5, соединенного входами с запоминающим блоком 3 и выходом интегратора 4, второго интегратора 6, подключенного к выходу компаратора, селектора 7 октантов и сумматора 8.

Работает устройство следующим обра зом.

Синусный и косинусные сигналы с датчика 1 в течение четверти периода опорной частоты напряжения датчика по супают в запоминающие блоки 2 и 3, где анализируются по модулю и запоминаются. Интегратор 4 интегрирует в определенном масштабе большее по модулю напряжение в течение времени, необходимого для достижения интегрируемым напряжением величины·, равной напряжению меньшему по модулю. Временной интервал интегрирования определяется срабатыванием компаратора 5. Одновременно во втором интеграторе '6 с тем же масштабом интегрируется эталонное напряжение,.

Затем напряжение, получившееся от интегрирования эталонного напряжения с коэффициентом 1/8 и знаком плюсf в нечетных октантах, а минус - в четных, определяемыми селектором 7 октантов, складывают в сумматорё 8 с эталонным напряжением с коэффициентом 1/4 К, определяемым селектором 7 октантов, где К равно 0 в первом октанте, 1 - во втором и третьем, 2 четвертом и пятом, 3 - в шестом и ' седьмом, 4 - восьмом окнтантах. Получают, таким образом, в течение лишь одного периода опорной частоты с выхода сумматора 8 напряжение постоянного тока величиной, пропорциональной углу поворота ротора датчика 1.

Claims (2)

1. : Изобретение относитс  к способам преобразовани  угла поворота в напр жение и может быть использовано, например, при разработке устройств сопр жени  датчиков с аналого-цифро выми преобразовател ми. Известен способ преобразовани  угла в напр жение путем использовани  синусно-косинусного трансформатора (СКТ} в режиме фазовращател  1. Недостатком способа  вл етс  зависимость результата преобразовани  от нелинейных искажений питающего напр жени . Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  способ преобразовани  угла поворота .в напр жение, заключающийс  в том, что сравнивают модули сигналов,пропорциональных синусу и косинусу угла поворота, интегрируют модули этих сигналов, получают сигнал, про порциональный тангенсу или котанген су угла поворота, определ ют октант в котором находитс  преобразуемый угол 2j. Недостатком способа  вл етс  сра нительно низкое быстродействие, обу словленное необходимостью двух посл довательных во времени интегрирований сигналов. Цель изобретени  - увеличение быстродействи  преобразовани . Поставленна  цель достигаетс  тем, что одновременно с интегрированием . модул  большего из сигналов, пропорцональных синусу и косинусу угла поворота , интегрируют эталонное напр жение в течение времени, необходимого дл  достижени  равенства между интегралом сигнала большего по модулю и величиной сигнала меньшего по модулю, а интегральное значение эталонного напр жени  складывают в определенной пропорции, завис щей от номера октанта, с эталонным напр жением. На фиг.1 представлены эпюры напр жений во времени} на фиг.2 эпюры напр жений и коэффициентов в зависимости от угла поворота} на фиг.З - пример блок-схемы устройства , реалиэирующего способ. Преобразование осуществл етс  следующим образом. В течение 1/4 периода опорной частоты (фиг.1а) осуществл етс  запоминание модулей синусного и косинусного напр жений датчика СКТ ( фиг. 16 и в) . Затем максимальное из запомненных напр жений (фиг.1б) и эталонное напр жение интегрируютс  в течение времни, необходимого дл  достижени  интегралом напр жени  (фиг.16) величины, равной минимальному из запомненных напр жений (фиг.1в) , что отражено на графиках 4 и 5. Получившеес  напр жение (фиг.1д) от интегрировани  эталонного напр жени  имеет зависимость от угла поворота вала, пропорциональную тангенсу и котангенсу угла (фиг. 2а). Оно складываетс  с коэффициентом t 1/8 (фиг. 26) в зависимости от октанта с долей эталонного напр жени , определ емой коэффициентом 1/4 в зависимости 6т октанта (фиг.2 в). Получаквдеес  при этом суммарное напр жение (фиг.2г) пропорционально углу поворота СКТ. Коэффициент 1/8 имеет знак плюс в нечетных октантах и минус - в че ных. Коэффициент п равен О в первом октанте, 1 - во втором и третьем, 2 - в четвертом и п том, 3 - в шеетом и седьмом, 4 - в восьмом. Устройство реализующее способ состоит из СКТ-датчика 1, св занных с ним запонимающих блоков 2 и 3, ин тегратора 4, компаратора 5, соединенного входами с запоминающим блоком 3 и выходом интегратора 4, втор го интегратора б, подключенного к выходу компаратора, селектора 7 октантов и сумматора 8. Работает устройство следующим об зом. Синусный и косинусные сигналы с датчика 1 в течение четверти период опорной частоты напр жени  датчика супают в запоминающие блоки 2 и 3, где анализируютс  по модулю и запом наютс . Интегратор 4 интегрирует в определенном масштабе большее по мо дулю напр жение в течение времени, необходимого дл  достижени  интегри руемым напр жением величины-, равной напр жению меньшему по модулю. Временной интервал интегрировани  опре дел етс  срабатыванием компаратора Одновременно во втором интеграторе 6 с тем же масштабом интегрируетс  эталонное напр жение.. Затем напр жение, получившеес  от интегрировани  эталонного напр жени  с коэффициентом 1/8 и знаком плюсf в нечетных октантах, а минус - в четных, определ емыми селектором 7 октантов, складывают в сумматоре 8 с эталонным напр жением с коэффициентом 1/4 К, определ емым селектором 7 октантов, где К равно О в первом октанте, 1 - во втором и третьем, 2 четвертом и п том, 3 - в шестом и седьмом, 4 - восьмом окнтантах. Получают , таким образом, в течение лишь одного периода опорной частоты с выхода сумматора 8 напр жение посто нного тока величиной, пропорциональной углу поворота ротора датчика 1. Формула изобретени  Способ преоЬразовани  угла поворота в напр жение, заключающийс  в том, что сравнивают модули сигналов, пропорциональных синусу и косинусу угла поворота, интегрируют модули этих сигналов, получают сигнал, пропорциональный тангенсу и котангенсу угла поворота, определ ют октант, в котором находитс  преобразуемый угол, отличающийс  тем, что,.с целью сокращени  времени преобразовани , одновременно с интегрированием модул  большего из сигналов, пропорциональных синусу и косинусу угла поьорота, интегрируют эталонное напр жение в течение времени, необходимого дл  достижени  равенства между интегралом сигнала большего по модулю и величиной сигнала меньшего по модулю, а интегральное значение эталонного напр жени  складывают в определенной пропорции, завис щей от номера октанта , с эталонным напр жением. Источники информации, прин тые во внимание пои экспертизе 1.Зверев А. Е., Максимов В. П. и М сников В. А. Преобразователи угловых перемещений в цифровой код. Л. Энерги , 1974.
2. 2.А.вторское свидетельство СССР № 409262, кл. G 08 С 9/Оо, 4.11.71 (прототип).

   I Цд п. nan I

   инт

   wm