SU928387A1 - Преобразователь угла поворота вала в код - Google Patents

Description

(5) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА

I

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано дл  св зи аналоговых источников информации с цифровым вычислительным устройством.

Известны преобразователи угла поворота вала в код, содержащее генератор импульсов, подключенный через делитель частоты к блоку формировани  синусоидального напр жени  питани , выход которого подключен к синуснокосинусному датчику угла, выходы которого через согласующий блок подключены к блоку фазосдвигающих цепочек, выход .блока фазосдвигающих цепочек через компараторы подключен к измерителю временных интервалов ГОНедостатком такого преобразовател   вл етс  низка  точность, обусловленна  погрешностью синусно-косинусного датчика угла.

Известны преобразователи угла, содержащие фазовращатель, выходы которого подключены к преобразователю ВАЛА В КОД

сдвига фазы в код интегрирующего типа 2.

Недостатком этих преобразователей  вл етс  значительна  динамическа  погрешность ,а

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению  вл еус  преобразователь угла поворота вала в код, содержащий фазовращатель, выходы которого подключены к первым входам первого и второго блоков сравнени , выходы первого блока сравнени  подключены к входам сложени  и вычитани  первого реверсивного счетчика, последовательно соединенного со вторым реверсивным счетчиком, выход переполнени  которого подключен к второму входу первого блока сравнени , выходы второго блока сравнени  подклю чены к входам и вычитани  третьего реверсивного счетчика, последовательно соединенного с четвертым реверсивным счетчиком, выход пе реполнени  которого подключен к второму входу второго блока сравнени  и к управл ющему входу блока элементов И, сигнальные входы которого соединены с выходами разр дов второго реверсивного счетчика, генератор импульсов , подключенный к входам сложени  второго и четвертого реверсивных счетчиков З.

Недостатком известного преобразовател   вл етс  значительна  динамическа  погрешность, величину которой определ ет емкость реверсивного счетчика , установленного на входе основного реверсивного счетчика в канале формировани  сдвинутого по фазе сигнала. Уменьшение емкости этого счетчика прИ водит к ухудшению стабильности фазово го сдвига, формируемого на выходе основного реверсивного счетчика этого же .канала, т.е. к увеличению случайной составл ющей погрешности. Другим недостатком этого преобразовател   вл етс  вли ние на точность низкочастотных колебаний .скорости вращени  модул тора фазовращател ,.которые по частоте сравнимы с колебани ми входного вала преобразовател .

Целью изобретени   вл етс  повышение точности преобразовател .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в преобразователе угла поворота вала в код, содержащем фазовращатель, выходы которого подключены к первым входам первого и второго блоков сравнени , выходы первого лока сравнени  подключены к входам сложени  и вычитани  первого реверсивного счетчика,, последовательно соединенного со вторым рмзверсивным счетчиком, выход переполнени  которого под.ключен к второму входу первого блока сравнени , выходы второго блока сравнени  подключены к входам сложени  и вычитани  третьего реверсивного счетчика, последовательно соединенного с четвертым реверсивным счетчиком, выход пере полнени  которого подключен к второму входу второго блока сравнени  и к управл ющему входу блока элементов И, сигнальные входы которого соединены с выходами разр дов второго реверсивного счетчика, генератор импульсов, подключенный к входам сложени  второго и четвертого реверсивных счетчиков , выходы переполнени  третьего реверсивного счетчика подключены к его установочным входам, входы и вычитани  первого реверсивного счетчика подключены соответственно

К входам вычитани  и сложени  третьего реверсивного счетчика, а выход генератора импульсов подключен к третьим входам блоков сравнени „

На чертеже представлена структурна  схема преобразовател  угла поворота вала в код.

Преобразователь угла поворота вала в код содержит фазовращатель 1, выходы которого подключены к первым входам первого и второго блоков 2 и 3 сравнени , выходы блока 2 сравнени  подключены к входам сложени  и вычитани  первого реверсивного счетчика 4 последовательно соединенного со вторым реверсивным счетчиком 5, выход переполнени  которого подключен к второму входу блока 2 сравнени  Выходы блока 3 сравнени  подключены к входам сложени  и вычитани  третьего реверсивного счетчика 6, последовательно соединенного с четвертым реверсивным с.четчиком 7. выход переполнени  .которого подключен к второму входу блока 3 сравнени  и к управл ющему входу блока В элементов И, сигнальные йходы которого соединены с выходами разр дов реверсивного счетчика 5 Генератор 9 импульсов подключен к входам сложени  реверсивных счетчиков 5 и 7 Выходы переполнени  реверсивного счетчика 6 подключены к его ус тановочным входам. Входы сложени  и вычитани  реверсивного счетчика подключены соответственно к входам вычитани  и сложени  реверсивного счетчика 6, а выход генератора 9 импульсов подключен к третьим входам блоков 2 и 3 сравнени . .

Преобразователь работает следующим образом

Claims (3)

1. Реверсивные счетчики 5 и 7 работают в режиме делени  частоты генератора 9. На их выходах формируютс  сигналы такой же частоты, что и выходные сигналы фазовращател  1. При наличии рассогласовани  по фазе между опорным сигналом с выхода фазовращател  1 и сигналом с выхода реверсивного счетчика 5 на выходе блока 2 в каждом периоде опорного сигнала формируютс  импульсы, поступающие на вход реверсивного счетчика и уменьшающие величину рассогласовани . На другом выходе фазовращател  1 формируетс  сигнал, сдвинутый по фазе на величину, пропорциональную измер емому углу поворота вала. При наличии рассогласовани  по фазе между этим сигналом и выходным сигналом реверсивного счетчика 7 блок 3 сравнени  в каждом периоде сигнала вырабатывает импульсы, поступающие на вход реверсивного счетчика 5 и уменьшающие величину рассогласовани . Импульсы переполнени  реверсивного счетчика 7 поступают в блок 8 и-опрашивают состо ние разр дов реверсивного счетчи ка 5« На выходе блока 8 формируетс  код угла поворота вала. Вследствие технологических погрешностей изготовлени  фазовращател  1 неравномерности вращени  его модул тора , синхронных и асинхронных наводок выходные сигналы фазовращател  1 помимо основной гармонической состав л ющей содержат высокочастотные и низкочастотные составл ющие, которые вызывают паразитные фазовые колебани  выходных.сигналов фазовращател  Дл  исключени  вли ни  этих колебани на точность преобразовател  емкость |реверсивных счегчиков и 6 выбирают равной максимальному числу импульсов рассогласовани , поступающих по входу сложени  или вычитани . В установившемс  режиме код реверсивного счетчика 5 в момент переполнени  счетчика 7 будет посто нным и равен измер емому углу поворота. При изменении угла поворота среднее значение фазы выходного .сигнала фазовращател  1, поступающего на вход блока 3 смещаетс  от положени  равновеси . Реверсивный счетчик 6 формирует си1- нал переполнени , который поступает в реверсивный счетчик 1, Дл  быстрейшей отработки рассогласовани  импульс переполнени  реверсивного счетчика 6 nocTynaet на его установочные входы и записывает в нем код, соответствующий моменту перед переполнениемо Так при переполнении при сложении импульсом обратной св зи во всех разр дах реверсивного счетчика 6 записываетс  а при переполнении при вычитании записываютс  О. Следующий импульс, поступающий на тот же вход реверсивного счетчика 6, снова вызыва  его переполнение, поступает на соответствующий вход реверсивного счетчика 7 и записывает в реверсивном счетчике 6 код, соответствующий моменту перед переполнением. В результате рассогла . сование фаз на входе блока 3 отрабаты ;ваетс  в каждом периоде сигнала фазовращател  1. Однако наличие низкочастотных составл ющих от неравномерности вращени  модул тора фазовращател  1 снижает положительный эффект, достигнутый введением обратных св зей в реверсивном счетчике 6. Рассогласование фаз возникшее в блоке 3, отрабатываетс  с частотой низкочастотных колебаний модул тора. Дл  исключени  этих погрешностей импульсы, поступающие на . входы сложени  и вычитани  реверсивного счетчика 4, одновременно поступают соответственно на входы вычитани  и сложени  реверсивного счетчика 6.. Поскольку низкочастотные колебани , вызванные неравномерностью вращени  модул тора фазовращател  1, одновременно присутствуют в обоих выходных сигналах фазовращател  1 и совпадают по амплитуде и фазе, то в результате введени  упом нутых св зей происходит полна  компенсаци  скоростной погрешности преобразовател  и значительно снижаетс  югрешность по ускорению. Формула изобретени  Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий фазовращатель, выходы которого подключены к первым входам первого и второго блоков сравнени , выходы первого блока сравнени  подключены к входам сложени  и вычитани  первого реверсивного счетчика , последовательно соединенного со вторым реверсивным счетчиком, выход переполнени  которого подключен к второму входу первого блока сравнени , выходы второго блока сравнени  подключены к входам сложени  и вычитани  третьего реверсивного счетчика , последовательно соединенного с четвертым реверсивным счетчиком, выход переполнени  которого подключен к второму входу второго блока сравнени  и к управл ющему входу блока элементов И, сигнальные входы которого соединены с выходами разр дов второго реверсивного счетчика, генератор импульсов, подключенный к входам сложени  второго и четвертого реверсивных счетчиков, отличающийс   тем, что, с целью повышени  точности преобразовател , выходы переполнени  третьего реверсивного счетчика подключены к его установочным входам, входы сложени  и вычитани  первого 7.92838 реверсивного сметчика подключены соответственно к входам вычитани  и сложени  третьего реверсивного счетчика, а выход генератора импульсов подключен к третьим входам блоков сравнени , j Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Патент США № 3505669, кл. , 1970.
2. 2.Электромеханические преобразователи угла с электрической редукцией. Под ред. А. Аа Ахметжанова. Н., Энерги , 1978, с. 169, рис. 5.6, с. 187, рис. 6.5.
3. 3.Авторское свидетельство СССР № ijOijin, кл. G 08 С 9/00, 1971 (прототип ) .