АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛОВЫХ КООРДИНАТ С УСТРОЙСТВОМ КОРРЕКЦИИ СИСТЕМАТИЧЕСКОЙ ПОГРЕШНОСТИ

Полезная модель относится к области автоматического регулирования, в частности к преобразованию угловых координат в электрические сигналы.
Известны преобразователи угловых координат в электрические сигналы с помощью датчиков [1], состоящих из источника света, делительного диска, диафрагмы, фотоэлементов и электронной системы, обеспечивающих на выходе кодированный сигнал, пропорциональный угловому положению вала датчика.
Недостатком этих преобразователей является отсутствие функции коррекции возможной систематической погрешности преобразования при работе датчика с фиксированным «нулевым» исходным положением.
Наиболее близким к заявляемой полезной модели является преобразователь угловых координат в электрические сигналы [2], состоящий из двухотсчетного вращающегося синусно-косинусного трансформатора и аналого-цифрового преобразователя выходных сигналов. Аналого-цифровой преобразователь выходных сигналов построен по компенсационной схеме с промежуточным амплитудным преобразованием и включает в себя: двухотсчетный вращающийся трансформатор (ВТ), генератор опорного напряжения Г, формирующий синусоидальное напряжение питания ВТ; коммутатор входных сигналов К, поочередно подключающий к измерительной цепи преобразователя выходные сигналы обмоток грубого и точного отсчетов ВТ; умножающие цифро-аналоговые преобразователи
ЦАП1 и ЦАП2; выходы ЦАП1 и ЦАП2 подключены к входам сумматора СМ, на выходе которого вырабатывается сигнал, пропорциональный Sin(α-N), где α - величина преобразуемого угла; N - код угла, вырабатываемый микро-ЭВМ и поступающий на цифровые входы ЦАП1 и ЦАП2; сигнал с выхода сумматора поступает на интегратор ИР, выход которого соединен с входом аналого-цифрового преобразователя АЦП, формирующего сигнал рассогласования. Дальнейшая обработка сигнала в измерительной цепи производится микро-ЭВМ в цифровой форме, в результате чего в регистре РгА представляется код совмещенных результатов грубого и точного отсчетов.
Тактированный режим работы ИР и АЦП обеспечивается регистром управления РгУ, подключенным к цифровой шине микро-ЭВМ и хранящим коды управления в течение каждого такта преобразования.
Недостатком данного преобразователя является отсутствие функции автоматизированной коррекции возможной систематической погрешности вращающегося трансформатора при преобразовании угловых координат в процессе эксплуатации в режиме с фиксированным исходным «нулевым» положением.
Техническим результатом полезной модели является расширение функций аналого-цифрового преобразователя для двухотсчетных вращающихся трансформаторов путем реализации автоматизированной коррекции систематической погрешности преобразования угловых координат.
Технический результат достигается тем, что в аналого-цифровой преобразователь угловых координат с устройством коррекции систематической погрешности, состоящий из вращающегося трансформатора, генератора опорного напряжения, коммутатора, двух умножающих цифро-аналоговых преобразователей, аналогового сумматора, интегратора, аналого-цифрового преобразователя, микроЭВМ, регистра управления и выходного регистра, причем вход вращающегося трансформатора подключен к генератору опорного напряжения, соединенному с микроЭВМ, а выходы вращающегося трансформатора соединены с четырьмя входами коммутатора, пятый вход которого соединен с первым выходом регистра управления; выходы коммутатора подключены соответственно к аналоговым входам двух умножающих цифро-аналоговых преобразователей, цифровые входы которых соединены с цифровой шиной микроЭВМ; выходы цифро-аналоговых преобразователей подключены к входам сумматора, выход которого подключен к первому входу интегратора, второй вход которого соединен со вторым выходом регистра управления, а выход - с первым аналоговым входом аналого-цифрового преобразователя, цифровой выход которого соединен с цифровой шиной микроЭВМ, а второй вход - с третьим выходом регистра управления, цифровой вход которого соединен с цифровой шиной микроЭВМ; выходной регистр подключен к цифровой шине микроЭВМ, а аналоговый вход его подключен к внешнему устройству считывания, введено электрически
перепрограммируемое запоминающее устройство, подключенное к цифровой шине микроЭВМ, а микроЭВМ имеет дополнительный вход установки «0».
На фиг.1 представлена функциональная схема преобразователя. Вход вращающегося трансформатора (ВТ) 1 подключен к генератору опорного напряжения (Г) 2, соединенному с микроЭВМ, а выходы вращающегося трансформатора соединены с четырьмя входами коммутатора (К) 3, пятый вход которого соединен с первым выходом регистра управления (РгУ) 4, выходы коммутатора 3 подключены соответственно к аналоговым входам умножающих цифро-аналоговых преобразователей 5, 6 (ЦАП1, ЦАП2), цифровые входы которых соединены с цифровой шиной микроЭВМ 7. Выходы ЦАП1 и ЦАП2 подключены к входам сумматора (СМ) 8, выход которого подключен к первому входу интегратора (ИР) 9, второй вход которого соединен со вторым выходом регистра управления 4, а выход - с первым аналоговым входом аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 10, цифровой выход которого соединен с цифровой шиной микроЭВМ, а второй вход - с третьим выходом регистра управления 4, цифровой вход которого соединен с цифровой шиной микроЭВМ; выходной регистр (РгА) 11 подключен к цифровой шине микроЭВМ, а на аналоговый вход его подается внешний сигнал считывания.
После АЦП дальнейшая обработка сигнала в измерительной цепи производится микро-ЭВМ 7 в цифровой форме; результат заносится в регистр РгА.
Тактированный режим работы ИР и АЦП обеспечивается регистром управления РгУ, хранящим коды управления в течение каждого такта преобразования.
В электрически перепрограммируемое запоминающее устройство (ЭППЗУ) 12 при действии внешнего сигнала «Уст.0» заносится двоичное значение кода с обратным знаком, соответствующее установленному исходному положению ВТ, которое в последующем используется для коррекции выходного кода путем алгебраического сложения с кодом, соответствующим текущему положению ВТ. Источники информации:
1. Журнал «Компоненты для комплексной автоматизации» фирмы Siemens, «Информация по продуктам - 2003», стр.128-131
2. «Аналого-цифровые преобразователи сигналов вращающихся трансформаторов АЦПВТ», технические условия и руководство по эксплуатации ЮИНЦ. 434757.074-01 (прототип).