SU407370A1 - CORNER CONVERTER - CODE - Google Patents

Description

Изобретеиие относитс  к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано в системах уиравлени , содержащих цифровые вычислительные машины (ЦВМ).The invention relates to the field of automation and computer technology and can be used in correction systems containing digital computers.

Известен нреобразователь угол-код, содержащий источник синусоидальных ианр жений, фазовращатель в качестве датчика угла поворота , схему выделени  нул , соединенную через схему «И с первым входом триггера, выход которого соединен со входом другой схемы «И, генератор имнульсов, счетчик импульсов и блок управлени .The angular code converter is known, which contains a source of sinusoidal oscillations, a phase shifter as a rotation angle sensor, a zero allocation circuit connected through an AND circuit to the first trigger input, the output of which is connected to the input of another AND circuit, impulse generator, pulse counter, and block management

Недостатком известного преобразовател   вл етс  недостаточно высока  точность работы, определ ема  следующими основными погрешност ми; отклонеиие.м формы гармонического колебани  от синусоидальной, нестабильностью частоты питающего напр жени , ошибкой схемы выделени  нул , ошибкой, вызванной сдвигом фаз между питающим и выходиым иапр жени ми при нулевом положении ротора фазовращател , задержки сигналов в ;1иии х св зи и др. Эти погрешности существеппо мен ютс  в зависимости от температуры старени  деталей и пр., поэтому не удаетс  достигнуть высокой точности преобразовани .The disadvantage of the known converter is the insufficiently high accuracy of operation, determined by the following main errors; deviation of the harmonic oscillation form from the sinusoidal frequency instability of the supply voltage, the error of the zero allocation circuit, the error caused by the phase shift between the power supply and the output voltage at the zero position of the phase rotator, the delay of signals in the first link, etc. The errors vary depending on the aging temperature of the parts, etc., so it is not possible to achieve a high conversion accuracy.

Целью изобретени   вл етс  увеличение The aim of the invention is to increase

точности работы устройства путем исключеии  р да ошибок преобразоваии .accuracy of the device by eliminating a number of conversion errors.

Указанна  цель достигаетс  введением в устройство доиолнительной схемы «И и иереключател  чередовани  фаз, один вход которого подключен ко второму выходу блока управлеии , другие входы - к выходам источника сииусондальпых напр жений, а выходы- ко входам фазовращател ; входы дополнительной схемы «И соединены соответственно с третьим выходом блока уиравлеии  н выходом схемы выделени  нул , а выход - со вторым входом триггера. С помощью переключател  чередовани  фаз производ т измеиеии  направлени  вращени  магнитиого пол  фазовращател . Дополнительна  схема «И обеспечивает измеиение сдвига фаз между колебани ми на выходе фазовращател , иропорциоиальными углу поворота вала, при вращении магиитиого пол  в противоположных направлени х . Эквивалент измеренного угла в коде выражаетс  как полуразность двух последовательных преобразований одного и того же угла при различных панравлени х ,епи  магнитного пол  фазовращател .This goal is achieved by introducing into the device an additional AND circuit and a phase rotation switch, one input of which is connected to the second output of the control unit, the other inputs to the outputs of the sins and voltage sources, and output of the phase shifter; the inputs of the additional circuit “AND are connected respectively to the third output of the power supply unit and the output of the allocation circuit zero, and the output to the second input of the trigger. Using a phase rotation switch, the direction of rotation of the magnetic field of the phase shifter is varied. The additional AND scheme provides a change in the phase shift between the oscillations at the output of the phase shifter, the proportional angle of rotation of the shaft, when the magic field rotates in opposite directions. The equivalent of the measured angle in the code is expressed as the half-difference of two consecutive transformations of the same angle for different panels, the magnetic field of the phase shifter.

Анализ ошибок, проведенный авторамн, показал , что большинство паиболее существенных ошибок преобразовани , таких как ошибка схемы выделени  пул , ощибка, вызванна  сдвигом фаз питающим и выходиымThe analysis of the errors carried out by the authors showed that most of the most significant conversion errors, such as the error of the allocation scheme of the pool, the error, are caused by the phase shift in the supply and output

напр жени ми при нулевом полол ении ротора , ошибка, обусловленна  сдвигом фаз сигнала в лнни х св зи, не завис т от направлени  вращени  магнитного пол  фазовращател , они одинаковы по величине и знаку в обоих результатах преобразовани  и ноэтому нри двойном преобразовании исключаютс , а остальные ошибки существенно уменьшаютс .When the rotor is zero polarized, the error due to the phase shift of the signal in the coupling lines does not depend on the direction of rotation of the magnetic field of the phase shifter, they are the same in magnitude and sign in both conversion results and therefore are double transformed and the rest are errors are significantly reduced.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого преобразовател  угла поворота вала в код.The drawing shows a block diagram of the proposed Converter angle of rotation of the shaft in the code.

Предлагаемое устройство содержит последовательно соединенные источник 1 синусоидальных напр жений, переключатель 2 чередовани  фаз и фазовращатель 3, блок управлени  4, схему 5 выделени  нул , триггер 6, схему «И 7, подключенную к единичному входу триггера, схему «И 8, подключенную к нулевому входу триггера, генератор импульсов 9, счетчик импульсов 10, схему «И //, включенную в цепь св зи генератора импульсов и счетчика импульсов, второй вход которой соединен с выходом триггера.The proposed device contains a series-connected sinusoidal voltage source 1, a phase rotation switch 2 and a phase shifter 3, a control unit 4, a zero allocation circuit 5, a trigger 6, an AND 7 circuit connected to a single trigger input, an AND 8 circuit connected to zero the trigger input, the pulse generator 9, the pulse counter 10, the AND / circuit included in the communication circuit of the pulse generator and the pulse counter, the second input of which is connected to the trigger output.

Управл ющий вход переключател  2 чередовани  фаз соединен с выходом блока управлени  4. Два других выхода блока управлени  4 соединены со входами схем «И 7 и 8. К выходу схемы 5 выделени  нул  подключены вторые входы схем «И 7 и 8.The control input of the phase rotation switch 2 is connected to the output of the control unit 4. The other two outputs of the control unit 4 are connected to the inputs of the And 7 and 8 circuits. The output of the And 7 and 8 circuits is connected to the output of the zero allocation circuit 5.

Источник синусоидальных напр жений вырабатывает двухфазное напр жение, поступающее на переключатель 2 чередовани  фаз.The source of sinusoidal voltages produces a two-phase voltage to the switch 2 phase alternation.

Переключатель 2 в зависимости от управл ющего воздействи  с выхода блока управлени  4 обеспечивает различные сочетани  фаз синусоидальных напр жений, подаваемых на входы - статорные обмотки фазовращател  3. В соответствии с изменением питающих напр жений мен етс  направление вращени  магнитного пол  фазовращател  3. Блок управлени  4 по запросу, поступающему из ЦВМ (на чертеже не показана), устанавливает моменты переключени  напр жений на статоре фазовращател  путем подачи управл ющих воздействий на переключатель чередовани  фаз.Switch 2, depending on the control action from the output of control unit 4, provides various combinations of phases of sinusoidal voltages applied to the stator windings of phase shifter 3. In accordance with the change in supply voltage, the direction of rotation of the magnetic field of phase shifter 3 changes. The request coming from a digital computer (not shown in the drawing) sets the moments of switching voltages on the stator of the phase shifter by supplying control actions to the phase sequence switch.

Напр жение с выхода - роторной обмотки фазовращател  3, фаза которого пропорциональна углу поворота вала, поступает на схему 5 выделени  нул . Схема 5 формирует сигналы в моменты перехода синусоидального напр жени  через нуль. За цикл работы преобразовател  схема выделени  пул  формирует два различиых по фазе импульса, соответствующих углу поворота вала фазовращател , причем, фаза первого импульса пропорциональна углу поворота при одном направлени вращени  пол , фаза второго - углу поворота при другом направлении вращени .The voltage from the output - the rotor winding of the phase shifter 3, the phase of which is proportional to the angle of rotation of the shaft, goes to the zero selection circuit 5. Circuit 5 generates signals at the moments when a sinusoidal voltage passes through zero. During the converter operation cycle, the allocation circuit creates a pool of two phase difference pulses corresponding to the angle of rotation of the shaft of the phase shifter, and the phase of the first pulse is proportional to the angle of rotation with one direction of rotation of the field, and the second phase - angle of rotation with the other direction of rotation.

Со схемы 5 выделени  нул  сигнал иостунает на вход схемы «PI 7 и на вход схемы «И 5, которыми управл ет блок управлени  4. Блок управлени  одновременно с подачей управл ющего воздействи  на установку питаю1цпх напр жен1п 1, создаюпи1Х онрсделешюе From the allocation circuit 5, the signal and the signal to the input of the circuit "PI 7 and to the input of the circuit" AND 5, which are controlled by the control unit 4. The control unit simultaneously with the supply of the control effect on the installation of the power supply voltage 1p 1, creates

направление вращени  магнитного пол  фазовращател  5, разрешает прохождение сигнала со схемы 5 выделени  нул  через схему «И 7 на единичный вход триггера 6, и запрещает - на нулевой вход, триггера. При подаче питающих напр жений, создающих противоположное вращение магнитного пол  фазовращател  3, блок управлени  4 разрешает прохождение нмпульса со схемы выделени  нул  на нулевой вход триггера через схему «И 5, запрещ-а  прохождение его на единичный вход триггера через схему «И 7. Триггер 6 формирует временной интервал, длительность которого пропорциопальна сдвигу фаз между колебани ми на выходе фазовращател  3 нри вращении его магнитного пол  в разные стороны, т. е. удвоенному значению угла поворота вала фазовращател .the direction of rotation of the magnetic field of the phase shifter 5, permits the passage of the signal from the allocation circuit 5 to zero through the AND 7 circuit to the single input of the trigger 6, and prohibits - to the zero input, the trigger. When supplying the supply voltage, which creates the opposite rotation of the magnetic field of the phase shifter 3, the control unit 4 permits the passage of an impulse from the allocation circuit zero to the zero input of the trigger through the circuit "And 5, prohibiting it from passing to the single trigger input through the circuit" And 7. 6 forms a time interval whose duration is proportional to the phase shift between oscillations at the output of the phase shifter 3 when its magnetic field rotates in different directions, i.e., twice the value of the rotation angle of the phase shifter shaft.

Генератор импульсов 9 вырабатывает высокочастотные импульсы и подает их на схему «И 11, нодключенную к выходу триггера 6. В течение временного интервала, сформированного триггером, высокочастотные импульсы поступают на счетчик импульсов 10. В результате счетчик импульсов фиксирует число импульсов , пропорциональное углу новорота вала фазовращател  3. Счетчик импульсов передает сформированный двоичный код в цифровую вычислительную машину (ЦВМ).The pulse generator 9 generates high-frequency pulses and sends them to the circuit “And 11, connected to the output of trigger 6. During the time interval formed by the trigger, high-frequency pulses go to the pulse counter 10. As a result, the pulse counter records the number of pulses proportional to the angle of rotation of the shaft of the phase shifter 3. A pulse counter transmits the generated binary code to a digital computer (DVM).

Введение в схему преобразовател  переключател  чередовани  фаз и дополнительной схемы «И позвол ет повысить точность преобразовани  в 8-16 раз, уменьшив ошибки преобразовани  примерно на 90%.An introduction to the converter circuit of a phase rotation switch and an additional AND circuit allows an increase in conversion accuracy of 8-16 times, reducing conversion errors by about 90%.

Кроме того, при этом можно снизить требовани  к стабильности и разбросу нараметров схемы выделени  нул , линий св зи, фазовращател  и источника питающих напр жений.In addition, it is possible to reduce the requirements for stability and variation in the allocation scheme of zero, communication lines, phase shifter and power supply source.

Предмет изобретен и  The subject is invented and

Преобразователь угол-код, содержащий источник синусоидальных напр жений, датчик угла поворота, вынолненный в виде фазовращател , к выходу которого подключена схема выделени  нул , соединенна  с первым входом одной схемы «И, ко второму входу которой подключен первый выход блока управлени , а к выходу - первый вход триггера, выход которого соединен с нервым входом другой схемы «И, ко второму входу которой подключен генератор имп)льсов, а к выходу- счетчик импульсов, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности работы устройства , в него введены дополнительна  схема «И и нереключатель чередовани  фаз, один вход которого подключен ко второму выходу блока управлепи , другие входы - к выходам источника синусоидальных напр жений, а выходы - ко входам источника синусоидальных напр жений, а выходы - ко входам фазовращател , входы дополнительной схемы «И соединены соответственно с третьим выходом блока унравлеин  и выходом схемы выделени  пул , а выход - со вторым входом триггера .Angle-code converter containing a source of sinusoidal voltages, a rotation angle sensor, made in the form of a phase shifter, to the output of which a zero allocation circuit is connected to the first input of one AND circuit, to the second input of which the first output of the control unit is connected, and to the output - the first input of the trigger, the output of which is connected to the nerve input of another circuit And, to the second input of which a pulse generator is connected, and to the output a pulse counter, characterized in that, in order to improve the accuracy of the device, An additional AND and non-phase sequence switch, one input of which is connected to the second output of the control unit, other inputs to the outputs of the sinusoidal voltage source, and outputs to the inputs of the sinusoidal voltage source, and outputs to the phase shifter inputs, additional circuit inputs, "And connected respectively to the third output of the unravlein block and the output of the allocation circuit pool, and the output to the second input of the trigger."