SU922853A1 - Преобразователь угла поворота вала в код i - Google Patents

Description

Изобретение относится к области автоматического контроля и преобразования перемещений в код, а именно к преобразователям угла поворота вала в код.

Известны преобразователи угла поворота вала в код, содержащие фазовращатель, выполненный на базе синусно-косинусного вращающегося трансформатора, входные обмотки которого подключены к формирователю синусного и косинусного напряжений, а выходная обмотка через усилитель подключена к фазочувствительному выпрямителю, генератор импульсов, подключенный к одним входам сумматора и вычитателя, к другим входам которых подключен выход фазочувствитльного выпрямителя и реверсивный счетчик, подключенный к выходам сумматора и вычитателя [1].

Недостататок данного преобразователя состоит в необходимости пита- , ния статорных обмоток СКВТ от пре2

образователя кода в напряжение с достаточно мощным выходом.

Наиболее близким к предлагаемому по своему техническому решению является преобразователь угла поворота вала в код, содержащий фазовращатель, две входные обмотки которого подключены к двухфазному источнику переменного напряжения, одна из входных обмоток подключена также . к входу первого формирователя импульсов, выход которого подключен к первому входу первого триггера, второй вход которого соединен с вы,₅ ходом четвертого элемента И и вторым входом второго триггера , первый вход которого подключен к вы-, ходу второго формирователя импульсов , вход которого соединен с первой вы20 ходной обмоткой фазовращателя,вторая выходная обмотка которого соединена с входом третьего формирователя импуль сов, выход которого подключен к перт⁵ вому входу четвертого элемента И,

3 922853 4

второй вход которого соединен с вторым выходом второго триггера и первым ’входом второго элемента И, другой вход которого соединен с выходом первого элемента И и с первым входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с первым вых ходом второго триггера, а выход, третьего элемента И соединен с вторым входом счетчика, первый вход которого соединен с выходом второго элемента· И, а также генератор импульсов, выход которого соединен с первым входом первого элемента.И, второй вход .которого соединен с выходом первого триггера (21.

Недостатком этого преобразователя является значительная чувствительность к неортогональности напряжений' двухфазного источника питания электромашинного фазовращателя. Кроме того, на точность работы этого преобразователя влияет неидентичность параметров выделителей нулей.

Цель изобретения - повышение точности преобразователя угла поворота вала в код.

I

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий фазовращатель , к первому и второму входам которого подключены выходы источника квадратурных напряжений, генератор импульсов высокой частоты, выход которого соединен с первыми входами элементов И, выходы которых, подключены соответственно к первому и второму входам счетчика, регистр, информационные входы которого соединены с выходами счетчика", и формирователь импульсов, введены четыре ключа и блок управления, сигнальные входы первого и второго ключей соединены соответственно с первым и вторым входами фазовращателя, сигнальные входы третьего и четвертого ключей соединены соответственно с первым и вторым выходами фазовращателя, выходы ключей соединены между собой и подключены к входу формирователя импульсов, выход которого соединен с входом блока управления, первый, второй, третий и четвертый выходы которого соединены соответственно с управляющими входами первого, второго, третьего и четвертого ключей, пятый и шестой выходы блока управления подключены соответственно к

вторым входам первого и второго элементов И, седьмой выход блока управления соединен с входом сброса счетчика и с входом синхронизации регист5 ра, при этом блок управления выполнен из последовательно соединенных двух триггеров, одновибратора и дешифратора, вход первого триггера соединен с входом блока управления, выЮ ходы первого и второго триггеров соединены соответственно с первым и вторым входами дешифратора, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первым и вторым вы15 ходами блока управления, третий выход дешифратора подключен к третьему и шестому выходам блока управления, четвертый выход которого соединен с четвертым выходом дешифратора,

20 а пятый выход соединен с выходом первого триггера, выход одновибратора подключен к седьмому выходу блока управления,

На фиг. 1 приведена структурная

25 схема преобразователя угла поворота вала в код ; на фиг. 2 - выполнение блока управления.

Преобразователь угла поворота вала в код содержит источник 1 квадра30 турмых напряжений, фазовращатель 2, первый, второй, третий и четвертый ключи 3~6, формирователь 7 импульсов, блок 8 управления, первый и второй элементы И 9 и 10, генератор 11

₃₅ импульсов высокой частоты, счетчик 12,- регистр 13- Блок 8 управления содержит первый и второй триггеры 14 и 15, одновибратор 16 и дешифратор 17, вход 18 первого триггера

_4θ 14, выход 19 одновибратора 16, первый, второй, третий и четвертый выходы 20-23 дешифратора 17 и выход 24 первого тригегра 14.

Выходы 20-23 дешифратора 17 явля₄₅ ются первым, вторым , третьим и четвертым выходами блока 8 управления соответственно, причем выход 22 дешифратора 17 является также и шесч* тым выходом блока 8 управления, а выход 24 триггера 14 является пятым выходом блока 8 управления.

Устройство работает следующим образом .

На входы фазовращателя 2 от источ55 ника 1 подаются квадратурные напряжения. При атом на выходах фазовращателя 2 появляются квадратурные напряжения, сдвинутые относительно

922853

напряжений источника 1 на угол.поворота вала фазовращателя 2. Пусть триггеры 14.и 15 находятся в нулевом оостоянии, тогда на выходе 20 дешифратора 17 будет сигнал логичес - 5

кой единицы, а на остальные выходах дешифратора 17 - сигнал логического нуля. При этом элементы И 9 и 10 закрыты, и на входы счетчика 12' импульсы генератора 11 не поступа- 10 ют. Сигнал логической единицы на выходе дешифратора 17 открывает ключ 3 и на вход формирователя 7 поступает напряжение с первого выхода источника 1 квадратурных напря- 15 жений. Остальные ключи в это время заперты сигналами логического нуля, поступающими на их управляющие входы с соответствующих выходов блока 8 управления. При переходе напряже- 20 ния на входе формирователя 7 через нулевое значение из положительного в отрицательное на выходе формирователя 7 появляется короткий импульс, который поступает на вход триггера 25

14. Триггеры 14 и 15 являются триггерами со счетным входом и образуют двухразрядный двоичный счетчик. При приходе импульса на,вход 18 триггера 14 этот триггер переходит из ну- 30 левого состояния в единичное. При этом открывается элемент И 9, так как его первый вход с выхода 24 триггера 14 поступает сигнал логической единицы, и, следовательно, на первый вход счетчика 12 начинают поступать импульсы генератора 11. Кроме того, логическая единица появляется на выходе 21 дешифратора 17, а на остальных его выходах - логические нули. Сигнал

логической единицы на выходе 21 дешифратора 17 открывает ключ 4, и на вход формирователя 7 поступит сигнал со второго выхода источника 1,

При прохождении напряжения этого сигнала через нулевоё значение из положительного в отрицательное на выходе формирователя 7 снова появится импульс, который переведет триггер 14 из единичного состояния в нулевое ; а перепад из состояния ло’· гической единицы в состояние логического нуля на входе триггера 15 переведет этот триггер в единичное состояние. При этом логическая единица будет на выходе 22 дешифратора 17· Появление логического нуля на выходе 24 триггера 14 вызовет*

35

40

45

50

55

|3апирание элемента Й 9, а появление логической единицы на выходе 22 дешифратора 17 откроет элемент И 10, и на второй вход счетчика 12 ·.. поступят импульсы генератора 11. Этот вход является входом второго разряда счетчика 12, и,следовательно, каждый импульс, поступающий на второй вход счетчика 12, оказывает такое же действие, как два импульса, поступающие на первый вход счетчика 12. Появление логической единицы на выходе 22 дешифратора 17 открывает ключ 5, и на вход формирователя 7 поступает напряжение с первого выхода фазовращателя,2. При соответствующем переходе через нулевой потенциал этого напряжения на выходе формирователя 7 появится им·’, пульс, триггер 14 перейдет из нулевого состояния в единичное, и на выходе 23 дешифратора 17 появится сигнал логической единицы, а на остальных выходах дешифратора 17 будут нулевые сигналы. При этом элемент И 10 закроется, а элемент И 9 откроется, и импульсы генератора 11 начнут поступать на первый вход счетчика 12, кроме того, ключ 5 закроется, а ключ 6 откроется, и на вход формирователя 7 будет поступать напряжение со второго выхода фазовращателя 2.

При соответствующем переходе этого напряжения через нулевое значение на выходе формирователя 7 появится импульс, в результате которого триггеры 14 и 15 вернутся в нулевое состояние, следовательно·, на выходе 20 дешифратора 17 снова появится логическая единица, ключ 6 закроется, а ключ 3 снова откроется. Закроется элемент И 9, и импульсы генератора 11 не будут проходить на входы счетчика 12. По перепаду выходного сигнала триггера 15 из единичного состоя, ния в нулевое запускается одновибратор 16, на выходе 19 которого появится импульс, по заднему фронту которого происходит перезапись ко да из счетчика 12 в регистр 13 и обнуление счетчика 12. Результат преобразования угла в код находится в регистре 13, а все элементы устройства - в исходном состоянии..

При преобразовании угла поворота

вала в цифровой код предлагаемым преобразователем значительно снижается ошибка, вызванная неортогональностью

7

922853

8

питающих напряжений, что позволяет наряду с повышением точности работы преобразователя угол-код снизить требования к точности и стабильности поддержания ортогональности фазо- $ вых напряжений источника питания фазовращателя, тем самым упрощает и удешевляет этот источник питания.

Кроме того, в преобразователе исключена ошибка, вызванная неидентич- '0 ностыо параметров выделителей нулей, что также повышает точность преобразования угла в код за счет снижения погрешности преобразования фазовых сдвигов между гармони- »5 ческими сигналами в коды.

Claims (2)

1. Формула изобретения

   Преобразователь угла поворота ва- 20 ла в код, содержащий фазовращатель, к первому и второму входам которого подключены выходы источника квадратурных напряжений, генератор импульсов высокой частоты, выход которого 25 соединен с первыми входами элементов И, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам счетчика, регистр, информационные входы которого соединены с вы- 30 ходами счетчика, и формирователь импульсов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности устройства, в него введены четыре ключа и блок управления, сигнальные 35 входы первого и второго ключей соединены соответственно с первым и вторым входами фазовращателя, сигнальные входы третьего и четвертого ключей соединены соответственно с пер- ад

   вым и вторым выходами фазовращателя, выходы ключей соединены между

   собой и подключены к входу формирователя импульсов, выход которого соединен с входом блока управления, первый, второй, третий и четвертый выходы которого соединены соответственно с управляющими входами первого, второго, третьего и четвертого ключей , пятый и шестой выходы блока управления подключены соответственно к вторым входам первого и второго элементов И, седьмой выход блока управления соединен с входом сброса счетчика и с входом синхронизации регистра.
2. 2. Преобразователь по п. 1 , о тличающийся тем, что в нем блок управления выполнен из последовательно соединенных двух триггеров, одновибратора и дешифратора, вход первого триггера соединен с входом блока управления, выходы первого и второго триггеров соединены соответственно с первым и вторым входами дешифратора, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами блока управления, третий выход дешифратора подключен к третьему и шестому выходам блока управления, четвертый выход которого соединен с четвертым выходом дешифратора, а пятый выход соединен с выходом первого триг гера, выход одновибратора подключен к седьмому выходу блока управления.