SU924736A1 - Двухотсчетный преобразователь угла поворота вала в код - Google Patents

Description

(50 ДВУХОТСЧЕТНЬШ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД

I

Изобретение относитс  к цифровой измерительной технике и предназначено дл  высокоточных измерений угловых координат в быстродействующих вычислительных комплексах.

Высокоточные (16 двоичных разр дов и более) преобразователи угол - код выполн ютс  двухотсчетными. Известны двухотсчетные преобразователи, в которых в качестве датчиков угла грубого и точного отсчетов используютс  соответственно двухполюсные и многополюсные синусно-косинусные вращающиес  трансформаторы (СКВТ) в режиме фазовращателей, а отсчетные части выполнены по колпенсационному способу измерени  фазовых сдвигов, позвол ющему получить наибольшую точность Cl.

К недостаткам устройства следует отнести большую динамическую погрешность , определ емую ограничительной добротностью фазовой след щей системы (00 1/с),.а также низкие допустимые скорости вращени  входного вала датчика угла. При этом следует отметить , что в двухотсчетных преобразовател х изменение фазы на выходе датчика точного отсчета происходит в р раз быстрее, чем на выходе датчика грубого отсчета, где р - число пар полюсов датчика точного отсчета . Поэтому допустимые скорости вращени  входного вала преобразоваto тел  в р раз меньше допустимых скоростей измерени  фазы точного отсчета , определ емых быстродействием точного отсчета.

Цель изобретени  - повышение

15 точности путем уменьшени  динамической погрешности преобразовател  к увеличение допустимых скоростей вращени  входного вала вращающегос  трансформатора при сохранении высо20 кой разрешающей способности и статической точности прототипа.

В основу изобретени  положен итерационный принцип, сущность

которого заключаетс  в том, что обработку сигнала фазовращател  точного отсчета ведут по двум каналам - грубому и корректирующему. При этом отработка рассогласовани  по грубому каналупроизводитс  путем введени  фазового сдвига фазовращател  грубого отсчета, умноженного на р, в фазовый сдвиг напр жений, питающих фазовращатель точного отсчета, где р - число пар полюсов фазовращаУел  точного отсчета. Остаточное рассогласование по фазовращателю точного отсчета, определ етс  погрешностью грубого канала, отрабатываетс  корректирующим каналом. Выходной код угла поворота датчика получаетс  суммированием кодов грубого и корректирующего каналов.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в двухотсчетный преобразователь угла поворота вала в код, содержащий двухотсчетный синусно-косинусный вращающийс  трансформаторi выход грубого отсчета которого соединен с первым входом первого фазового детектора, выход которого через первый блок управлени  соединен с входом первого реверсивного счетчика, первый выход которого соединен с первым входом первого преобразовател  код-фаза, второй вход которого объединен с первым входом опорного преобразовател  код-фаза и подключен к выходу кварцевого генератора, выход первого преобразовател  код-фаза соединен со вторым входом первого преобразовател  кодфаза , выход которого соединен с вторым входом первого фазового детектора , выход опорного преобразовател  код-фаза соединен с входом грубого отсчета двухотсчетного синусно-косинусного преобразовател , введены второй фазовый детектор, второй и третий преобразователи код-фаза, второй блок управлени , второй реверсивный счетчик и сумматор , выход точного отсчета двухотсчетного синусно-косинусного вращающегос  трансформатора соединен с первым входом второго фазового детектора, выход которого через второй блок управлени  соединен с входом второго реверсивного счетчика , первый выход которого соединен с первым входом второго преобразовател  код-фаза, второй вход которого соединен с выходом кварцевого генератора, а выход - со вторым входом второго фазового детектора, второй выход первого реверсивного счетчика соединен с первым входом

третьего преобразовател  код-фаза, второй вход которого соединен с выходом кварцевого генератора, третий выход первого реверсивного счетчика и выход второго реверсивного счетчика подключены ко входам сумматора.

На чертеже показана блок-схема предлагаемого двухотсчетного преобразовател .

Преобразователь содержит кварцевый генератор 1, опорный преобразователь 2 код-фаза, двухотсчетный синусно-косинусный вращающийс  трансформатор (СКВТ) точного 3 и грубого 4 отсчета, первый реверсивный счет0 ик 5, первый преобразователь 6 кодфаза , первый фазовый детектор 7, первый блок О управлени , второй преобразователь 9 код-фаза, второй реверсивный счетчик 10, третий преобразователь 11 код-фаза, второй фазовый детектор 12, второй блок 13 управлени , сумматор I.

Выход кварцевого генератора 1 соединен с первыми входами опрного

Q 2 и управл емых Ь и 9 и 11 преобразователей код-фаза. Выход опорного преобразовател  код-фаза 2 соединен с входом СКВТ k грубого отсчета, выход которого соединен с первым входом второго фазового детектора 12, второй вход которого соединен с выходом второго преобразовател  9 кодфаза , а выход - через второй блок 13 управлени  соединен со входом второго реверсивного счетчика 10. Первый выход реверсивного счетчика 10 соединен со вторым входом второго преобразовател  9 код-фаза, а второй выход - со вторым входом третьего преобразовател  11 код-фаза, выход которого соединен со входом СКВТ грубого отсчета.

Первый вход первого фазового деTfeKTOpa 7 соединен с выходом СКВТ i

Claims (1)

1. 0 грубого отсчета, втодой вход - с выходом первого преобразовател  6 кодфаза , а его выход через блок управлени  соединен со входом первого реверсивного счетчика 5, выход которого соединен со вторым входом первого преобразовател  6 код-фаза. Третий выход второго реверсивного счетчика 10 и второй выход первого реверсивного счетчика соединены со входами сумматора I двоичного кода Устройство работает следукнцим образом. Стабильные по частоте импульсы кварцевого генератора 1 подаютс  на четыре преобразовател  2 и 6, 9 и 11код-фаза. Опорный преобразовател 2 код-фаза вырабатывает синусоидаль ные напр жени  с посто нной фазой дл  питани  грубого отсчета СКВТ, ф за выходного напр жени  которого пропорциональна углу поворота входного вала. Преобразователь 9 код-фа за вырабатывает синусоидальное напр жение, фаза которого определ етс  кодом реверсивного счетчика 10. Нап р жение рассогласовани , вырабатываемое фазовым детектором 12, через блок 13 управлени  счетчиком и реверсивный счетчик 10 измен ет фазу преобразовател  9 код-фаза до тех пор, пока она не станет равной фазе сигнала грубого отсчета СКВТ. Таким образом, совокупность блоков 9 и 10 12и 13 представл ет собой фазовую систему след щего уравновешивани  грубого отсчета. Преобразователь 11 код-фаза вырабатывает синусоидальные напр жени  дл  питани  фазовращател  точного отсчета, фаза которых измен етс  со скоростью изменени  фазы сигнала СКВТ точного отсчета. Дл  этого преобразователь 11 код-фаза управл етс  числомМлад ших разр дов счетчика 10, равным (n-logrj p), .где п - число разр дов в счетчике. 10, р - число пар полюсов вращающегос  трансформатора точ ного отсчета. В результате фаза выходного напр жени  вращающегос  трансформатора k точного отсчета определ етс  величиной погрешности системы грубого отсчета и отрабатываётс  с обратным знаком фазовой сл д щей системой корректирующего канала включающей в себ  фазовый детектор блок 8 управлени , реверсивный счет чик 5 и преобразователь 6 код-фаза. После суммировани  результатов преобразовани  грубого отсчета и корректирующего канала на выходе сумматора 14 устанавливаетс  скорре тированный код угла поворота входного вала. Динамическа  погрешность преобразовател  предлагаемой структуры .при равномерной скорости заводки входного вала и отсутствии стати6 ческой погрешности СКВТ грубого отсчета будет отсутствовать, поскольку такой преобразователь представлйет собой систему с астатизмом BToiDoro пор дка. Действительно, динамическа  погрешность грубого отсчета при равномерной заводке будет представл ть собой посто нную величину и поэтому будет отрабатыватьс  корректирующим каналом до величины его зоны нечувствительности. Наличие же статической погрешности СКВТ грубого отсчета приводит к по влению на входе корректирующего канала переменной составл ющей, котора  отрабатываетс  корректирующим каналом с высокой точностью. Поскольку корректирующий канал отрабатывает только остаточное рассогласование , тоскорость вращени  входного вала предлагаемого устройства может быть доведена почти до максимально допустимой дл  фазовой след щей системы в то врем , как дл  прототипа она должна быть в р раз меньше. В результате, погрешность в динамике будет определ тьс  ускорением скорости заводки входного вала . При этом, как следует из теории автоматического управлени , обща  добротность rio ускорению равна произведению добротностей по ускорение грубого и корректирующего каналов. Соответственно уменьшаетс  и динамическа  погрешность преобразовани  угла поворота вала в код. Формула изобретени  Двухотсчетный преобразователь угла поворота вала в код, содержащий Двухотсчетный синусно-косинусный вращающийс  трансформатор, выход грубого отсчета которого соединен с первым входом первого фазового детектора , выход которого через первый блок управлени  соединен с входом первого реверсивного счетчика, первый выход которого соединен с первым входом первого преобразовател  код-фаза, второй вход которого объединен с первым входом опорного преобразовател  код-фаза и подключен к выходу кварцевого генератора, выход первого преобразовател  кодфаза соединен с вторым входом пер