SU942098A1

SU942098A1 - Shaft angular position-to-code converter

Info

Publication number: SU942098A1
Application number: SU803006494A
Authority: SU
Inventors: Дмитрий Никонорович Никонов; Валентин Иосифович Немковский; Николай Андреевич Макарчук
Original assignee: Дважды Ордена Трудового Красного Знамени Предприятие П/Я А-1873
Priority date: 1980-11-20
Filing date: 1980-11-20
Publication date: 1982-07-07
Also published as: UA7409A1

Description

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, содержащие синусно-косинусный вращающийс трансформатор , вход которого подключен к источнику переменного напр жени , а выходы - к аналоговым входам блока функционального преобразовател , выход которого подключен к цифровому ратору, а выходы цифрового интегратора подключены к цифровым входам блока функционального преобразовани СО Недостаток известного преобразовател - динамическа погрешность, вызванна цифровым интегратором. Другие известн преобразователи угла в код содери синусно-косинусный вращающийс трансформатор, подключенный к коммутатору квадрантов, аналоговые выходы которого через последовательно соединенные сумматор, фазосдвигающий элемент и формирователь импульсов подключены к распределителю импульсов, другой вход которого соединен с генератором импульсов, а выходы подк/точены к синхронизирующим входам последовательно соединент ных формирователей кода младших разр дов , один вход первого из которых соединен с одним аналоговым выходом коммутатора квадрантов, цифровые выходы коммутатора квадрантов и формирователей младших разр дов кода подключены к регистру С2. Недостаток таких преобразовате- . лей - сложность. . Наиболее близким техническим решением к предлагаемому вл етс преобразователь угла поворота вала в код, содержащий синусно-косинусный вращающийс трансформатор, выходы которого подключены к аналоговым входам блока функционального преобразовани кода в напр жение, выход которого черезThe invention relates to automation and computing and can be used to connect analog information sources with a digital computing device. Converters of shaft rotation angle into a code are known, containing a sine-cosine rotating transformer, the input of which is connected to an alternating voltage source, and outputs - to the analog inputs of a functional converter unit whose output is connected to a digital radiator, and the outputs of a digital integrator are connected to digital inputs of the unit functional transformation WITH The disadvantage of the known converter is the dynamic error caused by the digital integrator. Other known angle converters into a code are a sine-cosine rotary transformer connected to a quad switch, whose analog outputs are through a series-connected adder, a phase-shifting element and a pulse shaper connected to a pulse distributor, another input connected to a pulse generator, and the outputs are tuned to synchronization inputs of serially connected low-order code drivers, one input of the first of which is connected to one analog output quad squad, the digital outputs of the quad switch and the low-order code generators are connected to the C2 register. The disadvantage of such converters is. lei - complexity. . The closest technical solution to the present invention is a shaft rotation angle converter into a code containing a sine-cosine rotating transformer, the outputs of which are connected to the analog inputs of the function-to-voltage conversion unit, the output of which is through

39 2098439 20984

усилитель подклйчен к одному входу1, выходы которого подключены к анаэлемента И, выход источника командылотовым входам блока 2 функциональПУСК подключен к одному управл ющемуного преобразовани кода в напр жевходу регистра и управл ющему входуние, выход которого через.усилительthe amplifier is connected to one input1, the outputs of which are connected to the anaelement AND, the source output to the commander-to-loop inputs of block 2, the function RUN is connected to one control code conversion in the register voltage input and control input, the output of which is through the amplifier

распределител импульсов, выход источ-53 подключен к одному входу элементаpulse distributor, the output of source-53 is connected to the same input element

ника переменного напр жени подключенИ 4, выход источника 5 команды ПУСКnick AC voltage connected 4, the output of the source 5 command start

к синусно-косинусному рращающемус подключен к одному управл ющему вхотрансформатору , через первый компа-ду регистра 6 и управл ющему входуto the sine-cosine rotator is connected to one control transformer, through the first register-6 computer and control input

ратор - к другому входу элемента И ираспределител 7 импульсов, выходRATOR - to another input of the element And the distributor 7 pulses, output

через второй компаратор - к сигналь- 10источника 8 переменного напр жени through the second comparator - to the signal of 10-source 8 alternating voltage

ному входу распределител импульсов,подключен к синусно-косинусному вравыходы которого подключены к установоч-щающемус трансформатору 1, черезthe input of the pulse distributor, connected to the sine-cosine wave, whose outputs are connected to the installation transformer 1, through

ным входам регистра, другой управл ю-последовательно соединенные фазосдвищий вход регистра соединен с выходомгающий элемент 9 и,компаратор 10 элемента И, а выходы регистра подклю- 15к другому входу элемента И k, а черезthe other inputs of the register, another control-serially connected phase sliding input of the register is connected to the output element 9 and, the comparator 10 of the AND element, and the outputs of the register are connected to another input of the And element k, and through

чены к цифровым входам блока функцио-компаратор 11 - к сигнальному входу нального преобразовани кода в напр жение з.Functional comparator 11 to the digital inputs of the block - to the signal input of the voltage code to voltage h.

Недостаток известного преобразовател - погрешность, вызванна квадра-20 щий турнои составл ющей в выходных сигналах сикусно-косинусного вращающегос трансформатора. Цель изобретени - повышение точности преобразовател . Поставленна цель достигаетс тем, что в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий синусно-косинусный вращающийс трансформатор, выходы которого подключены к аналоговым входом блока функционального преобразовани кода в напр жение, выход кото рого через усилитель подключен к одному входу элемента И, другой вход элемента И соединен с выходом первого компаратора, выход источника команды ПУСК подклочен к одному управл ющему входу регистра и управл ющему входу распределител импульсов, выход источника переменного напр жени подключен к синусно-косинусному вращающемус трансформатору и через второй компаратор - к сигнальному входу распределител импульсов, выходы которого подклочены к установочным входам регистра, другой управл ющий вход регистра соединен с выходом элемента И, а выходы регистра подключены к цифровым входам блока функционального преобразовани кода в напр жение, введен фазосдвигающий элемент, вход которого соединен с источником переменного напр жени , а выход подключен к первому компаратору. Структурна схема преобразовател 55 представлена на чертеже. Преобразователь содержит синуснокосинусный вращающийс трансформатор A disadvantage of the known converter is the error caused by the quadratic turn-around component in the output signals of a tic-cosine rotating transformer. The purpose of the invention is to improve the accuracy of the converter. The goal is achieved by converting the shaft angle into a code containing a sine-cosine rotary transformer, the outputs of which are connected to the analog input of the function-to-voltage conversion unit, the output of which is connected to the same input of the element through the amplifier, the other input of the element And connected to the output of the first comparator, the output of the source command of the START command is connected to one control input of the register and the control input of the pulse distributor, the output of the alternating voltage source connected to the sine-cosine rotating transformer and through the second comparator to the signal input of the pulse distributor, whose outputs are connected to the setup inputs of the register, another control input of the register is connected to the output of the And element, and the outputs of the register are connected to the digital inputs of the function-to-code conversion unit The phase shifting element is input, the input of which is connected to the alternating voltage source, and the output is connected to the first comparator. The block diagram of the Converter 55 is shown in the drawing. The converter contains a sinus-sinus rotary transformer.

расНределител 7 импульсов, выходы которого подключены к установочным вхйдам регистра 6, другой управл ювход регистра 6 подключен к цифровым входам блока 2. Выходы регистра 6 вл ютс выходами преобразовател . Преобразователь работает следующим образом. На выходе синусно-косинусногр трансформатора 1 формируютс сигналы переменного тока, модулированные в функции синуса и косинуса угла поворота о, которые поступают на аналоговые входы блока 2. На цифровые входы блока 2 с выхода регистра 6 поступает выходной код,|. Блок 2 выполн ет функциональное преобразование по фор и sin d- cos N - и cosoL sin N и sin (сб-N) (О Выходной сигнал блока 2, пропор-циональный синусу разности угла ( и кода N, через усилитель-ограничитель 3 поступает на один вход элемента И k. Преобразование угла в код производитс по принципу поразр дного взвешивани и начинаетс с приходом команды ПУСК, по которому регистр 6 и распределитель 7 устанавливаютс в нулевое положение. Компараторы 11 и 10 вырабатывают тактовые импульсы в моменты перехода переменного напр жени источника 8 и фазосдвигающего элемента 9 через ноль при положительном градиенте. В распределителе 7 происходит продвижение 1 от старшего разр да к младшему. Выходной код распред ител 7 поступает последовательно а установочные входы регистра 6. В каждом следующем такте i производитс запись 1 вDistributor 7 pulses, the outputs of which are connected to the setup inputs of register 6, another control of the input register 6 is connected to the digital inputs of unit 2. The outputs of register 6 are the outputs of the converter. The Converter operates as follows. The output of the sine-cosine of the transformer 1 generates alternating current signals modulated as a function of the sine and cosine of the rotation angle o, which are fed to the analog inputs of block 2. The digital inputs of block 2 from the output of register 6 receive the output code, |. Block 2 performs functional conversion on the form and sin d-cos N - and cosoL sin N and sin (sat-N) (О The output signal of block 2, proportional to the sine of the angle difference (and the N code, through the limiting amplifier 3) at one input of the element AND k. Converting an angle into a code is performed according to the principle of weighting one and starts with the arrival of the START command, according to which the register 6 and the distributor 7 are set to zero position. Comparators 11 and 10 produce clock pulses at the moments of alternating voltage source 8 and phase shifting el ment 9 through zero with a positive gradient. The rail 7 occurs promotion 1 from the most significant bit to the youngest. The output code switchgear Ithel 7 sequentially receives inputs and adjusting the register 6. In every next cycle i recording is performed in 1

один из разр дов регистра 6. В блоке 2 решаетс тригонометрическое уранение (1) с вновь образованным кодом NL регистра 6. В результате выходное напр жение блока 2 и усилител 13 измен етс . Это.напр жение поступает на один из входов элемента И , на другой вход которого поступает стробирующий импульс компаратора 10, сдвинутый по отношению к напр жению источника 8 на четверть периода. Если при поступлении стробирующего импульса сохран етс О на выходе элемента И t, то единица, записанна в соответствующий разр д регистра 6, сохран етс , в противном случае записанна в регистр 6 1 сбрасываетс выходным сигналом элемента И k.one of the bits of register 6. In block 2, the trigonometric cancellation (1) is solved with the newly formed NL code of register 6. As a result, the output voltage of block 2 and amplifier 13 is changed. This voltage arrives at one of the inputs of the element I, the other input of which receives the gate pulse of the comparator 10, shifted relative to the voltage of the source 8 by a quarter of the period. If, upon receipt of a strobe pulse, O is saved at the output of the element AND t, then the unit recorded in the corresponding register bit 6 is saved, otherwise recorded in the register 6 1 is reset by the output signal of the element And k.

Таким образом, за цикл преобразовани по мере продвижени 1 в распределителе 7 от старшего разр да к младшему, в регистре 6 сформирован код текущего угла поворота.Thus, during the conversion cycle, as one moves up in the distributor 7 from the high bit to the low bit, a current angle code is generated in register 6.

В предлагаемом преобразователе в процессе формировани выходного кода опрос состо ни блока 2 функционального преобразовани производитс в моменты, когда квадратурна составл юща выходного сигнала синусно-коси нусного вращающегос трансформатора 1 близка нулю, в результате точность преобразовател угла поворота вала в код увеличиваетс .In the proposed converter, during the generation of the output code, the state of the functional conversion unit 2 is polled when the quadrature component of the output signal of the sine-spinning rotary transformer 1 is close to zero, as a result, the accuracy of the shaft-to-code converter is increased.

Claims

1.Zverev AE, et al. Angular displacement transducers into a digital code. L., Energie, ig, p. fig 67.

2. USSR author's certificate number 758219, cl. Q 08 C 9/04, 1978.

3.Report on Research and Development, Search-3 Enterprise, 1976, Vol. 5- s. ST (prototype.