SU922847A1 - Shaft angular position-to-code converter - Google Patents

Shaft angular position-to-code converter Download PDF

Info

Publication number
SU922847A1
SU922847A1 SU792791172A SU2791172A SU922847A1 SU 922847 A1 SU922847 A1 SU 922847A1 SU 792791172 A SU792791172 A SU 792791172A SU 2791172 A SU2791172 A SU 2791172A SU 922847 A1 SU922847 A1 SU 922847A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
output
input
code
adder
register
Prior art date
Application number
SU792791172A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ivan K Bezrodnyj
Original Assignee
Ivan K Bezrodnyj
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 Ivan K Bezrodnyj filed Critical Ivan K Bezrodnyj
Priority to SU792791172A priority Critical patent/SU922847A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU922847A1 publication Critical patent/SU922847A1/en

Links

Landscapes

  • Analogue/Digital Conversion (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Description

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано для связи аналоговых источников информации с цифровым вычислительным устройством. ' 3 The invention relates to the field of automation and computing and can be used to communicate analog information sources with a digital computing device. ' 3

Известны преобразователи угла поворота вала в код, содержащие синусно-косинусный датчик (СКД) выходы : которого через переключатель октан- 10 тов подключены к функциональному преобразователю , реализующему тангенсную зависимость (12,Known converters of the angle of rotation of the shaft into the code, which contain sine-cosine sensor (ACS) outputs: through the switch of octants- 10, they are connected to a functional converter that implements the tangent dependence (12,

Недостатком таких преобразователей является невысокая точность. 15 The disadvantage of such converters is low accuracy. 15

Известны также преобразователи, в которых СКД подключен через переключатель квадратов к последовательно соединенным блокам формирования разрядов выходного кода. Каждый блок состоит из сумматора, вычитателя, аналоговых ключей и компаратора. Формирование разрядов кода про2Converters are also known in which the ACS is connected via a switch of squares to series-connected blocks for the formation of bits of the output code. Each block consists of an adder, a subtractor, analog keys and a comparator. Formation of bits of the pro2 code

изводится путем решения тригонометрических тождеств [2].can be obtained by solving trigonometric identities [2].

Недостатком такого устройства является его сложность.The disadvantage of this device is its complexity.

Наиболее близким к предлагаемому по техническому решению является преобразователь угла поворота вала в код, содержащий синусно-косинусный вращающийся трансформатор, выход которого подключен к переключателю октантов, один выход переключателя октантов подключен к одному входу элемента сравнения и через первый масштабирующий элемент -к одному входу первого сумматора, другой выход через второй масштабирующий элемент подключен к другому входу первого, сумматора, выход которого подключен к опорному входу блока преобразования кода в напряжение, цифровые входы которого соединены с выходами регистра, а выход подключен к другому входу элемента сравнения, выход элемента сравнения подключен кThe closest to the proposed technical solution is a shaft angle converter into a code containing a sine-cosine rotating transformer, the output of which is connected to the octant switch, one output of the octant switch connected to one input of the comparison element and through the first scaling element to one input of the first adder another output through the second scaling element is connected to another input of the first adder, the output of which is connected to the reference input of the code to voltage conversion unit digital inputs of which are connected to the outputs of the register, and the output is connected to another input of the comparison element, the output of the comparison element is connected to

3 922847 43 922847 4

другому входу элемента сравнения, - напряжение,выход которого подключен кthe other input of the comparison element, is the voltage, the output of which is connected to

выход элемента сравнения подключен к управляющим входам регистра и бло- . ка управления переключателем октантов, формирователь тактов.подключенный к $ блоку управления переключателем октактов и регистру, выход регистра подключен к одним входам другого сумматора и формирователю корректирующего кода, выходы которого под- 10 ключены к другим входам второго сумматора· [3 3.the output of the comparison element is connected to the control inputs of the register and block. control octant switch, clock generator. connected to $ octact switch and register control unit, register output is connected to one input of another adder and a correction code driver, the outputs of which are connected to other inputs of the second adder · [3 3.

Недостатком такого устройства является низкая точность при отсутствии формирователя корректирующего ,5 кода. При введении формирователя корректирующего кода устройство услож- , няется.The disadvantage of this device is low accuracy in the absence of a shaper corrective, 5 code. With the introduction of the correction code driver, the device becomes more complex.

Цель изобретения - повышение точности преобразователя. 2оThe purpose of the invention is to improve the accuracy of the converter. 2 o

Поставленная цель достигается тем,This goal is achieved by

что в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий синусно-косинусный вращающийся трансформатор, выходы которого подключены к лереклю- 25 чателю октантов, один выход переключателя октантов подключен к одному входу элемента сравнения и первому масштабирующему элементу , а другой выход через второй масштабирующий 30 элемент подключен к одному входу сумматора, выход которого подключен к опорному входу блока преобразования кода в напряжение, цифровые входы которого соединены с выходами регистра, а выход подключен к другому входу элемента сравнения, выход эле- мента сравнения подключен к управляющим входам регистра и блока управления переключателем октантов, фор- 4θ мирователь тактов, подключенный к блоку управления переключателем.октантов и регистру, второй сумматор, введены второй и третий блоки преобразования кода в напряжение и тре- * тий масштабирующий элемент, цифровые входы второго и третьего блоков преобразования кода в напряжение соединены с выходами регистра, опорный вход третьего блока преобразования кода в напряжение соединен с 50 that in the converter of the angle of rotation of the shaft into a code containing a sine-cosine rotary transformer, the outputs of which are connected to the locator switch octants, one output of the switch octants is connected to one input of the comparison element and the first scaling element and the other output through the second scaling 30 element to one input of the adder, the output of which is connected to the reference input of the code-to-voltage conversion unit, whose digital inputs are connected to the outputs of the register, and the output is connected to another input of the ele cient comparison output element> w comparison ment connected to the control inputs of the register and the switch control unit octants, with a shape tors, θ 4 bars connected to the control unit and pereklyuchatelem.oktantov register, the second adder having introduced the second and third blocks in the code conversion voltage and tre- * Tille scaling element, the digital inputs of the second and third code conversion units into a voltage connected to the register output, the reference input of the third code into a voltage conversion unit 50 is connected to

вторым выходом переключателя октантов, а выход через третий масштабирующий элемент подключен к одному входу второго сумматора, другой вход второго сумматора соединен с выходом 55 первого масштабирующего элемента, а выход подключен к опорному входу второго блока преобразования кода вthe second output of the switch octants, and the output through the third scaling element is connected to one input of the second adder, another input of the second adder is connected to the output 55 of the first scaling element, and the output is connected to the reference input of the second code conversion unit

другому входу первого сумматора.the other input of the first adder.

Сущность преобразования угла поворота вала в цифровой код заключается в формировании напряжений, пропорциональных синусу и косинусу угла, определении по знаку фаз и величин этих напряжений трех старших разрядов кода, т.е. определении номера октанта преобразуемого угла в пределах выбранного октанта, уравновешивании напряжений в соответствии со следующей зависимостьюThe essence of converting the angle of rotation of the shaft into a digital code consists in forming voltages proportional to the sine and cosine of the angle, determining the three most significant bits of the code, i.e. determining the octant number of the angle to be converted within the selected octant, balancing the stresses in accordance with the following relation

где Ц51п<А-и игозЬ- напряжения,where Ts51p <A and izob- voltage,

пропорциональные синусу и косинусу угла а. поборота вала;proportional to the sine and cosine of the angle a. shaft turning;

N - величина кода в пределах одного октанта;.N - code value within one octant ;.

Ки, К^, - масштабные коэффициенты.K and , K ^, - scale factors.

Коэффициенты К и, К К 3 выбираются таким образом, чтобы во всем диапазоне углов в пределах одного октанта угол <А. и соответствующее ему цифровое значение кода N были равны друг Другу с высокой точностью. Например, при значениях коэффициентов: К^= =0,7854031; кг= 0,24779391 Кэ= ; =0,0331970 равенство (3) обеспечивается с погрешностью, не более 0,00065%, что соответствует равенству углов сь и соответствущего ему кода N с погрешностью не более 1 угловой секунды.The coefficients K and K K 3 are chosen so that in the whole range of angles within one octant angle <A. and the corresponding numerical value of the N code were equal to each other with high accuracy. For example, when the values of the coefficients: K ^ = = 0.7854031; K g = 0.24779391 K e = ; = 0.0331970, equality (3) is provided with an error of no more than 0.00065%, which corresponds to the equality of the angles c and the corresponding code N with an error of no more than 1 arc second.

На чертеже представлена структурная схема устройства.The drawing shows a block diagram of the device.

Преобразователь содержит синусно-косинусный вращающийся трансформатор (СКВТ) 1, обмотка возбуждения которого записана от источника 2, а выходы синусной и косинусной обмоток соединены со входами переключателя 3 октантов, Первый выход переключателя 3 октантов соединен с первым входом элемента 4 сравнения и через масштабирующий элемент 5 - с первым входом сумматора 6. Второй выход переключателя 3 октантов соединен с опорным входом блока 7 преобразования кода в напряжение и через масштабирующий элемент 8 - с первым входом сумматора 9. Выход блока 7 соединен через масштабирующий элемент10 со вторым входом сумматора 6, вы5 922847 6The converter contains a sine-cosine rotary transformer (SCWT) 1, the excitation winding of which is recorded from source 2, and the outputs of the sine and cosine windings are connected to the inputs of the switch 3 octants. The first output of the switch 3 octants is connected to the first input of the comparison element 4 and through scaling element 5 - with the first input of the adder 6. The second output of the switch of 3 octants is connected to the reference input of the code-to-voltage conversion unit 7 and through the scaling element 8 - to the first input of the adder 9. The output of the block 7 is connected through the scaling element 10 to the second input of the adder 6, you 5 922847 6

ход которого соединен с опорным входом блока преобразования кода напряжения. Выход блока 11 соединен со вторым входом сумматора 9, выход которого соединен с опорным входом бло- 5 ка 12 преобразования кода в напряжения. Выход блока 12 соединен со вторым входом элемента 4 сравнения, выход которого соединен с управляющим входом регистра 13 управления бло- 10 ками 7,11 и 12 и со входом блока 14 управления переключателем октантов.the stroke of which is connected to the reference input of the voltage code conversion unit. The output of the block 11 is connected to the second input of the adder 9, the output of which is connected to the reference input of the block 5 of the code-to-voltage conversion. The output of the block 12 is connected to the second input of the comparison element 4, the output of which is connected to the control input of the register 13 for controlling blocks 7.11 and 12 and to the input of the block 14 for controlling the octant switch.

Выходы регистра 13 подключены к управляющим входам блоков 7,11, 12 и к выходным шинам преобразователя. 15The outputs of the register 13 are connected to the control inputs of blocks 7, 11, 12 and to the output buses of the converter. 15

Управляющий выход блока 14 управления переключателем октантов подключен к входу переключателя октантов, кодовые выходы блока 14 соединены с выходными шинами преобразо* 20 вателя. „ .The control output of the octant switch control unit 14 is connected to the input of the octant switch, and the code outputs of the block 14 are connected to the output buses of the converter * 20. “.

Синхронизирующие входы блока 14 и регистра 13 соединены с выходами формирователя 15 тактов.Synchronization inputs of the block 14 and the register 13 is connected to the outputs of the driver 15 cycles.

Преобразователь угла работает 25Angle converter works 25

следующим образом.in the following way.

На выходах СКВТ 1 формируются прямые и инверсные напряжения, пропорциональные синусу и косинусу угла поворота вала. Эти напряже- 30 ния поступают на переключатель 3 октантов, на первом выходеркоторого формируется меньшее по модулю напряжение, а на Другом. - большее.At the outputs of the ACS 1, direct and inverse voltages are formed, proportional to the sine and cosine of the angle of rotation of the shaft. These voltage 30 supplied to the switch Nia octants 3, at the first output of which is formed by p modulo minimal stress, on the other. - more.

Работа преобразователя происходит по тактам, вырабатываемым формирователем 15. В первые три такта формируются три старшие разряда выходного кода и происходит переключение напряжения на переключате^· ле 3. Начиная с четвертого такта преобразование производится путем поразрядного уравновешивания напряжения- , действующего на первом входе элемента 4 сравнения, напряжением, подключенным к второму входу элемента 4. Уравновешивание производится в диапазоне 45 - градусного отрезка.The converter operates according to the cycles generated by the driver 15. In the first three cycles, the three most significant bits of the output code are formed and the voltage is switched on the switch ^ · le 3. Starting from the fourth cycle, the conversion is performed by the bitwise balancing of the voltage-, acting on the first input of the comparison element 4 , the voltage connected to the second input of the element 4. Balancing is performed in the range of 45 - degree segment.

Если значение преобразуемого угла находится в первом октанте, то на первый вход элемента 4 подается напряжение 1/^ ίη А , а на второй напряжениеIf the value of the angle to be converted is in the first octant, then voltage 1 / ^ ίη A is applied to the first input of element 4, and

где N - значение кода в регистре 13, каждый из блоков 7,11,12 реализуетwhere N is the code value in register 13, each of blocks 7,11,12 implements

функцию умножения напряжения, поданного на его опорный вход, на значение кода Ν, поданного на его цифровой вход. Поэтому степень кода N на выходах последовательно соединенных блоков 7,11 и 12 постепенно увеличивается.the function of multiplying the voltage applied to its reference input by the value of the code Ν applied to its digital input. Therefore, the degree of code N at the outputs of series-connected blocks 7, 11 and 12 gradually increases.

В момент равенства напряжений на входах элемента 4 (при значениях масштабных коэффициентов К^, К^, К^, указанных выше) значение кода N с высокой точностью соответствует значению угла А поворота вала,At the moment of equality of the voltages at the inputs of element 4 (with the values of the scale factors K ^, K ^, K ^, indicated above), the value of the N code with high accuracy corresponds to the value of the angle A of the shaft rotation,

Три старших разряда выходного кода преобразователя снимаются с кодовых шин блока 14 управления переключателем октантов, а младшие разряды снимаются с выходов регистра 13. При этом в нечетных октантах регистра 13, снимается прямой код, а в четных - обратный.The three high-order bits of the converter's output code are removed from the code buses of the octant switch control unit 14, and the low-order bits are removed from the outputs of register 13. In this case, the odd octants of register 13 are removed, and the direct code is removed, and the even one.

Методическая погрешность преобразования предлагаемого устройсва не превышает 1 угловой секунды, что в несколько десятков раз меньше, чем в известном.The methodical error of the conversion of the proposed device does not exceed 1 arc-second, which is several dozen times less than in the known.

Таким образом, предлагаемый преобразователь имеет значительно высокую точность преобразования, чем' известные .Thus, the proposed converter has a significantly higher conversion accuracy than what is known.

Claims (1)

Формула изобретенияClaim Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий синусно-косинусный вращающийся трансформатор, выходы которого подключены к переключателю октантов, один выход переключателя октантов подключен к одно„му входу элемента сравнения и первому масштабирующему элементу, а другой выход через второй масштабирующий элемент подключен к одному входу первого сумматора, выход которого подключен к опорному входу блока преобразования кода в напряжение, цифро.вые входы которого соединены с выходами регистра, а выход подключен к другому входу элемента сравнения, > выход элемента сравнения подключен к управляющим входам регистра и блока управления переключателем октан. тов, формирователь тактов, подключенный к блоку управления переключателем октантов и регистру , вто„рой сумматор , о т л и ч а ю щ и йс я тем , что , с целью повышения точности преобразователя ,A shaft rotation angle converter into a code containing a sine-cosine rotary transformer whose outputs are connected to an octant switch, one output of the octant switch is connected to one input of the reference element and the first scaling element and connected to one input of the first adder, the output of which is connected to the reference input of the code-to-voltage conversion unit, the digital inputs of which are connected to the outputs of the register, and the output connected to another input of the ele cient comparison> yield comparison element is connected to the control inputs of the register and the switch control block octane. com, the clock maker connected to the control unit of the octant switch and the register, the second adder, which is designed to increase the accuracy of the converter, 77 в него введены второй и третий блоки преобразования кода в напряжение и третий масштабирующий элемент, цифровые входы второго и третьего блоков преобразования кода в напря- $ жение соединены с выходами регистра, опорный вход третьего блока преобразования кода в напряжение соединен с ·. вторым выходом переключателя октантов, а выход через третий масштабирующий ю элемент подключен к одному входу 'второго сумматора, другой вход второго сумматора соединен с выходом первого масштабирующего элемента, а выход под922847The second and third code-to-voltage conversion blocks and the third scaling element are entered into it, the digital inputs of the second and third code-to-voltage conversion blocks are connected to the register outputs, the reference input of the third code-to-voltage conversion block is connected to ·. the second output of the octant switch, and the output through the third scaling element is connected to one input 'of the second adder, the other input of the second adder is connected to the output of the first scaling element, and the output is 922847 8eight ключей к опорному входу второго блока преобразования кода в напряжение, выход которого подключен к другому входу первого сумматора.keys to the reference input of the second block conversion code into a voltage, the output of which is connected to another input of the first adder.
SU792791172A 1979-07-06 1979-07-06 Shaft angular position-to-code converter SU922847A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792791172A SU922847A1 (en) 1979-07-06 1979-07-06 Shaft angular position-to-code converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792791172A SU922847A1 (en) 1979-07-06 1979-07-06 Shaft angular position-to-code converter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU922847A1 true SU922847A1 (en) 1982-04-23

Family

ID=20838416

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU792791172A SU922847A1 (en) 1979-07-06 1979-07-06 Shaft angular position-to-code converter

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU922847A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4511884A (en) Programmable limit switch system using a resolver-to-digital angle converter
KR900702327A (en) Absolute position encoder
SU922847A1 (en) Shaft angular position-to-code converter
SU801023A1 (en) Shaft angular positio-to-code converter
JPS6238302A (en) Angle detecting device
SU942101A1 (en) Shaft angular position-to-code converter
SU991468A1 (en) Analog value to code multi-channel converter
SU930332A1 (en) Device for converting shaft angular position to code
RU2108664C1 (en) Method for measuring angle of shaft turn
SU1278897A1 (en) Device for performing sine-cosine digital-analog generating
SU1113826A1 (en) Shaft turn angle encoder
SU781866A1 (en) Shaft angular position-to-code converter
SU1162042A1 (en) Shaft turn angle encoder
SU902040A1 (en) Shaft angular position-to-code converter
RU2007027C1 (en) Movement-to-code transducer
SU1425835A1 (en) Code to shaft angle converter
SU783821A1 (en) Code-to-shaft angular position converter
SU1120386A1 (en) Shaft turn angle encoder
SU1119052A1 (en) Encoder of turn angle of radar installation
SU842903A1 (en) Shaft angular position-to-code converter
JPH01297510A (en) Angle value digitization method and apparatus for execution thereof
SU611238A1 (en) Shaft angular position -to-code converter
SU657447A1 (en) Shaft angular position-to-binary code converter
SU942098A1 (en) Shaft angular position-to-code converter
SU706864A1 (en) Shaft angular position-to-code converter