SU840997A1 - Shaft angular position- to-code converter - Google Patents

Shaft angular position- to-code converter Download PDF

Info

Publication number
SU840997A1
SU840997A1 SU792828167A SU2828167A SU840997A1 SU 840997 A1 SU840997 A1 SU 840997A1 SU 792828167 A SU792828167 A SU 792828167A SU 2828167 A SU2828167 A SU 2828167A SU 840997 A1 SU840997 A1 SU 840997A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
phase
output
pulse
input
outputs
Prior art date
Application number
SU792828167A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Тимофеевич Артамонов
Николай Павлович Волков
Сашик Торгомович Мартиросян
Сергей Николаевич Сафонов
Original Assignee
Московский Институт Электронногомашиностроения
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Московский Институт Электронногомашиностроения filed Critical Московский Институт Электронногомашиностроения
Priority to SU792828167A priority Critical patent/SU840997A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU840997A1 publication Critical patent/SU840997A1/en

Links

Landscapes

  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Description

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД(54) CONVERTER ANGLE OF TURNING SHAFT INTO CODE

1one

Изобретение относитс  к измерительной технике и предназначено дл  преобразовани  угловых перемещений в цифровой код.The invention relates to a measurement technique and is intended to convert angular movements into a digital code.

Известны преобразователи угловых перемещений в фазу электрического сигнала, содержащие амплитудный модул тор , фазовращатель, амплитудные детекторы, избирательные усилители, дифференциальные усилители и фазосдвигающую КС-цепь, в которых достигаетс  удвоение масштаба преобразовани  угла, а также повышение точности работы за счет того, что фазовращатель работает в наиболее выгодном высокочастотном диапазоне, а измерение фазы происходит на низкой частоте fIj.Angular displacement transducers for the electrical signal phase are known, which include an amplitude modulator, a phase shifter, amplitude detectors, selective amplifiers, differential amplifiers, and a phase-shifted QC circuit in which the angle conversion scale doubling is achieved, as well as improved accuracy of operation due to the fact that the phase shifter is working in the most favorable high-frequency range, and the phase measurement occurs at a low frequency fIj.

Однако наличие в этих устройства избирательных усилителей, а также фазсодвигающих RС-цепей обуславливает по вление составл ющей поррешности преобразовани , определ емой фазовой нестабильностью частотозависимых цепей.However, the presence of selective amplifiers in these devices, as well as phase-shifting RC circuits, causes the appearance of a conversion error determined by the phase instability of the frequency-dependent circuits.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  преобразователь с модул цией проводимости выходных цепей, который содержит кварцевый генератор, делителThe closest in technical essence to the present invention is a converter with a modulation of the conductivity of the output circuits, which contains a crystal oscillator, a divider

частоты, формирователи синусоидального питани , подключенные к первому делителю частоты, двухфазные синусоидальные гетеродины, подключенные ко второму делителю частоты, индукционный фазовращатель, преобразователь частоты фазомодулированного сигнала, подключенный к выходным обмоткам фаэовргицател  и к двухфазным frequencies, sinusoidal power drivers connected to the first frequency divider, two-phase sinusoidal oscillators connected to the second frequency divider, an induction phase shifter, a phase-modulated signal frequency converter connected to the output windings of the phase arrays and two-phase

o синусоидальным гетеродинам, преобразователь частоты опорного сигнала, подключенный к формировател м синусоидального питани  и к двухфазным синусоидальным гетеродинам, два o sinusoidal oscillators, the frequency converter of the reference signal connected to the sinusoidal power supply and two-phase sinusoidal heterodyne, two

5 фильтра низкой ча1сто.ты, один из которых подключен к выходу преобразовател  частоты фазомодулированного сигнала, а второй - к выходу преобразовател  частоты опорного сигнала 5 low frequency filters, one of which is connected to the output of the frequency converter of the phase-modulated signal, and the second to the output of the reference frequency converter

0 и формирователи импульсов, подключенные к выходам фильтров низкой частоты 2.0 and pulse drivers connected to the outputs of low-pass filters 2.

Повышение точности достигаетс  за счет получени  эффекта, аналогич5 ного эффекту фильтра обратной, последовательности . Благодар  этому устран ютс  погрешности, вызванные неидеальностью питани  фазовращател .An increase in accuracy is achieved by obtaining an effect similar to that of the inverse filter, of a sequence. Due to this, errors caused by the power failure of the phase shifter are eliminated.

Недостаток этого преобразова0 тел  - погрешности, вызванные использованием в нем фильтров низких частот.The disadvantage of this transform is the errors caused by the use of low-pass filters in it.

Кроме того, наличие в преобразователе инерционных звеньев, какими  вл ютс  фильтры низких частот,: приводит к ухудшению его динамических характеристик и, следовательно, к возникновению дополнительной погрешности при быстрых изменени х входного угла.In addition, the presence of inertial links in the converter, such as low-pass filters, leads to the deterioration of its dynamic characteristics and, consequently, to the occurrence of an additional error due to rapid changes in the input angle.

Так, например, если фильтр низких частот состоит из трех звеньев с граничными частотами Шр 1500 Г а частота сигнала tiJ 1000 Гц, то з4держка , вносима  фильтром, составит 0,64 мс.So, for example, if a low-pass filter consists of three links with boundary frequencies Schr 1500 G and the signal frequency tiJ 1000 Hz, then the support introduced by the filter will be 0.64 ms.

Цель изобретени  - повышение, точ ности преобразовател  угла поворсэта вала в код,. The purpose of the invention is to improve the accuracy of the converter of the angle of rotation of the shaft into a code.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий генератор , выход которого соединен с входами двух дели.телей частоты, выход первого из которых соединен с входом формировател  двухфазного синусоидального на.пр жени , выходы которого соединены со входами фазовращател , три формировател  импульсов, выход первого из которых соединен с первым входом преобразовател - фазакод , введены два коррел тора, сумматор и селектор длительности импульсов , причем вход первого формировател  импульсов соединен с одним из выходов формировател  двухфазного синусоидального напр жени , входы двух других формирователей импулЬсов соединены с соответствующими выходами фазовращател ,а выходы - с первыми входами коррел торов, вторые входы которых соединены с выходом второго делител  частоты, выходы коррел торов соединены со входами сумматора, выход которого соединен со входом селектора длительности импульсов , выход которого соединен со вторым входом преобразовател  фазакод .The goal is achieved by the fact that the shaft angle converter is converted into a code containing a generator whose output is connected to the inputs of two frequency dividers, the output of the first of which is connected to the input of a two-phase sinusoidal voltage generator, the outputs of which are connected to the inputs of the phase shifter, three pulse formers, the output of the first of which is connected to the first input of the converter, a phase code, two correlators are introduced, an adder and a pulse width selector, and the input of the first pulse former is co Inen with one of the outputs of the two-phase sinusoidal voltage shaper, the inputs of the two other pulse shapers are connected to the corresponding outputs of the phase shifter, and the outputs are connected to the first inputs of the correlators, the second inputs of which are connected to the output of the second frequency divider, the outputs of the correlators are connected to the inputs of the adder, the output which is connected to the input of the pulse width selector, the output of which is connected to the second input of the phase encoder.

На фиг. 1 представлена функционална  схема преобразовател  угла поворота вала в код; на фиг. 2 - временные диагр)амг&1 работы преобразовател  . ,FIG. 1 shows the functional diagram of the converter of the angle of rotation of the shaft into the code; in fig. 2 - time diagrams) AMG & 1 converter operation. ,

Преобразователь содержит генератор 1, первый делитель 2 частоты, второй делитель 3 частоты, формирователь 4 двухфазного синусоидального напр жени , фазовращатель 5с первичными 5-1 и вторичными 5-2 обмотками , формирователи 6-8 импульсов , коррел торы 9 и 10, сумматор 11, селектор 12 длительности импульсов и преобразователь 13 фаза-код (фиг.1),The converter contains generator 1, first divider 2 frequencies, second divider 3 frequencies, shaper 4 two-phase sinusoidal voltage, phase shifter 5c primary 5-1 and secondary 5-2 windings, shapers 6-8 pulses, correlators 9 and 10, adder 11, the selector 12 of the pulse duration and the Converter 13 phase-code (figure 1),

Преобразователь работает следующим образом. .The Converter operates as follows. .

Импульсное напр жение частотой f| с генератора 1 подаетс  на входы первого и второго делителей 2 и 3Impulse voltage with frequency f | from generator 1 is fed to the inputs of the first and second dividers 2 and 3

частоты, имеющих коэффициенты делени  К и Кд, причем К # Kg; . С выхода первого делител  2 частоты импульсна  последовательность поступает на вход формировател  4 двухфазного синусоидального напр жени , на выходах которого выдел ютс  два напр жени frequencies with division factors K and Kd, with K # Kg; . From the output of the first divider 2 frequency, the pulse sequence is fed to the input of the shaper 4 of a two-phase sinusoidal voltage, the outputs of which are separated by two voltages

U,-UoCOsu t.U, -UoCOsu t.

иand

U s Uo&Intu tU s Uo & Intu t

с равными амплитудами Vgwith equal amplitudes of Vg

и частота2TCf ми ш . Напр жение U,and frequency2TCf mi sh. Voltage U,

запаздыIf 1 .А«иЫ1./Ь1.Ъ (I ,retardations If 1 .A "ИЫ1. / Ь1.Ь (I,

К,лK, l

вает на фазе на 90 эл.град. относительно напр жени  U, .Эти напр жени  подаютс  на входы фазовргицател  5, который работает в режиме вращающегос  пол .on phase 90 al. with respect to the voltage U,. These voltages are fed to the inputs of the phase actuator 5, which operates in a rotating field mode.

Если вращаквдеес  поле фазовращател  по каким-либо причинам эллиптическое и содержит обратновращающуюс  составл ющую с относительной амплитудой а, то его выходное квадUa и идIf, for some reason, the rotation field of the phase shifter is elliptical and contains a reverse-rotation component with a relative amplitude a, then its output quadrant Ua and id

ратурные напр жени  field voltage

можно представить в видеcan be represented as

Uo, (a),(a t-zoJ+V,) cioos(aJ -fc-Zo ,Uo, (a), (a t-zoJ + V,) cioos (aJ -fc-Zo,

где Уф - амплитуда выходного напр жени  .фазовращател ; масштаб преобразовани  угL ла;where Vf is the amplitude of the output voltage of the phase shifter; scale conversion angle;

угол поворота ротора фазой6 вращател ;the rotation angle of the rotor phase 6 rotator;

V МпV Mp

начальный сдвиг фазы обратно вращающейс  составл ющей . Выходные напр жени  фазовращател  DO, и подаютс  на формирователи 7 и 8 импульсов, которые формируют импульсные последовательности 5 (и,5),the initial phase shift of the reverse rotating component. The output voltages of the phase shifter DO, and applied to the formers 7 and 8 pulses, which form the pulse sequences 5 (and, 5),

U(,sign(U)U (, sign (U)

С выходов формирователей (фиг.2) импульсные последовательности поступают на первые входы коррел торов 9 и 10, на вторые входы которых (Поступает импульсное напр жение (inFrom the outputs of the formers (Fig. 2), the pulse sequences are fed to the first inputs of the correlators 9 and 10, to the second inputs of which (The pulsed voltage flows (in

7К f7K f

С частотой Ыа . со второгоWith a frequency of Na. from the second

Ч делител  3 частотыDivider 3 frequencies

. (M,),. (M,),

-J-J

где Uq. - амплитуда импульсов.where uq. - the amplitude of the pulses.

На выходах коррел торов 9 и 10 имеем взаимно коррел ционные функции «67 ( « Т Cf)At the outputs of the correlators 9 and 10, we have the mutually correlation functions “67 (“ T Cf)

Claims (2)

«дтСг co9 C4-to,j)pi;-zai -f ч-асо«{(ы,) -Zot- „ Rc,7 №) (cos(u.-4)pt--2al,j- d )- U)2)pt:-f Импульсные последовательности,соответствующие входным и выходным напр жени м коррел торов 9 и 10 представ лены на временной диаграмме (фиг.2 С выходов коррел торюв 9 и 10 сигналы Rg7 С) и R (Т) поступают на сумматор) 11, на выходе которого и„-21 ()pt-Zdi f- р-« Из этого выражени  видно, что обратйовращаюца с  составл юща  пол  фазовращател  вообще не содержитс  в выходном сигнале и поэт му не нуждаетс  в фильтрации. Предлагаемому устройству свойственен эффект, аналогичный эффекту фильтра обратной последовательност что позвол етв значительной мере снизить вли ние электрической и магнитной ассиметрии фаэовращател  С выхода сумматора 11 сигнал поступает на селектор 12 длительности импульсов, который определ ет условие существовани  коррел ционной св зи. Выходные импульсы селектора 12 длительности импульсов поступают на преобразователь 13 фаэакод и используютс  в качестве сигнальной импульсной последовательнос ти. В качестве опорной импульсной последовательности используютс  импульсы , получаемые с формировател  импульсов. Подключение формировател 6 импульсов к выходу формировател  4 двухфазного синусоидального позво л ет исключить погрешность преобраз вани , св занного с дрейфом фазовой фарактеристики последнего. Так как при возможном дрейфе фазовой характеристики формировател  4 двухфазно синусоидального напр жени  опорна  импульсна  последовательность и импульсна  последовательность,несуща  информацию о входном угле смешаютс  по фазе на одну и ту же величину Питание фазовращател  осуществл етс  высокочастотным напр жением, а измерение фазы происходит на низкой частоте, что позвол ет получить высокую разрешакхцую способность преобразовател  и снизить тем самым требовани  к электронньм схемам обработки информации. Экономический эффект от использовани  данйого изобретени  обусловлен его техническими особенност ми. Формула изобретени  Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий генератор, выход которого соединен со входами двух делителей частоты, выход первого из которых соединен со входом формировател  двухфазного синусоидального напр жени , выходы которого соединены со входами фазовращател ,три формировател  импульсов, выход первого из которых соединен с первым входом преобразовател  фаза-код, отличающийс  тем, что, с Целью повышени  точности преобразовател , в него введены два коррел тора , сумматор и селектор длительности импульсов, причем вход первого формировател  импульсов соединен с одним из выходов формировател  двухфазного синусоидального напр жени , двух других формирователей импульсов соединены с соответствующими выходами фазовращател , а выходы с первым входами коррел торов, вторые входы которых соединены с выходом второго делител  частоты, выхйды коррел торов соединены со входами суквлатора, выход которого соедийен со входом селектора длительности импульсов, выход которого соединен со вторым входом преобразовател  фаза-код. . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 569843, кл, G 01 В 7/30,1975. "DtCrg co9 C4-to, j) pi; -zai -f h-aso" {(s) -Zot- „Rc, 7 No.) (cos (u.-4) pt - 2al, j- d) - U) 2) pt: -f The pulse sequences corresponding to the input and output voltages of the correlators 9 and 10 are shown in the timing diagram (Fig. 2 From the outputs of the correlant tor 9 and 10, the signals Rg7 C) and R (T) arrive on the adder) 11, the output of which is and -21 () pt-Zdi f- p-. From this expression, it is clear that the reverse rotator with the component of the phase rotator is not contained in the output signal at all and therefore does not need to be filtered. The proposed device has an effect similar to that of the reverse sequence filter, which allows significantly reducing the effect of electrical and magnetic asymmetry of the phase rotator. From the output of the adder 11, the signal goes to the pulse width selector 12, which determines the condition for the existence of a correlation link. The output pulses of the pulse width selector 12 are fed to the inverter 13 of the phage code and are used as a signal pulse sequence. The pulses received from the pulse former are used as the reference pulse sequence. The connection of the pulse former 6 to the output of the dual phase sinusoidal former 4 makes it possible to eliminate the conversion error associated with the drift of the phase characteristic of the latter. Since, with a possible drift of the phase characteristic of the former 4 of a two-phase sinusoidal voltage, the reference pulse sequence and the pulse sequence carrying information about the input angle are mixed in phase by the same magnitude. The phase shifter is powered by the high-frequency voltage and the phase is measured at a low frequency. which allows to obtain high resolution of the converter and thereby reduce the requirements for electronic information processing circuits. The economic effect of the use of this invention is due to its technical features. Claims of the shaft angle converter into a code comprising a generator, the output of which is connected to the inputs of two frequency dividers, the output of the first of which is connected to the input of a two-phase sinusoidal voltage driver, the outputs of which are connected to the inputs of the phase shifter, three pulse shapers, the output of the first of which is connected With the first input of a phase-code converter, characterized in that, in order to improve the accuracy of the converter, two correlators are introduced into it, an adder and a pulse duration selector the input of the first pulse generator is connected to one of the outputs of the two-phase sinusoidal voltage driver, the other two pulse formers are connected to the corresponding outputs of the phase shifter, and the outputs to the first inputs of the correlators, the second inputs of which are connected to the output of the second frequency divider, the outputs of the correlator are connected with entrances of the equator, the output of which is connected to the input of the pulse duration selector, the output of which is connected to the second input of the phase-code converter. . Sources of information taken into account in the examination 1. USSR author's certificate 569843, class, G 01 В 7 / 30,1975. 2. Эле стротехнические преобразователи угла с электрической редукцией . Под ред. А.А. Ахметжанова.М., Энерги , 1978, с. 143-148 (прототип ) .2. Electrotechnical angle transducers with electrical reduction. Ed. A.A. Akhmetzhanova.M., Energie, 1978, p. 143-148 (prototype). О,ABOUT,
SU792828167A 1979-10-03 1979-10-03 Shaft angular position- to-code converter SU840997A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792828167A SU840997A1 (en) 1979-10-03 1979-10-03 Shaft angular position- to-code converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792828167A SU840997A1 (en) 1979-10-03 1979-10-03 Shaft angular position- to-code converter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU840997A1 true SU840997A1 (en) 1981-06-23

Family

ID=20854277

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU792828167A SU840997A1 (en) 1979-10-03 1979-10-03 Shaft angular position- to-code converter

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU840997A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU840997A1 (en) Shaft angular position- to-code converter
RU2039361C1 (en) Method for determining phase difference between two signals
US4247810A (en) Angle to bipolar analog converter
SU656091A1 (en) Shaft angular position-to-code converter
SU1221752A2 (en) Shaft angle-to-digital converter
SU922849A1 (en) Method of conversion of rotary sine-cosine transformer rotation angle into dc voltage
SU746656A1 (en) Shaft angular position-to-code converter
SU1304164A1 (en) Method of phasing electric drives in repeat short-time operation conditions
RU2024029C1 (en) Device for determining correlation of two phases of sine-wave signals
SU633050A1 (en) Shaft angular position-to-code converter
SU703853A1 (en) Shaft angular position-to-code converter
SU690552A1 (en) Device for synchronising information being reproduced
RU2060549C1 (en) Device for calculation of trigonometric functions
RU2037831C1 (en) Method of measuring phase relations between two sinusoidal signals
RU2039362C1 (en) Device for measuring phase shift of signals with known ratio of their amplitudes
SU631964A1 (en) Shaft angular position -to-code converter
SU1674372A1 (en) Shaft rotation angle-to-digital converter
SU896656A1 (en) Angular displacement-to-code converter
SU1709522A1 (en) Device for determination of angular position of shaft
SU1135010A1 (en) Method of encoding angle displacement
SU737972A1 (en) Shaft angular position- to-code converter
SU980113A1 (en) Displacement-to-code converter
SU748797A1 (en) Pulsed frequency discriminator
SU706864A1 (en) Shaft angular position-to-code converter
JPH0419510A (en) Rotational angle detector