SU836643A1 - Преобразователь угла поворота валаВ КОд - Google Patents

Description

I

Изобретение отнсх;итс  к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано в информационно-измерительных системах цл  построени  аналого-цифровых преобразователей угловых перемещений (АЦП).

Известно устройство, содержащее сельсин, первична  обмотка которого соединена с источником напр жени  питани , а вторичные обмотки через выпр мители и переключатель - с одним из входов первого компаратора, другой вход кото- , рого подключен к источнику напр жени  питани .,, а выхоа - к первому входу триггера , второй компаратор, вход которого подключен к источнику напр жени  питани , а выхоа через элемент И - ко Второму входу триггера, выход которого соединен с управл ющим входом ключа, другой вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а выход - со входом счетчика, блок грубого измерени , входы которого соединены с источником напр жени  питани  к вторичнымиобмотками

сельсина, а выходы -с управл ющим входом переключател  и входами старших разр дов счетчика, блок управлени , вход которого подключен к источнику напр жени  питани , а выходы - к управл ющим входам блока грубого измерени  и элемента И и к установочному входу счетчика 1 .

Недостатком этого устройства  вл етс  погрешность, вызванна  выпр млением

0 фазных напр жений сельсина.

Claims (2)

1. Ближайшим техническим решением к изобретению  вл етс  преобразователь угла поворота вала в код, содержащий сельсин, первична  обмотка которого соеS динена с источником напр жени  питани , а вторичные обмотки - с переключателем, выход которого соединен со входом пикового детектора непосредственно к с одним входом первого компаратора через элемент аналоговой пам ти, блок грубого отсчета, входы которого соединены со вторичными обмотками сельсина и источником напр жени  питани , а выходы - с управл ющими входами переключател , входами сгаршик раар цов счетчика и уп- равл ющим входом ({ зоинвертора, источник напр жени  питани  подключен через фазоинвергор к другому входу первого и входу второго компараторов, первый триг гер, входы которого соединены с выходам обоих компараторов, а выход подключен к управл ющему входу ключа, генератор импульсов, выход которого через ключ соединен со входом счетчика, второй триггер, входы которого соединены с выходами пикового детектора и первого ком паратора, а выход подключен к управл ющему входу элемента аналоговой пам ти Недостатком этого преобразовател   вл етс  погрешность выделени  амплитудного значени  фазного напр жени  сельсина посредством пикового детектора , что ограничивает точность преобразовани  угла поворота вала. Целью изобретени   вл етс  увеличение точности работы преобразовател . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в преобразователь угла поворота вал в код, содержащий сельсин, первична  обмотка которого соединена с источником напр жени  питани , а вторичные обмотки через переключатель - со входом первого компаратора, блок .грубого отсчета, входы которого соединены со вторичными обмотками сельсина и источником напр жени  питани , одни выходы с управл ющими входами переключател  и входами старщих разр дов реверсивного счетчика, а другой выход - с управл ющим входом фазоинвертрра, сигнальный вход которого подключен к источнику напр жени  питани , а выход - к одHcAiy входу второго компаратора, элемен аналоговой пам ти, сигнальный и управл ющий входы которого соединены соответственно с выходами переключател  и первого триггера,,,а выход - с другим входом второго компаратора, выход кото рого подключен ко входу R первого триг гера и входу S второго триггера, вход R которого соединен с одним выходом первого компаратора, генератор импульсов и ключ, выход которого соединен со входом сложение реверсивного счетчика , введены дешифратор, элемент ИЛИ, дополнительные триггеры и ключ. Выход первого компаратора подключены ко вхо дам третьего триггера, выход которого подключен к одному из входов элемента ИЛИ, другой вход которого соединен с 8 34 выходом второго триггера, а выход под-i ключен к входу первого ключа, управл ющий вход которого подключен к выходу четвертого триггера, счетный вход которого соединен с выходом генератора импульсов и входом второго ключа, управл ющий вход которого соединен с выходом п того триггера, а выход подключен к входу Вычитание реверсивного счетчика,выходы младших разр дов которого подключены ко входам дешифратора. Выход дешифратора подключен ко входу 5 первого триггера и входу Т п того триггера , вход S которого соединен со вторым вь1ходом первого компаратора. На фнг. 1 представлена структурна  схема преобразовател ; на фиг. 2 - временные диаграммы, по сн ющие принцип его работы. Преобразователь угла поворота вала в код содержит сельсин 1, первична  обмотка которого соединена с источником напр жени  U питани , а вторичные обмотки через переключатель 2 - со входом компаратора 3, блок 4 грубого отсчета , входы которого соединены со вторичными обмотками сельсина 1 и источником напр жени  U питани , а выходы - с управл ющими входами переключател  2, входами старших разр дов реверсивного счетчика 5 и управл ющим входом фазоинвертора 6, сигнальный вход которого подключен к источнику напр жени  и питани , а выход - к одному из входов компаратора 7, элемент 8 аналоговой пам ти, сигнальный и управл ющий входы которого соединены с выходами переключател  2 и триггера 9, а выход с другим входом компаратора 7, выход которого подключен ко входу 1 триггера 9 и входу S триггера 10, вход К которого соединен с первым выходом комгпаратора 3, триггер 11, входы которого подключены к выходам этого же компаратора , а выход - к одному из входов элемента ИЛИ 12, другой вход которого -подключен к выходу триггера 10, а выход - ко входу ключа 13, управл ющий вход которого соединен с выходом триггера 14, а выход - со входом сложение ( + ) реверсивного счетчика 5, выход вычитание ( - ) которого подключен к выходу ключа 15, а выходы младших разр дов через дешифратор 16 нул  -ко входу S триггера 9 и входу R триггера 17, вход & которого соединен со вторым выходом компаратора 3, а выходс управл ющим входом ключа 15, другой 5 вхоа которого соединен со счетным входом триггера 14 и выходом генератора 18 импульсов. Входы регистра 19 подключены к выходам разр дов счетчика 5 а управл ющий вход регистра 19 подклю чен к первому выходу компаратора 3, ко торый также подключен ко входу сброс счетчика 5. Преобразователь работает следующим образом. Напр жени  U, , Uj и U.j вторичных обмоток сельсина 1 поступают в блок 4 грубого отсчета. Этот блок в зависимос ти от знака фазы указанных напр жений относительно напр жени  U питани  сел сина формирует код N грубого отсчета угла поворота 0 ротора сельсина, который измен етс  с дискретностью &e e-60f где 6 0,1,2 ... 5, и заноситс  непосредственно в старшие ра р ды счетчика 5 (на фиг. 1 эта св зь н показана), сигналы управлени  переключ телем 2, который подключает ко входу компаратора 3 одно из фазных напр жений U1 сельсина ( в 1-м и 4-м секта так , во 2-м и 5-м сектантах Uj, , а в 3-м и 6-м сектантах IT- п Uj ) и сигнал управлени  фазоинвер- тором 6, который в зависимости от йомера (признака) сектанта инвертирует напр жение U питани  или пропускает (передает) его на вход компаратора 7 без изменени  пол рности. В четных сектантах (2-м, 4-м и 6-м) фазоинвертор в соответствии с управл ющим сигналом блока 4 инвертирует напр жение U питани , а в нечетных сектантах (1-м, 3-м и 5-м), работа  в режиме повторител  , пропускает его ни вход компаратора 7 без изменени  пол рности. В момент времени tg , соответствующий переходу через нулевое значение (из положительной области в отрицательную ) напр жени  U; (фиг. 2,а), срабатывает компаратор 3, импульс с первого выхода которого (фиг. 2, б) устанавливает триггер 11 в положение по вхо ду 6 (фиг. 2,в ). Разрешающий потенциал с единичного выхода триггера 11 через элемент ИЛИ 12 подаетс  на управл ющий вход ключа 13 и устанавливает его в замкнутое положение. ТактовЬш импульсы генератора 18 с частотой. ( (где - номинальна  частота следовани  тактовых импульсов) проходит на вход сложение счетчика 5 (фиг. 2, г). 3 В момент времени Ъ , соответствующий переходу через нулевое значение напр жени  tr- (из отрицательной области в положительную, см. фиг. 2,а), вновь срабатывает компаратор 3, импульс со второго выхода которого (фиг. 2,6) возвращает триггер 11 в исходное положение (фиг. 2,в) и прекращает поступление тактовых импульсов с частотой на вход сложение счетчика 5 (фиг. 2,г) и устанавливает триггер 17 в положение . При этом, высокий потенциал с единичного выхода триггера 17 подаетс  на управл ющий вход ключа 15 и устанавливает его в замкнутое положение, разреша  прохождение тактовых импульсов с частотой f на вход вычитание счетчика 5 (фиг. 2,е). Так как f - 2f , то счетчик 5 счиститс  за интервал времени, равный т.Р r-L. (где Т- период напр жени  И ), а его нулевое значение будет в момент времени tg., отсто щий от t(j на т- Т и соответствующий амплитудному значению напр жени  у (фиг. 2, а). В этот момент времени срабатывает дешифратор 16 нул , импульс с выхода которого (4йг. 2,ж) возвращает трцггер 17 в исходное положение (фиг. 2,д), при этом прекращаетс  поступление тактовых импульсов с частотой fj на вход вычитание ёчетчика 5, и устанавливает триггер 9 в положение (фвор. 2,з). При этом разрешающий потенциал с единичного выхода триггера 9 пе реводит элемент 8 аналоговой пам ти в режим хранени  амплитудного значени  п которое в интервале Ь, -1-2, времени остаетс  практически посто нным. В момент времени t/j , когда значеие tr становитс  равным текущему начению напр жени  И питани  срабаывает компаратор 7, импульс с выхода оторого (фиг. 2,и) возвращает триггер в исходное положение (фиг. 2,з), при том элемент 8 аналоговой пам ти переодит в режим слежени , и устанавливат триггер 10 в положение (фиг. ,к). При этом разрешающий потенциал единичного выхода триггера 1О через лемент ИЛИ 12 подаетс  на управл юий вход ключа 13 и устанавливает его замкнутое положение, разреша  прохожние тактовых импульсов генератора 18 частотой ff на вход сложение счетка 5 (фиг. 2,л). В момент времени -t , соответствуюий переходу через нулевое значение (из положительной области в отрицательную) напр жени  U; (фиг. 2,а), срабатывает компаратор 3, импульс с первого выхода Которого (фиг. 2,6) возвращает триггер 10 в исходное положение (фиг. 2,к), фиксиру  в счетчике 5 код N (фиг. 2,л), пропорциональный uirl/j-ti), и- следовательно, углу поворота Э . На этом (в режиме разовых измерений угла поворота) процесс преобразовани  заканчиваетс . В автоматическом режиме р да непрерывно следующих друг за другом измерений , в момент времени необходимо сперва переписать результат прео разовани  в текущем цикле измерени  в регистр 19 (передним фронтом импульса с первого выхода компаратора 3), а затем сбросить счетчик в нуль (задним фронтом того же импульса), чтобы он был готов к следующему циклу измерени , который осуществл етс  аналогично. Таким образом, амплитудное значение напр жени  U выцел етс  цифровым методом, реализуемым схемой на основе реверсивного счетчика и управл ющих его работой элементов, практически не внос щих погрешности в результаты выполнени  данной операции. В резул тате необходимость в пиковом детекторе отпадает, свойственна  ему погрешность исключаетс , что повышает точность пре образовател . Формула изобретени  Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий сельсин, первична  обмотка которого соединена с источником напр жени  питани , а вторичные об мотки через переключатель - со входом первого компаратора, блок грубого отсчета , входы которого соединены со вто ричными обмотками сельсина и источником напр жени  питани , одни выходы с управл ющими входами переключател  и входами старших разр дов реверсивного счетчика, а другой выход - с управл ющим входом фазоинвертора, сигнальный вход которого подключен к источнику напр жени  питани , а выход - к одному входу второго компаратора, элемент аналоговой пам ти, сигнальный и управл ющий входы которого соединены соответственно с выходами переключател  и первого триггера, а выход - с другим входом второго компаратора, выход которого подключен ко входу 1. первого триггера и входу S второго триггера, вход R которого соединен с одним выходом первого компаратора, генератор импульсов и ключ, выхоц которого соединен со входом сложение реверсивного счетчика, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности работы преобразовател , в него введены дешифратор, элемент ИЛИ, дополнительные триггеры и ключ, выходы первого компаратора подключены ко входам третьего .триггера, выход которого подключен к одному из вкодов элемента ИЛИ, другой вход которого соединен с выходом второго триггера, а выход подключен к входу первого ключа, управл ющий вход которого подключен к выходу четвертого триггера, счетный вход которого соединен с выходом генератора импульсов и входом второго ключа, управл ющий вход которого соединен с выходом п того триггера , а выход подключен к входу вычитание реверсивного счетчика, выходы младших разр дов которого подключены к входам дешифратора, выход дешифратора подключен ко входу S первого триггера и входу R п того триггера, вход S которого соединен со вторым выходом первого компаратора. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 428427, кл. Q 08 С .9/04, 18.09.72.
2. 2.Авторское свидетельство CCCf N 651388, кл. G 08 С 9/04, ОЗ.03.77 (прототип).

   Фиг.