SU682931A1 - Преобразователь угла поворота вала в код - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может быть иснользовано в устройствах св зи контролирующих и управл ющих цифровых автоматов с объектами контрол  и управлени  дл  преобразовани  угла поворота вала в код.

Известны преобразователи угла поворота вала в код 1, содержащие многофазный датчик угла, компараторы, выходы которых согласно пор дку чередовани  фаз датчика угла подключены к элементам И, элемент ИЛИ, блок выдачи кода, блок аналого-цифрового преобразовани .

Иедостаток известного преобразовател  состоит в СЛОЖНОСТИ его схемы.

Наиболее близким к изобретению решением ЯВЛЯЮТСЯ преобразователь 2, содержап1 ,ий многофазный датчик угла, выходы которого подключены к входам амплитудного селектора и детектора, соединенного с входами компараторов, выходы которых согласно их пор дковому номеру i, соответствующему пор дку чередовани  фаз датчика угла, соединены с первыми входами элементов И и (i-1)-входами инверторов , выходы которых подключены к вторым входам соответствуюищх элементов И, выходами св занных с входами эломситп ИЛИ.

К его недостатку относитс  невысока  точность, вызванна  недоиспользованием свойств многофазного датчика угла.

Цель изобретени  - повыщение точности

преобразовател . Это достигаетс  тем, что в него введены блок аналого-цифрового преобразовани , блок выдачи кода и функциональный делитель нанр жени , выходы которого соединены с опорными входами

соответствующих компараторов. Выход максимального сигнала амплитудного селектора соединен с входом функционального делител  напр жени , выходы амплитздного селектора - с входами блока аналого-цифрового преобразовани , выходы которого подключены к одному входу блока выдачи кода, к другому входу которого подсоединен выход элемента ИЛИ.

Иа чертеже представлена функциональна  схема преобразовател .

Преобразователь содержит многофазный датчик 1 угла, включаюихий, например датчик 2 угла и фазорасщепитель 3, выходы которого подключены к входам амилитудиого селектора 4 и детектора 5, соедииенного с входами компараторов 6. Выходы компараторов согласно их пор дковому номеру I, соответствуюи1,ему пор дку чередовани  фаз датчика угла, соед|п)еиы с иервыми входами элементов И 7 и входами (i-1) инверторов 8. При этом выход i компаратора 6 св зан с входом (t-1) инвертора 8 и элемента И 7 (, 2, 3, .., л), где п - число фаз. Выход инвертора 8 соединен с вторым входом элемента И 7 соответствующего пор дка. Чпсло элементов И 7 и инверторов 8 составл ет (т-1), выходы элементов И 7 и первого компаратора 6  вл ютс  выходами грубых меток угла. Выходы элементов И 7 соединены с входами элемента ИЛИ 9, выходы амплитудного селектора 4 - с входами блока 10 аналого-цифрового преобразовани , выходы которого подключены к одному входу блока 11 выдачи кода, к другому входу которого подсоединен выход элемента ИЛИ 9. Выход максимального сигнала амплитудного селектора 4 соедннен с входом функционального делител  12 нанр жени , выходы делител  - с опорными входами соответствующих компараторов 6. Число разр дов блока 10 аналого-цифрового нреобразовани  соответствует числу выходов грубых меток угла, т. е. числу т.

Работает преобразователь следуюн:,им образом.

Сигналы датчика 2 угла постунают на фазорасщенитель 3. Дл  определенности будем считать, что в качестве датчика 2 угла вз т сельсин-датчик (М 3), выходные сигналы которого представлены системой уравнений

Ui sin wif - sin cp, t/2 Sin u)f sin (p + 120°),

,„Sinco sin(cp+240°),

гдеt - врем ;

Ф - угол поворота;

m, Си - амплитуда и кругова  частота сигнала датчика угла. Фазорасщепитель 3 преобразует исходные сигналы в сигналы, нредставленные, например , системой уравнений

i/i - и sin со/ sin f, U - f/ sincu/.sin(p -f 30°), 3 mSinto/-sin(c + 60°),

rr rr г I 360° ,. ,Л i7; r (Уда Sin co sin cp H(г - 1) .

Сигналы фазорасщенител  3 поступают на амплитудный селектор 4, который выдел ет минимальные и максимальные сигналы дл  данного угла ф таким образом, что минимальный сигнал соответствует минимальному значению огибающих входных сигналов , т. е. представл ет треугольное по форме напр жение, составленное из наиболее линейных участков огибающих входных сигналов: от до (середина первого участка). Максимальный сигнал амплитудного селектора 4 соответствует

максимальному значению Um огибающих входных сигналов, который поступает на функциональный делитель 12 нанр жени . Выходной сигнал датчика 1 угла L t/m-sin CL)/-sin ф подаетс  на вход детектора 5. Выходной сигнал детектора 5, соответствующий огибаюн1,ей входного сигнала, нроходит на сигнальные входы линейки компарато)ов 6.

Функциональный делитель 12 напр жени  рассчитан таким образом, что нанр жение на первом выходе равно выходному напр жению детектора 5 при , на втором - нри ф 30° и т. д. В результате

нри отклонении датчика 1 угла от нулевого

положени  при угле включаетс 

один из комнараторов 6, нри угле ф 30°-

второй комнаратор и т. д.

Сигналы компараторов 6 поступают на

элементы И 7 и инверторы 8. В рез ультате, при отклонении датчика 1 угла от нулевого ноложени  ири на выходе первого элемента И по вл етс  метка угла «15. При угле ф 30° соответствующий элемент

И 7 выключает метку «15, а на выход выдаетс  метка «30 и т. д. Так формируютс  грубые метки угла. Максимальный сигнал амплитудного селектора 4 поступает также в качестве опорного напр жени  на блок

10 аналого-цифрового преобразовани , на сигнальный вход которого подаетс  минимальный снгнал. Поскольку данный сигнал сформирован из наиболее линейных участков сигналов датчиков, а максимальный

сигнал практически не зависит от угла ф, с достаточной степенью точности можно считать, что блок 10 аналого-цифрового нреобразованн  работает с линейной функцией угла ф, причем при отклонении датчика 1 угла от нулевого положени  на возрастающих участках сигнала его разр ды включаютс  в пор дке старшинства, а на падающих участках выключаютс  в обратной последовательности.

Л1етки угла «15, «45 и «75 через инверторы 8 унравл ют работой элементов И 7. При работе нреобразовател  на возрастающих участках минимального сигнала амплитудного селектора 4 выходные сигналы блока 10 аналого-цифрового преобразовани  ноступают на выход блока И выдачи кода. Па углах , 45, 75° осуществл етс  инверси  выходных сигналов блока 10 аналого-цифрового нреобразовани ,

т. е. старший разр д нодаетс  на выход младшего разр да, вход младшего разр да - на выход старшего и т. д. Это равнозначно тому, что после 15, 45 и 75° на выход преобразовател  точные метки угла выдаютс  снова, начина  с младшей метки.

Цена грубой метки угла определ етс  числом фаз выходного напр жени  фазорасщепител , цена точной метки угла - ценой грубой метки и чиелом разр дов блока 10 аналого-цифрового нреобразовани ,