SU364008A1 - Преобразователь кода в угол поворота вала - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области цифроаналогового преобразовани , а именно к преобразовател м кода в угол поворота вала, и может быть использовано, например, в устройствах вывода данных из цифровой вычислр1тельной машины (ЦВМ), вход щей в состав системы управлени  объектами.

Известны преобразователи кода в угол поворота вала, в которых в качестве источника информации об-угле поворота вала примен ютс  синусно-косинусные датчики индукционного типа. Такие преобразователи кода в угол поворота вала содержат преобразователи кода в напр жение (ПКН), выполненные на основе матрицы типа Д-2R с суммированием напр жений, модулирующие выходные напр жени  с датчика, пропорциональные синусу и косинусу угла поворота его ротора, соответственно кодами синуса и косинуса декодируемого угла, фазовые детекторы, инверторы фазы, дифференциальный усилитель дл  формировани  напр жени , пропорционального разности модулированных сигналов, и исполнительное устройство.

В известных преобразовател х к синусной и косинусной выходным обмоткам датчика подключены два дополнительных преобразовател  кода внапр жение, управл емые кодами соответственно косинуса и синуса декодируемого угла.

Применение в одном преобразователе до четырех таких сложных цифро-аналоговых устройств, как .преобразователи кода в напр жение , усложн ет его схему, кроме того,

необходимость вывода из ЦВЛ1 кодов синуса и косинуса угла поворота вала, а не кодов самого угла приводит к непроизводительной загрузке ЦВМ.

Цель изобретени  - упрощение схемы устройства нутем исключени  из ее состава преобразователей кода в напр жение, уменьшение загрузки ЦВМ за счет перехода к использованию кода самого декодируемого угла, а не кодов его синуса и косинуса.

Это достигаетс  тем, что при модул ции выходных напр жений датчика напр жени ми , пропорциональными синусу и косинусу декодируемого угла, используетс  синусоидальный характер изменени  во времени напр жени , питающего датчик. Дл  этого в схему преобразовател , содержащего блок выделени  момента перехода напр жений на выходе датчика через нуль, устройство сравнени  напр жений и исполнительное устройство , включены схема запоминани  напр жени , преобразователь кода во временной интервал и лини  задержки. Один вход устройства сравнени  напр жений подключен непосредственно к синусной выходной обмотке

датчика, другой - к косинусной выходной

обмотке через схему дл  запоминани  мгновенного значени  напр жени . Шина импульсного опроса устройства сравнени  подсоединена к выходу преобразовател  кода во временной интервал через линию задержки

на 1,5 л-, а шина сигнала момента фиксаш

дни схемы запоминани  напр жени  подключена к выходу этого преобразовател  непосредственно .

На чертеже показана блок-схема преобразовател  кода в угол поворота вала.

Преобразователь содержит сипусно-косинусный датчик 1, схему 2 запоминани  напр жени , вход которой подключен к выходу косинусной обмотки датчика, устройство 3 сравнени  напр жений, один из входов которого соединен с выходом синусной обмотки датчика , а другой - с выходом схемы 2 запоминани  напр жени . Схема запоминани  напр жени  имеет два импульсных входа: «Фиксаци  - дл  приема сигнала запоминани  текущего значени  входного напр л :ени  и «Сброс - дл  приема сигнала срирани  зафиксированного значени  напр жени . В схему преобразовател  вход т также блок 4 выделени  момента перехода напр жений через нуль, преобразователь 5 кода во временной интервал, исполнительное устройство 6, лини  7 задержки, фазосдвигающий контур 8.

Преобразователь 5 кода во временной интервал состоит из импульсно-потенциального вентил  9, генератора 10 импульсов, счетчика 11 импульсов, регистра 12 дл  хранени  кода декодируемого угла а, схемы 13 сравнени  кодов, выдающей сигнал в момент равенства кодов, записанных в счетчике 11 и регистре 12, и триггера 14.

Исполнительное устройство представл ет собой преобразователь сигнала переменного тока, формируемого устройством 3 сравнени  напр жений, в угол поворота вала сх/ и может быть выполнено, например, в виде усилител  и шагового двигател  с устройством управлени  или усилител  и асинхронного двухфазного срабатывающего двигател .

Датчик / запитываетс  напр жением

U,(,

где Vm - амплитуда напр жени , питающего

датчик;

со - кругова  частота питающего напр жени ;

Ф - сдвиг по фазе питающего датчик напр жени  относительно напр жений на его синусной и косинусной выходных обмотках; t - врем .

С выходных обмоток датчика снимаютс  напр жени 

f/i : Ки Sin а Sin o)i, f/j : KU COS a Sin t,

где к - коэффициент трансформации датчика;

а-угол поворота ротора датчика. Напр жение Oj с фазосдвигающего контура на один вход устройства 3 сравнени  напр жений. На другой его вход подаетс  мгновенное значение f/2 напр жени  f/2. Значение 62а запоминаетс  в схеме 2 запоминани  напр жени  в момент времени, которому соответствует величина ы а. Дл  выработки момента запоминани  мгновенного значени  напр жени  t/2 служит преобразователь 5 кода во временной интервал. Его запуск происходит с частотой ы в моменты перехода мгновенного значени  напр жений Ll и Hz через нуль. Сигнал запуска поступает с блока 4 выделени  момента перехода напр жений через нуль на триггер 14, открывающий вентиль 9, через который с генератора 10 подаютс  импульсы в счетчик 11В регистре 12 записан код декодирующего

угла ос. В моменты равенства кодов, записанных в счетчике //и регистре 12, со схемы 13 сравнени  поступает сигнал на сброс в нуль триггера и счетчика. Сигнал с выхода схемы сравнени  кодов проходит одновременно в

схему 2 запоминани  напр жени . После поступлени  сигнала с выхода схемы сравнени  кодов (и до -прихода имлульса «Сброс с линии 7 задержки) схема заноминани  напр жений обеспечивает посто нство напр жеПИЯ f/2c. на входе устройства 3 сравнени  напр жений . Опрос устройства сравнени  напр жений осуществл етс  сигналом «Опрос, формируемым схемой сравнени  кодов и задержанным на 1,5  - линией 7 задержки.

а)

Одновременно с сигналом «Опрос проводитс  сброс фиксированного значени  напр жени  f/aa на выходе схемы 2 запоминани  напр жени . При этом на выходе этой схемы

восстанавливаетс  текущее значение напр жени  /2, с-1змен ющегос  во времени по синусоидальному закону.

Лини  7 задержки может быть выполнена любым из известных способов.

В момент опроса устройства сравнени  напр жений

. 1,5-,

и, - Ки sin а sin (а + 1,5и) - К.и sin а COS  , а Uj,,,t а KUm. COS Sta «. Ш t/2oc - (U,) Ки sin (a - a).

При , . Таким образом, устройство , построенное по описанной схеме, обеспечивает преобразование кода в угол поворота вала.J

„,

Предмет изобретени 

Преобразователь кода в угол поворота вала , содержащий синусно-косинусный датчик, вход которого соединен через исполнительное устройство с выходом устройства сравнени 

Напр жений, а первый выход подключен через фазосдвигающий контур к первому входу устройства сравнени  напр жений и непосредственно к первому входу блока выделени  момента перехода напр жений через нуль, второй вход которого соединен с вторым выходом датчика, отличающийс  тем, что, с целью упрощени  преобразовател , он содержит схему запоминани  напр жени , линию задержки « преобразователь кода во временной интервал, вход которого соединен с выходом блока выделени  момента перехода напр жений через нуль, первый вход соединен с входом «Фиксаци  схемы запоминани  напр жени , второй выход соединен через линию задерм ки с входом «Опрос устройства сравнени  напр жений и с входом «Сброс схемы запоминани  напр жени , вход которой соединен с вторым выходом синусно-косинусного датчика, а выход схемы запоминани  напр жени  подключен к второму входу устройства сравнени  напр жений.

Кодл