SU1035627A1 - Angular displacement to code converter - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к области автоматики и измерительной техники и моиет быть использовано в цифровых системах автоматического управлени , в частности в линейных и- круговых измерительных преобразовател х перемещени  исполнительных органов станков с числовым программным управлением ( чпу;. Известен преобразователь угловых перемещений в код, содержащий генератор опорного напр жени , выход которого подключен к индукционному синусно-косинусному датчику угла и к одно му из входов аналогового умножител , к другому входу которого подключен выход суммирующего операционного усилител , выход аналогового умножител  через фильт-р низких частот соединен с входами управл емого генератора частоты и дискриминатора направлени  счета, выходы которых подключены к со ответствующим в-ходам реверсивного счетчика, выходы разр дов реверсивного счетчика соединены с соответствующими разр дами функциональных цифроаналоговых преобразователей, выходы которых соединены с инвертирующими входами операционных усилителей, пр мые входы операционных усилителей соединены с соответствующими выходами синусно-косинусного датчика, выходы операционных усилителей подключены к соответствующим входам функциональных цифроаналоговых преобразователей и суммирующего операционного усилител  С 1. Недостатком такого преобразовател   вл етс  ограниченна  область применени , так как он работает только с индукционным синусно-косинусным дат чиком. Известен также преобразователь угЧ ловых перемещений в код, содержащий синусно-косинусный датчик угла, первый и второй входы которого соединены : с аналоговыми входами первого и второго умножителей, выходы которых подключены к вычитателю, выход вычитател  через первый и второй интеграторы подключены к первому входу преобразовател  напр жени  в частоту, второй пход которого соединен с выходом первого интегратора, третий вход соединен с выходом вычитател , а два выхода соединены с двум  входами реверсив- b ного счетчика, одна группа выходов которого через первый функциональный преобразователь подключена к управл ющим входам первого умножител , а втора  Труппа выходов через второй функциональный преобразователь - к управл ющим входам второго умножител  С:.. Такой преобразователь не имеет динамической погрешности в режиме посто нной скорости и в режиме посто нного ускорени , относительно прост и имеет достаточно высокую надежность . Однако он имеет ограниченную область применени . Целью изобретени   вл етс  расширение области применени  и упрощение преобразовател . I Пост авленна  цель достигаетс  тем, что в преобразователь угловых перемещений в код, содержащй блок питани , один выход которого соединен с входом синусно-косинусного датчика, первый выход которого соединен с первым входом первого умножител , второй выход синусно-косинусного датчика соединен с первым входом второго умножител , и вычитатель, выход которого соединен с входом первого интe paтopa и первым входом преобразовател  напр жени  в частоту, второй вход которого соединен с выходом первого интегратора, который также со единен с входом второго интегратора, выход которого соедр нен с третьим входом преобразовател  напр жени  в частоту , два выхода которого соединены с двум  входами реверсивного счетчика , одна группа выходов которого через первый функциональный преобразователь подкгвочена к управл ющим входам первого умножител , а втора  группа выходов реверсивного счетчика через второй функциональный преобразователь подключена к управл ющим входам второго умножител , введены два переключател  и дешифратор, четыре входа которого подключены к пр мым и инверсным выходам двух старших разр дов реверсивного счетчика, а п тый вход соединен с вторым выходом блока питани  датчика, первый и второй , третий и четвертый выходы дешифратора подключены соответственно к управл ющим входампервого и второго переключателей, первый и второй выходы которых подключены к соответствующим суммирующим входам вычитател , входы переключателей соединены с соответствующими выходами первого и второго умножителей. Умножитель выполнен в виде управл емого делител  напр жени , труп па цифровых входов которого  вл етс  управл ющими входами умножител , а аналоговый вход с-оединен с выходом инвертирующего масштабного усилител , вход которого  вл етс  аналоговым входом умножит.ел , выход управл емого делител  напр жени  через.резистивный делитель подключен к неинвертирующему входу масштабного усилител  и  вл етс  выходом умножител . На фиг. 1 приведена структурна  схема преобразовател  угловых перемещений в код; на фиг. 2 - принципиальные схемы умножител  и функциональ ного преобразовател ; на фиг. 3 - диаграммы работы преобразовател  угловых перемещений в код. Преобразователь угловых перемещеНИИ в код содержит синусно-косинусный датчик -1 фотоэлектрического или индукционного типа) , выходы которого соединены с входами двух квадран тных умножителей 2 и 3 последовачтельно соединенные вычитатель, интеграторы 5 и 6, бипол рный преобразователь 7 напр жени  в частоту, два других входа которого подключены к выходам интегратора 5 и вычитател  k а два выхода соединены с входами ре версивного счетчика 8, выходы которого через функциональные преобразователи 9 и 10 подключены соответстве но к управл ющим входам умножителей и 3 выходы которых через переключате ли 11 и 12 подключены к четырем входам вычитател  k, управление переклю чател ми 11 и 12 выполн етс  дешифра тором 13 декодирующим сигналы двух - старших разр дов счетчика 8 и опорно го сигнала, сформированного ---из напр жени  блока питани  датчика. Умножитель 2( 31)Гфиг. 2) выполнен в виде управл емого делител  Т5 напр жени , управл ющие входы которого  вл ютс  управл ющими входами умн жител  /-О), Д аналоговыйвход соединен с выходом инвертирующего масштабного усилител  16, вход которого  вл етс  аналоговым входом умножител  . (3), выход управл емого делител  15 напр жени  через .резистивный делитель 17 подключен к некнвертирующему входу масштабного усилител  16 и  вл етс  выходом умножител  2 (3). Управл емый делитель 15 напр у ени  может быть выполнен на базе уп1 7л равл емого делителп 18 тока и масштабного усилител  19 (фиг. Л. Управл мый делитель тока 18 выполнен в виде резистивной матрицы типа R - 2R, управ емой ключами 20, блок 2(3) включает себ  сопротивлени  21-.6. Функциональный преобразователь 9 (, 10) выполнен на логических элементах ИСКШЧЛЩЕЕ ИЛИ 27. Преобразователь работает следую-, щим образом. Синусно-косинусный датчик 1 Гфотоэлектрического или индукционного типа ) формирует на первом и втором йыходпх сигналы Ц и ЧУ соответственно,  вл ющиес  функцией углового положе-. ни  оси ротора датчика 1; Uj,- sinpQ, и, к На - Кд - и„ cosp©, коэффициент передачи датчика 1 ;. напр жение питани , формируемое блоком питани  датчика: - дл  фотоэлектрического датчика. U i-inu/t-дл  индукционного датчика; и,. - максимальное значение напр жени  питани  датчика 1; углова  частота напр жени  питани  датчика 1; коэффициент электрической редукции датчика 1. Ьсли в качестве синусно-косинусиого датчика 1 применлетс  датчик фотоэлектрического типа, то в функции синуса и косинуса от угла поророта О оси датчика 1 измен ютс  уровни напр  чпнии посто нного тока, а если примен етс  датчик индукционного типа ( резольвер или индуктосин); то в той же функции измен етс  амплитуда переменного напр жени , имеющего частоту Ц/. Выходные сигналы и U. инуснокосинусного датчика 1 поступают на аналоговые входы первого 2 и второго 3 умно ителей соответственно. Умножители 2 и 3 реализуют функции двухквадрпнтного умножени  входных сигналов нелинейные рациональные функции квазисинуса и кваэикосинуса . Двухкоадрантные умнох ители 2 и 3 работают при бипол рном ( знакопеременном ) сигнале на аналоговом входе и однопол рном цифровом коде на управл ющих входах. Дл  того, чтобы при использовании двухквадрантного умножител  обеспечить работу в четырех квадрантах и. . реализовать вычисление функции в виде 5ivi (р© -Ф) S14P0 (N б)С05Р0 {(Vic Ь где ф - угловой эквивалент цифрового кода (полного) реверсивного счетчика; 103 7 Ng - выходной код первого функционального преобразовател  9 (Оиг. 1) ; . выходной код второго функционального преобразовател  10 (фиг. 1), необходимо измен ть знаки коэффициентов передачи 1 вычитател  согласно табл. 1. . . . Таблица 1The invention relates to the field of automation and measuring technology and can be used in digital automatic control systems, in particular in linear and circular measuring transducers of the movement of the executive bodies of machine tools with numerical program control (cnu.; The converter of angular displacements into the code containing the reference generator voltage, the output of which is connected to the induction sine-cosine angle sensor and to one of the inputs of the analog multiplier, to the other input of which The output of the summing operational amplifier is turned off; the output of the analog multiplier is connected via a low-pass filter to the inputs of a controlled frequency generator and a billing discriminator, whose outputs are connected to the corresponding in-turns of the reversible counter, and the outputs of the reversible counter discharges are connected to the corresponding functional discharges digital-to-analog converters, the outputs of which are connected to the inverting inputs of the operational amplifiers, the direct inputs of the operational amplifiers are connected to the corresponding Enikeev outputs sine-cosine encoder, the outputs of the operational amplifiers are connected to corresponding inputs of functional analog converters and a summing operational amplifier 1. With such a drawback of the transducer is limited field of use, since it only works with induction sine-cosine Chick dates. Also known is a converter for moving movements into a code containing a sine-cosine angle sensor, the first and second inputs of which are connected: to the analog inputs of the first and second multipliers, the outputs of which are connected to the subtractor, the output of the subtractor through the first and second integrators are connected to the first input of the converter, for example the second input is connected to the output of the first integrator, the third input is connected to the output of the subtractor, and the two outputs are connected to two inputs of the reversible counter, one group of you whose moves through the first functional converter are connected to the control inputs of the first multiplier, and the second. The group of outputs through the second functional converter is connected to the control inputs of the second multiplier C: .. Such a converter does not have dynamic error in constant speed mode and constant acceleration mode. , is relatively simple and has a fairly high reliability. However, it has a limited scope. The aim of the invention is to expand the scope and simplify the converter. I The goal is achieved by the fact that in an angular displacement transducer into a code containing a power supply unit, one output of which is connected to the input of a sine-cosine sensor, the first output of which is connected to the first input of the first multiplier, the second output of the sine-cosine sensor is connected to the first input the second multiplier and the subtractor, the output of which is connected to the input of the first interop and the first input of the voltage to frequency converter, the second input of which is connected to the output of the first integrator, which is also connected to the house of the second integrator, the output of which is connected to the third input of the voltage to frequency converter, two outputs of which are connected to two inputs of the reversible counter, one group of outputs of which through the first functional converter is connected to the control inputs of the first multiplier, and the second group of outputs of the reverse counter through the second function converter is connected to the control inputs of the second multiplier; two switches and a decoder are entered, four of which are connected to direct and investment The two outputs of the two higher bits of the reversible counter, and the fifth input are connected to the second output of the sensor power supply unit, the first and second, third and fourth outputs of the decoder are connected respectively to the control inputs of the first and second switches, the first and second outputs of which are connected to the corresponding summing inputs subtractor, the inputs of the switches are connected to the corresponding outputs of the first and second multipliers. The multiplier is designed as a controllable voltage divider, the corpse of whose digital inputs is the control inputs of the multiplier, and the analog input is connected to the output of an inverting scale amplifier, the input of which is an analog input of the multiplier, the output of the voltage divider being controlled A resistive divider is connected to the non-inverting input of the scale amplifier and is an output of a multiplier. FIG. 1 shows a structural diagram of the transducer of angular displacements in the code; in fig. 2 - schematic diagrams of the multiplier and functional converter; in fig. 3 - diagrams of operation of the angular displacement transducer in the code. The angular displacement transducer into the code contains a sine-cosine sensor -1 of a photoelectric or induction type), the outputs of which are connected to the inputs of two quadrant multipliers 2 and 3 sequentially connected subtractor, integrators 5 and 6, a bipolar voltage converter 7 to frequency, two others the inputs of which are connected to the outputs of the integrator 5 and the subtractor k and the two outputs are connected to the inputs of the reverse counter 8, the outputs of which through functional converters 9 and 10 are connected appropriately to the control inputs of multipliers and 3 outputs of which are connected via switches 11 and 12 to four inputs of subtractor k, control of switches 11 and 12 is performed by decoder 13 decoding the signals of two higher bits of counter 8 and the reference signal generated from voltage of the power supply unit of the sensor. The multiplier 2 (31) Gfig. 2) made in the form of a controlled voltage divider T5, the control inputs of which are the control inputs of the smart terminal (-O), D analog input is connected to the output of the inverting scale amplifier 16, the input of which is the analog input of the multiplier. (3), the output of the controlled voltage divider 15 through a resistive divider 17 is connected to the non-inverting input of the scale amplifier 16 and is the output of the multiplier 2 (3). The controlled divider 15, for example, can be made on the basis of an up to 1 liter of equal current divider 18 and a scale amplifier 19 (Fig. L. The controllable current divider 18 is made in the form of a resistive matrix of the R - 2R type, controlled by keys 20, unit 2 (3) includes resistors 21-.6. Functional converter 9 (, 10) is made on logic elements TIDDY OR 27. The converter works as follows. Sine-cosine 1 sensor of photoelectric or induction type forms on the first and second outputs signals C and NC, respectively is a function of the angular propelling the positions. no axis of the rotor sensor 1; Uj, - sinpQ, and, to On - Cd - and „cosp ©, the transmission coefficient of the sensor 1 ;. power supply voltage generated by the sensor power supply unit: - for a photoelectric sensor. U i-inu / t-for induction sensor; and,. - the maximum value of the supply voltage of the sensor 1; angular frequency of the voltage supply sensor 1; coefficient of electrical reduction of sensor 1. If a photoelectric sensor is used as a sine-cosine sensor 1, the levels of the direct current line change as a sine and cosine of the angle of rotation of the axis of the sensor 1, and if an inductive type sensor is used (resolver or inductosin); then, in the same function, the amplitude of the alternating voltage, having the frequency C /, varies. The output signals and the U. of the sinus transducer 1 are fed to the analog inputs of the first 2 and second 3 smart inputs, respectively. The multipliers 2 and 3 realize the functions of two-quadratic multiplication of the input signals, nonlinear rational functions of quasi-sinus and quaieo-sine. The two-point multipliers 2 and 3 operate with a bipolar (alternating) signal on the analog input and a unipolar digital code on the control inputs. In order to use four quadrants when using a two-quadrant multiplier. . realize the calculation of the function in the form of 5ivi (p © -F) S14P0 (N b) C05P0 {(Vic Ь where ф is the angular equivalent of the digital code of the (full) reversible counter; 103 7 Ng is the output code of the first functional converter 9 (Dig. 1) ; output code of the second functional converter 10 (Fig. 1), it is necessary to change the signs of the transfer coefficients 1 of the subtracter according to Table 1. ... Table 1

Таким образом, требопанил, предъ вл емые к функци м {( К1д) и$(Мс), ограничивают диапазон углов, в которых могут работать функциональные пр образователи 9 и 10 (только положительные значени  кодов N э, и Мл-. Отрицательные значени  фуньсции f(Nu) и fCflj) реализуютс  с помощью переключателей 11 и 12, управл емых от дешифратора 13. Переключатели 11 и 12 коммутируют выходные сигналы умно)чителей 2 и 3: 1Ц KAUVI slnpe-f(Ng), 1)4 Кд -Uy, (N|.) на четыре входа вычитател  . Вычитатель 4 выполнен по дифферен циальной схеме с суммируюи4ими входами и частотно-зависимым коэффициентом передачи и может быть реализован например, на двух последовательно со единенных инвертирующих, усилител х с суммирующими входами. Конденсатор, введенный в цепь обратной св зи инвертирующего усилител , придает ему свойства апериодического звена 1-го пор дка и делает коэффициент передач вычитател  k частотно-зависимым. Зав симость коэффициента передачи вычитател  t от частоты позвол ет использовать его дл  фильтрации пульсаций напр жени  ошибки сложени , сформированного после демодул ции несущей, и отказатьс  по сравнению с аналогом от применени  специального фильтра. Управление переключател ми 11 и 12 осуществл етс , посредством дешифратора 13, на четыре пхода которого поступают инверсные ц и и пр мые а. и а,логические сигналы с выходов двух старших разр дов реверсивного счетчика 8 (фиг. 1}. На п тый вход дешифратора 13 подаетс  логический сигнал , формируемый из напр жени  питани  датчика 1 согласно выражению ( 1 при и О П при U -с О Дешифратор 13 формирует две пары, логических сигналов. flepoan пара логических сигйалов d и d/i обеспечивает с помощью переключател  11 коммутацию выхода умножител  /. на Первые входы вычитател  4. Втора  пара логических сигналов d обеспечивает с помощью пере 10356278Thus, the requirement for functions {(K1d) and $ (ms) limit the range of angles in which functional devices 9 and 10 can work (only positive values of the codes N e, and Ml. Negative func- tion values f (Nu) and fCflj) are implemented using switches 11 and 12 controlled by a decoder 13. Switches 11 and 12 switch the output signals of 2 and 3: 1C intelligently. KAUVI slnpe-f (Ng), 1) 4 cd -Uy , (N |.) To the four inputs of the subtractor. Subtractor 4 is made according to a differential circuit with summing inputs and a frequency dependent transmission coefficient and can be implemented, for example, on two series-connected inverting amplifiers with summing inputs. A capacitor inserted into the feedback circuit of an inverting amplifier gives it the properties of a 1-st order aperiodic link and makes the transfer ratio of the subtractor k frequency-dependent. The variability of the transfer coefficient of the subtractor t from the frequency allows it to be used to filter the ripple voltage of the addition error generated after carrier demodulation, and is rejected in comparison with the analog from the use of a special filter. The control of switches 11 and 12 is carried out by means of a decoder 13, on four passages of which the inverse centers come. and a, logical signals from the outputs of the two high-order bits of the reversible counter 8 (Fig. 1}. The fifth input of the decoder 13 is supplied with a logical signal formed from the supply voltage of the sensor 1 according to the expression (1 at and OP) at U-C The decoder 13 generates two pairs of logical signals, a flepoan pair of logical signals d and d / i provides, using the switch 11, switching the output of the multiplier / to the first inputs of the subtractor 4. A second pair of logical signals d provides using the trans 10356278

клпчптсл  12 коммутацию выхода умно- Табл. 2 иллюстрирует формирование чителп 3 на вторые входы вычитател  k. логических функций по квадрантам. Номер квадранта определ етс  различными сочетани ми логических значе НИИ старших разр дов а и   реверсивного счетчика 8. Знаки функций sin р.9 и cos , fXHg) и f(N) определ ютс  .номером квадранта; функци sin Р0И f(M0) положительны в 1- и 2-м квадрантах, функции cos р (М положительны в 1- и k-м квадрантах. При работе с синусно-косинусным датчиком фотоэлектрического типа напр жение блока 1 питани  датчика имеет одну пол рность. При этом , посто нно и равно 1. Коммутаци  блоков в каждом квадранте неизменна и в полн етс  согласно табл. 2 при Q Коэффициенты передачи вычитател  К и Kjj завис т от номера квадранта, вида функции и принимают значени  +1 или -1. При работе с синусно-косинусным датчиком индукционного типа ( резольверы и йндуктосины) напр жение UM блока И питани  датчика бипол рно. При этом а рПринимает в зависимости от пол рности полуволны синусоидального напр жени  0 значени  Т И11И О. Коммутаци  блоков в кашдом квад ранте выполн етс  синхронно с измене нием значени  Uonfизменением пол рТ а б л и Ц а 2 ности напр жени  питани  датчика 1). Коэффициенты передачи К К завис т как от номера квадранта и вида функции , так и от логического знамени  ил ОуТакое изменение знака коэффициентов передачи Kg вычитател  , синхронное с изменением знака полуволны синусоидального напр жени  питани  датчика 1, позвол ет дополнительно с помощью переключателей 11 и 12, дешифратора 13 и вычитател  реализовать функции демодул тора напр жени  ошибки . Предлагаемое техническое решение позвол ет по сравнению с аналогом отказатьс  от применени  специального демодул тора при раЬоте с индукционными датчиками. Это обсто тельство позвол ет унифицировать структуру преобразовател  угловых перемещений в код вне зависимости от вида примен емого синусна-косинусного датчика (фотоэлектрического или индукционного). Бычитатель k формирует напр жение ошибки слежени  .5- A vit iwp0f CNe,)-cosp9{(Nc)l Сигнал U с выхода вычитател  поступает на вход первого интегратора 5, выход которого соединен с входом второго интегратора 6о Выходные сигналы вычитател  k и интеграторов. и 6 поступают на первый, второй и третий входы .бипол рного преобразовател  7 напр жени  в частоту импульсов . Бипол рный преобразователь 7 напр иеии  в частоту быть реализован , например, в виде интегратора с суммирующими входами на базе операционного усилител  с конденсатором в цепи обратной св зи. Конденсатор разр жаетс  ключом кахедый раз, когда напр жение на выходе интегратора достигает заданного уровн . На одном из выходов бипол рного преобразовател  7 напр жени  в частот в зависимости от знака суммы входных напр женийI формируетс  последовател ность импульсов частоты f -« s aUfe+lfiUT), где К коэффициент передачи преобразовател  7 напр жени  в частоту импульсов; выходное напр жение перво го интегратора 5; U -IU cl-t- выходное напр жение второ го интегратора 6; -f,, масштабные коэффициенты. Последовательность импульсов част ты.упоступает на суммирующий или в читающий входы реверсивного счетчика формирующего код ; . М --Ооа а,2...а. где Q. - весовые коэффициенты младши разр дов, и логические функцииQ.; , Q и Оц старших разр дов. Ъгииеские функции р-, и d ,0; и Оц поступают на четыре входа дешифра тора 13/ Код NQ поступает на входы функциональнь х преобразователей 9 и 10, уп равление которыми выполн етс  с помо щью логических функций Q и Q , На выходе функционального преобра зовател  9 формируетс  двоичный код Ng Se,--boa ъ,l... Ъ... 27 6; - весовые коэффициенты, определ емые как . бд if ouaK-o i а:, .o«-i i о, 1 , 2 (К-2), (К-1). На выходе функционального преобразовател  10 формируетс  двоичный код N Nc--Coi C.l-...,2-, лО л1 . f весопые коэффициенты, определ емые как при а при С1 ц. ,.., (К-2), (К-1). ,1,2, Коды М и NJ, представл ют собой треугольные функции высимметричные разр доп ( ао ... ак) ходного кода реверсивного счетчика 8 (фиг. ). Симметрична  треугольна  функци  кода MC отстает по фазе на относительно симметричной треугольной функции кода MB . Код HIJ, поступает на управл ющий вход умножител  Z, а код ц - на управл ющий вход умножител  3. Умно); ители 2 и 3 реализуют функции двухквадрантного умножени  входных сигналов и и и на нелинейные рациональные функции вида: гAt45. -ЛМс t-vftNe -(М , Соответствующий подбор коэффициентов Л и В позвол ет получить функции (NB) и f (N.) близкие к синусоидальным . Принципиальна  схема умножител  приведена на фиг. 2. От датчика 1 на вход умножител  2 (3) поступает сигнал Ug (U-i или (J-j.) и через масштабный инвертирующий усилитель подаетс  на аналоговый вход управл емого делител  15 напр жени . На управл ющие входы умножител  . (3) от функционального преобразовател  9 UO) поступает двоичный код М)5,((ч}. Этот код подаетс  на цифровые входы управл емого делител  напр жени  15 и далее на ключи 20, коммутирующие резисторы управл емого делител  тока 18, например матрицы типа R -2R. Выходное напр жение ))y делител  15 1 в соответствукхчем масштабе вычитаетс из входного Upsv согласно выражению М. I, 1 EdlM- ftWll Ro. / а JftAlRlMMfeccn) быч ex l4 ll..A&iCl. R3)+ft4 ft2 a I После введени  обозначений д, -El-, ft .) получают ЛЫыс) -V5(N,e)). Методическа  ошибка преобразовани , обусловленна  использопанипм ку сочно-нелинейных функций f(M|) и i(Nc дл  формировани  сигнала ошибки слежени  невелика. При оптимальном выборе коэффициентов А и В, наприме с помощью метода Гаусса-Зайдел , от носительна  погрешност ь преобразова ни  при идеальных входных сигналах не превышает О,0092% от полюсного делени  датчика i. 7 Преобразователь угловых перемещений в код практически не чувствителен к частоте напр жени  питани  датчика 1 и устойчив к возмущени м. Интеграторы, введенные в структуру преобразовател , обеспечивают астатизм системы, определ емый пор дком. В ремиме посто нной скорости измер емого перемещени  напр жение на выходе второго интегратора 6 устанавливаетсп .таким, что напр жение на выходе вь1читател  и выходе первого интегратора 5 становитс  равным нулю . Динамическа  погрешность преобразовани  в этом случае отсутствует. I . В режиме посто нного ускорени  ди-. намическа  О1иибка преобразовани  также равна нулю. В этом режиме после окончани  переходного процесса напр жение на выходе интегратора 5 устанавливаетс  посто нным, а напр жение на выходе интегратора 6 линейно возрастает . Содержимое реверсивного счетчика 8, выполн ющего функцию цифрового интегратора, измен ет значени  кодов Nft и N таким образом, что напр жение U на выходе вычитател  j, пропорциональное ошибке слежени , устанавливаетс  равным нулю.klpchpstsl 12 output switching intelligent Tab. 2 illustrates the formation of chitler 3 at the second inputs of the subtractor k. logical functions by quadrants. The quadrant number is determined by various combinations of logical values of the scientific research institute of the higher bits a and the reversible counter 8. The signs of the functions sin p.9 and cos, fXHg) and f (N) are determined by the number of the quadrant; The sin P0I f (M0) functions are positive in the 1st and 2nd quadrants, cos r functions (M are positive in the 1st and kth quadrants. When working with a sine-cosine photoelectric sensor, the voltage supply unit 1 of the sensor has one field In this case, it is constant and equal to 1. The switching of blocks in each quadrant is unchanged and is completed according to Table 2 at Q The transfer coefficients of the subtractor K and Kjj depend on the number of the quadrant, the type of function, and take the values +1 or -1. When working with a sine-cosine sensor of the induction type (resolvers and inductosin), the voltage The UM of the sensor unit AND power supply is bipolar. At the same time, it takes, depending on the polarity of the half-wave, sinusoidal voltage, 0 T T11I O. The switching of blocks in quadrant is performed synchronously with the change in value Uonf by changing the field pT a b l and C a 2 power supply voltage sensor 1). The transfer coefficients K K depend both on the quadrant number and the type of function, and on the logical flag or such a change in the sign of the transfer factors Kg of the subtractor, synchronous with the change of the half-wave sign of the sinusoidal supply voltage of the sensor 1, allows additionally using switches 11 and 12, the decoder 13 and the subtractor realize the functions of the voltage demodulator of the error. The proposed solution allows, in comparison with the analogue, to refuse the use of a special demodulator for operation with induction sensors. This circumstance makes it possible to unify the structure of the angular displacement transducer into a code, regardless of the type of sine-cosine sensor used (photoelectric or induction). Fastreader k generates a tracking error voltage. 5- A vit iwp0f CNe,) - cosp9 {(Nc) l Signal U from the output of the subtractor is fed to the input of the first integrator 5, the output of which is connected to the input of the second integrator 6o Output signals of the subtractor k and integrators. and 6 are supplied to the first, second and third inputs of the bipolar voltage converter 7 to the pulse frequency. A bi-polar converter 7 of voltage to frequency can be implemented, for example, as an integrator with summing inputs based on an operational amplifier with a capacitor in the feedback circuit. The capacitor is keyed off by the cachet time when the voltage at the integrator output reaches a predetermined level. At one of the outputs of the bipolar voltage converter 7 at frequencies, depending on the sign of the sum of the input voltages I, a sequence of frequency pulses f is generated - s aUfe + lfiUT), where K is the voltage transfer coefficient of the voltage converter 7; output voltage of the first integrator 5; U -IU cl-t is the output voltage of the second integrator 6; -f ,, scale factors. The sequence of pulses is frequent. It enters the summing or reading inputs of the reversible counter forming the code; . M - Oooa, 2 ... a. where Q. - weights of the younger bits, and logical functions Q .; , Q and Ots senior bits. Hpfg functions p-, and d, 0; and Ots are fed to the four inputs of the decoder 13 / The NQ code is fed to the inputs of the functions of converters 9 and 10, which are controlled using logic functions Q and Q. At the output of the functional converter 9, a binary code Ng Se is generated, - boa ъ, l ... Ъ ... 27 6; - weights, defined as. DB if ouaK-o i а :, .o «-i i о, 1, 2 (K-2), (K-1). At the output of the functional converter 10, a binary code N Nc - Coi C.l -..., 2-, lO l1 is generated. f are weight coefficients determined as with a at C1 c. , .., (K-2), (K-1). , 1,2, Codes M and NJ, are triangular functions that are symmetrical bit (ao ... ak) of the input code of the reversible counter 8 (Fig.). The symmetric triangular function of the MC code is out of phase in the relatively symmetric triangular function of the MB code. The code HIJ goes to the control input of the multiplier Z, and the code c to the control input of the multiplier 3. Cleverly); Commands 2 and 3 implement the functions of two-quadrant multiplication of input signals and and and by nonlinear rational functions of the form: rAt45. -LMS t-vftNe - (M, The corresponding selection of the coefficients L and B allows to obtain functions (NB) and f (N.) close to sinusoidal. The schematic diagram of the multiplier is shown in Fig. 2. From the sensor 1 to the input of the multiplier (2 ) the signal Ug (Ui or (Jj.) comes in and through the large-scale inverting amplifier is fed to the analog input of the controlled voltage divider 15. The binary inputs M) 5, (3) from the functional converter 9 UO are fed to the control inputs of the multiplier (3). (h}. This code is fed to the digital inputs of the controlled voltage divider 15 and further to the keys 20, which Mutating resistors of a controlled current divider 18, for example, matrix type R -2R. Output voltage)) y divider 15 1 at the corresponding scale is subtracted from the input Upsv according to the expression M. I, 1 EdlM-ftWll Ro. / a JftAlRlMMfeccn) bych ex l4 ll..A & iCl. R3) + ft4 ft2 a I After the introduction of the notation d, -El-, ft.), We obtain LYs) -V5 (N, e)). The methodical conversion error due to the use of a panicle of nonlinear functions f (M |) and i (Nc to form a tracking error signal is small. With an optimal choice of the coefficients A and B, for example, using the Gauss-Zajdel method, the relative error of conversion is ideal input signals do not exceed 0, 0092% of the pole division of the sensor i. 7 The angular displacement transducer in the code is practically insensitive to the frequency of the supply voltage of the sensor 1 and resistant to disturbances. Integrators introduced into the structure of The generator of the system provides the astatism of the system, which is determined in order. In the constant speed mode of the measured displacement, the voltage at the output of the second integrator 6 determines that the output voltage of the reader and the output of the first integrator 5 becomes equal to zero. In the case of a constant acceleration, the dynamic conversion ratio is also zero. In this mode, after the end of the transient process, the voltage at the output of the integrator 5 is set to with constant, and the voltage at the output of the integrator 6 increases linearly. The contents of the reversible counter 8, which functions as a digital integrator, change the values of the codes Nft and N so that the voltage U at the output of the subtractor j, proportional to the tracking error, is set to zero.

16sixteen

сwith

пP

ff

1515

//

NBNB

//

SS

22

%,%

5five

/J/ J

%.%

О/сO / s

А/лA / L

/л/ l

d3d3

//

di/, /Кdi /, / K

%%

Ч/5 ТК ЖH / 5 TC Zh

7 187 18

о Oi ... йк-г -1 about Oi ... yk-g -1

QQ

fei.2fei.2

2222

I %« - 22I% "- 22

Claims (2)

1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛОВЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ В КОД, содержащий блок питания, один выход которого соединен с входом синусно-косинусного датчика, первый выход которого соединен с первым входом первого умножителя, второй выход синусно-косинусного датчика соединен с первым входом второго умножителя, и вычитатель, выход которого соединен с входом первого интегратора и первым входом преобразователя напряжения в частоту, второй вход которого соединен с выходом первого интегратора, который также соединен с входом второго интегратора, выход которого соединен с третьим входом преобразователя напряжения в частоту, два выхода которого соединены с двумя вхо- • дами реверсивного счетчика, одна группа выходов которого через первый1. A CONVERTER OF ANGULAR MOVEMENTS TO A CODE containing a power supply unit, one output of which is connected to the input of the sine-cosine sensor, the first output of which is connected to the first input of the first multiplier, the second output of the sine-cosine sensor is connected to the first input of the second multiplier, and the subtractor, the output which is connected to the input of the first integrator and the first input of the voltage to frequency converter, the second input of which is connected to the output of the first integrator, which is also connected to the input of the second integrator, the output of which • connected to the third input of the voltage-to-frequency converter, two outputs of which are connected to two inputs of a reversible counter, one group of outputs of which through the first I функциональный преобразователь подклю-. .чена к управляющим входам первого умножителя, а вторая группа выходов реверсивного счетчика через второй функциональный преобразователь подключена к управляющим входам второго умножителя, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения преобразователя, в него введены два переключателя и дешифратор, четыре входа которого подключены к прямым и инверсным выходам двух старших разрядов реверсивного счетчика, а пятый вход соединен с вторым выходом блока питания датчика, первый и второй, третий и четвертый выходы дешифратора подключены соответствен* но к управляющим входам первого и второго переключателей, первый и вто’рой выходы которых подключены к соот- ветствующим суммирующим входам вычитателя, входы переключателей соединены с соответствующими выходами первого и второго умножителей.I functional converter connect. .chain to the control inputs of the first multiplier, and the second group of outputs of the reversible counter through the second functional converter is connected to the control inputs of the second multiplier, characterized in that, in order to expand the scope of the converter, two switches and a decoder are introduced into it, the four inputs of which are connected to direct and inverse outputs of the two senior bits of the reversible counter, and the fifth input is connected to the second output of the sensor power supply, the first and second, third and fourth outputs of the decoder connected respectively * but to the control inputs of the first and second switches, the first and second outputs of which are connected to the corresponding summing inputs of the subtractor, the inputs of the switches are connected to the corresponding outputs of the first and second multipliers. 2. Преобразователь по π. 1, о т личающийся тем, что, с целью упрощения преобразователя, умножитель выполнен в виде управляемого2. The converter according to π. 1, characterized in that, in order to simplify the converter, the multiplier is made in the form of a controlled Sи 1035627 делителя напряжения, группа цифровых входов которого является управляющими входами умножителя, а аналоговый вход соединен с выходом инвертирующего масштабного усилителя, вход которого является аналоговым входом умножителя, выход управляемого делителя напряжения через резистивный делитель подключен к неинвертирующему входу масштабного усилителя и является выходом умножителя.SI 1035627 is a voltage divider, the group of digital inputs of which is the control inputs of the multiplier, and the analog input is connected to the output of the inverting scale amplifier, the input of which is the analog input of the multiplier, the output of the controlled voltage divider through a resistive divider is connected to the non-inverting input of the scale amplifier and is the output of the multiplier. 1 10356271 1035627