SU513366A1 - Angle Code Transducer - Google Patents

Description

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГОЛ - КОД. Значени  фаз определ ют при L 0 и I/ О Они равны соответственно, .() to циклическа  частота питающего напр жени ; т,- текущее врем . Фазбсдвигаюшее устройство которое осу ществл ет сдвиг по фазе на сигнала, амплитуда которого пропорциональна косинусу угла поворота вала, обычно выполн ют с испопьэованием ВС -цепочки, параметры которой измен ютс  при изменении окружающих условий. Поэтому выходное напр жение Ucos f t СО фазосдвигающего .устройства формируетс  с погрешностью по фазе(55 и по амплитудеЛЙ-. погрешность 5V приводит к фазовой ошиб ке при формировании сигнала I/, в соответс5твии , с выражением; - где//31, фаза первого сигнала I/,;; При формировании сигнала Ug погрешност OCf приводит к ошибке, по фазе определенной выражением ( Д), + 1 где - фаза второго сигнала 1, Код угла поворота, выработанного npeo6 разовател ми, пропорционален разности фаз ( (j °этому. /4-(..f + cpsm33v-f- 4 s/n / TakHM образом,-э предлагаемом преоб , разователефазова шогрешностьОС, вноси- ма  НС цепочкой фазосдвигающего блока, не приводит к погрешности преобразовател  угла поворота вала в ко:;. Амплитудна  погреш 1сть & при формг ровании сигнала 1} приводит к фазовой ошй ке, котора  определ етс  выраженneivt i . ; {;),. При этом: код угла поворота, выработанный .преобразователем, пропорционален . ША - / +2 o-Sm2/ -2 -Sa-S/л cL .j Таким образом, амплитудна  погрешность 5Saj, вносима , ЙС Цепочкой, приводит к по грё1иности преобразовани  угла поворота ва ла в код и зависит от угла Л поворота вала по синусу двойного угла. Снижение , требований к стабильности па раметров фазосдвигаюшего устройства и по вышение точности работы в предлагаемом преобразователе угол - код достигаетс  оп ределенным включением RC -цепочки при формировании сигнала l/cos это отмеченное выше вли ние амплитудной погрешности В на -точность преобразовани  исключаетс  (.Как видно из круго6 ВОЙ диаграммы (фиг.2), такое включение приводит к тому, что при изменении парамет1юв ЙС-цепочки вектор выходного напр жени  t OS oicoiaZ остаетс  посто нным по амплитуде , но сдвигаетс  по фазе на , а 5ьш1е было показано, что ошибка по фазе pi,вносима  ЙС цепочкой, не приводит к ошибке преобразовани  угла поворота в. код. Таким образом , oпpeдeлeнныJv йключением фазосдвигаюшего устройства удаетс  почти полностью исключить амплитудную погрешность Оав. В предлагаемом преобразователе она определ етс  только тангенсом угла потерь to о конденсатора и величиной нагрузки . Тангенс угла потерь дл  конденсаторов 1имеет очень малую величину (например, дл  конденсаторов типа LOO О, ОО12, а величинунагрузки легко сделать больше 500 ком, поэтому можно считать, что амплитудна  погрешность искл1бчаётс  полноо« На фиг. 1 представлена блок-схема преобразовател  угол-код; на фиг, 2 приведена схема включени  л-С-цепочки с использоваГ нием инвертора; на фиг. 3 - кругова  диаг; - рамма напр жений, приложенных к ней. Один выход синусно-косинусного датчика угла 1 подключен ко входам блока суммировани  2 и блока вычитани  3, а другой jKO фазосдвигающему устройству 4, второй вход которого через инвертор 5 св зан с этим же выходом датчика угла 1. Выход фазосдвигающего устройства 4 подключен ко вторым входам блока суммировани  2 и блока вычитани  3. Выходы последних соответственно через формирователи импульсов 6 и 7 соединены со входами разрешаюше-запрещающего устройства 8, третий вход которого подключен к генератору импульсов высокой частоты 9. Выход устройства 8 соединен со счетчиком 1О, Преобразователь угол - код работает следующш образом. При повороте вала датчика угла 1 на нвгг .который уголg/ifa его выходах выраба-тваЯ «ютс  синфазные напр жени  переменного то-. ка, амплитуды которых пропорциональны соответственно синусу и косинусу угла с пол ворота вала.Uj/nwf cos U- inUttsih rns USlnCut- напр жение, которым запитывают датчик угла 1, CKrHanUsin(tiicosJ его ин- вёрсй  Usin(jjicoS, выхода инвертора 5 поступают на фазосдвигающее устройство 4, осуществл ющее сдвиг его по фазе на Ж , McOSdOtcos , в блоке суммировани  2 по.лученный сигнал Ucosu)t СО5 суммируют с синфазным напр жением переменного тока, амплитуда которого пропорйионалыга синусу поворота вала: U,, UOO5 WfcoS-6-+ fUS/n6o s/n lfcoS(CO«--) , а Б (54) ANGLE CONVERTER - CODE. Phase values are determined at L 0 and I / O. They are equal respectively, () to the cyclic frequency of the supply voltage; t, is the current time. A phase shifting device that performs a phase shift on a signal whose amplitude is proportional to the cosine of the angle of rotation of the shaft is usually performed using an VS chain, the parameters of which change with changing environmental conditions. Therefore, the output voltage Ucos ft CO of the phase-shifting device is formed with an error in phase (55 and in amplitude. An error of 5V leads to a phase error in the formation of the signal I /, in accordance with the expression, where; // 31, the phase of the first signal I /, ;; when forming the signal Ug, the error OCf leads to an error in phase by a certain expression (D), + 1 where is the phase of the second signal 1, the code of the angle of rotation developed by npeo6 sweepers proportional to the phase difference ((j ° to this. /4-(..f + cpsm33v-f- 4 s / n / TakHM in a way, -e offered preobrav, razovatelefazova shogr The accuracy of the OS, introduced by the NS by the chain of the phase-shifting unit, does not lead to an error in converting the shaft rotation angle to ko .: Amplitude error 1 and & when forming the signal 1} leads to a phase error, which is defined by the expression i.; {;) Thus: the code of the angle of rotation developed by the transducer is proportional. ША - / +2 o-Sm2 / -2 -Sa-S / l cL .j Thus, the amplitude error 5Saj, introduced by the JS Chain, leads to the gravity of converting the angle of rotation of the shaft into a code and depends on the angle L of the shaft turning along the sine of the double angle. The reduction in the stability requirements of the parameters of the phase-shifting device and the increase in the accuracy in the proposed angle converter — the code is achieved by a certain inclusion of the RC chain when generating the l / cos signal — the effect of amplitude error B noted above on the conversion accuracy is excluded (. From the circle of the VOI diagram (Fig. 2), such an inclusion leads to the fact that, when the parameter of the JC chain changes, the output voltage vector t OS oicoiaZ remains constant in amplitude, but is out of phase by 5, and It is shown that the phase error π introduced by the JC chain does not lead to the conversion error of the angle of rotation in the code. Thus, the JV can be switched off by switching off the phase-shifting device to almost completely eliminate the amplitude error of the Fault In the proposed converter, it is determined only by the loss tangent to about the capacitor and the magnitude of the load. The loss tangent for capacitors 1 is very small plitudna error iskl1bchaots polnoo "FIG. 1 is a block diagram of the angle-code converter; Fig. 2 shows the circuit of the l-C-chain using an inverter; in fig. 3 - circular diag; - frame of voltages applied to it. One output of the sine-cosine angle sensor 1 is connected to the inputs of summation unit 2 and subtraction unit 3, and the other jKO phase-shifter 4, the second input of which through inverter 5 is connected to the same output of angle sensor 1. The output of phase-shifting device 4 is connected to the second inputs summation unit 2 and subtraction unit 3. The outputs of the latter, respectively, through pulse shapers 6 and 7 are connected to the inputs of the enable and disable device 8, the third input of which is connected to the high-frequency pulse generator 9. The output of the device va 8 is connected with the meter 1D, an angle transducer - sleduyuschsh code operates properly. When the shaft of the angle sensor 1 is rotated on a lead, which angle g / ifa of its outputs is generated by the common-mode AC voltages. ka, the amplitudes of which are proportional to the sine and cosine of the angle with the floor of the gate of the shaft.Uj / nwf cos U- inUttsih rns USlnCut- voltage applied to the angle sensor 1, CKrHanUsin (tiicosJ his inversion Usin (jjicoS, the output of the inverter 5) phase shifting device 4, carrying out its phase shift by Ж, McOSdOtcos, in the summation unit 2, the transmitted signal Ucosu) t CO5 is summed with the in-phase AC voltage, the amplitude of which is proportional to the shaft sine of rotation of the shaft: U ,, UOO5 WfcoS-6- + fUS / n6o s / n lfcoS (CO "-), and B

блоке вычитани  3 формируют block subtraction 3 form

сигнал, раввый разности этих напр жений:signal equal to the difference of these voltages:

и «I7cos Cotcos -Usin Coism -Ufosfofii)and "I7cos Cotcos -Usin Coism -Ufosfofii)

При прохождении сигналов 1 «1/со( Vj l/cosj t) соответственно через формирователи импульсов 6 и 7 формируютс  импульсы в момент перехода синусоидальных напр жений через нуль, т,е.( (Uii+)Q. При этомвыдёл ютсйгна лы с фазами: (((u}{) порциональными углу поворота вал датчика угла 1. Этн сигналы в раз решающее-запрешаюшем устройстве 8 осуществл ют за- лрет и разрещение на прохождение импульсов от генератора импульсов 9 на счетчик 10. В р.езультате в .нем формируетс - код,With the passage of signals 1 "1 / co (Vj l / cosj t), respectively, through pulse formers 6 and 7, pulses are formed at the time of the transition of sinusoidal voltages through zero, t, e. ((Uii +) Q. At the same time, the signals with phases: (((u} {) in portions of the angle of rotation of the shaft of the angle sensor 1. The signals in the resolving device 8 are locked and allowed to pass pulses from the pulse generator 9 to the counter 10. As a result, - code,

.пропорциональный Jlriid У в/, дврйно-;j му значению угла« поворота вала датчика угла 1. Таким образом, со счетчика 1О в ЦВМ может быть выдан код, соответствующий углу поворота вала датчика угла 1. Использование новых элементов инвертора , блока суммировани  и блока вычитани , а также предложенное включение этих элементов позвол ет исключить погрешность, вызванную нестабильностью параметров фазосдвигающего устройства. В результате требовани  и стабильности параметров злемек -. тов, вход щих в преобразователь значитель- но снижены, что даст возможность использовать стандартные элементы аналогощ1(}ровой Ф техники.. Proportional Jlriid U in /, d-j value of the angle of rotation of the shaft of the angle sensor 1. Thus, a code corresponding to the angle of rotation of the shaft of the angle sensor 1 can be issued from the 1O counter in the digital computer. The subtraction unit, as well as the proposed inclusion of these elements, makes it possible to eliminate the inaccuracy caused by the instability of the parameters of the phase shifter. As a result of the requirement and stability of the parameters of the terminals. The components included in the converter are significantly reduced, which will make it possible to use the standard elements of the analogue (1) F equipment.

Claims (1)

Формула изобретени  Invention Formula j Преобразователь угол - код, содержащий 0 синусно-косинусныЙ датчик угла, фазосдвигаюшее устройство, два формировател  импулы IcoB, выходы которых св заны с.разрешаюше запрещающим устройством, которое подключено к генератору импульсов высокой частоР5 1тЫи счетчику, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности работы преобразовател , в него введены блбк сум .мировани , блок вычитани  и инвертор, при- |чем входы блока суммировани  и блока вычитани  подключены к выходу фазЬсдвигаюшего 1устройсгва в второму выходу синусно-косинуо- i jioro датчика угла, а выходы - к соответствующим .формировател м импульсов; инвертор включен между одним из выходов синусно-косинусного датчика угла и входом фазосдвигающего ;устройства, другой вход которого подключен к этому же выходу синусно-косинусного дать, чика угла.j Angle transducer is a code containing 0 sine-cosine angle sensor, phase shifting device, two IcoB impulse formers, the outputs of which are connected to a resolving device that is connected to a high-frequency impulse generator, which is different in that accuracy of the converter, a blocking sum, a subtractor, and an inverter are entered into it; moreover, the inputs of the summation and subtraction blocks are connected to the output of the phase shift of the unit in the second output of the sine-cosine i iioro and tick angle, and the outputs - to the appropriate .formers pulses; an inverter is connected between one of the outputs of the sine-cosine angle sensor and the phase-shift input; a device whose other input is connected to the same sine-cosine output to give a chick angle. ZZ f9f9 цc ii9inutif f«t03inOttC99«C JLii9inutif f "t03inOttC99" C JL ut-Zut-z V V t/ffSUtCfSiAt / ffSUtCfSiA -Usin ui CfStC,-Usin ui CfStC, Jb - .SJb - .S