Преобразователь угла поворота вала в код

 

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОГОТА ВАЛА В КОД, содержаиций первый фазовый дискриминатор), первый вход которого соединен с выходом первого реверсивного счетчика, .а выходы с соответствующими второго реверсивного счетчика, информационные выходы которого соединены с управляющими входами счетчика с переменным коэффициентом деления, а зна ковьй выход - с первым входом перво го коммутатора, первые выходы которого соединены с входами первого реверсивного счетчика, а вторые выходы - с входами накопителя, второй вход первого коммутатора соединен с первьм выходом генератора импульсов а третий вход - с выходом счетчика с переменным коэффициентом деления, вход которого соединен с вторым выходом генератора импульсов, делитель частоты, выход которого подключен к входу источника питания фазовращателя, выход которого соединен со входом фазовращателя, выход которого подключен через первый формирователь фазовых импульсов ко второму входу первого фазового дискриминатора , отличающийся тем, что, с целью повышения точности , в него введены второй формирователь фазовых импульсов, второй фазовый дискриминатор, второй коммутатор и счетчик, вход второго формирователя фазовых импульсов подключен к выходу источника питания фазовращателя , а выход - к первому входу второго фазового дискриминатора, второй вход которого соединен с выходом счетчика, выходы второго фазового дискриминатора соединены с первь ш входами второго коммутатора, выходы которого подключены к соответствующим входам делителя частоты, второй вход второго коммутатора и вход счетчика объединены и подключены к первому нлходу генератора импульсов.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(51) 6 08 С 9

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3526426/18-24 (22) 22.12.82 (46) 28. 02.84. Бюл. 9 8 (7 2) С. A. Êàëèíèí, В. И.Левашов, Д. И .Вышецкий и М. Б . Баранов (53) 681 .325(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 487405, кл. Ч 08 С 9/00, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке М 3427326/24, кл. G 08 С 9/00, 1982 (прототип) . (54) (57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВО—

РЭТА ВАЛА В КОД, содержащий первый фазовьФ дискриминато ), первый вход которого соединен с выходом первого реверсивного счетчика, а выходы— с соответствующими входами второго реверсивного счетчика, информационные выходы которого соединены с управляющими входами счетчика с переменным коэффициентом деления, а знаковый выход — с первым входом первого коммутатора, первые выходы которого соединены с входами первого .реверсивного счетчика, а вторые выходы — с входами накопителя, второй вход первого коммутатора соединен с первыч выходом генератора импульсов, а третий вход — с выходом счетчика ()9) SU()lj А с переменным коэффициентом деления, первый вход которого соединен с вторым выходом генератора импульсов, делитель частоты, выход которого подключен к входу источника питания фаэовращателя, выход которого соединен со входом фаэовращателя, выход которого подключен через первый формирователь фазовых импульсов ко второму входу йервого фазового дискриминатора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в него введены второй формирователь фазовых импульсов, второй фазовый дискриминатор, второй коммутатор и счетчик, вход второго формирователя фазовых импульсов подключен к вы- ф ходу источника питания фазовращателя, а выход — к первому входу второго фазового дискриминатора, второй вход которого соединен с выходом счетчика, выходы второго фазового дискриминатора соединены с первыми входами второго коммутатора, выходы которого подключены к соответствующим входам делителя частоты, второй вход второго коммутатора и вход счетчика объединены и подключены к первсму выходу генератора импульсов, 1076934

Изобретение относится к автоматике, телемеханике и вычислительной технике и может быть использовано в системах числового программного у6равления, в приводах станков и прожшленных роботов. 5

Известен преобразователь уголкод, содержащий Фазовращатель, источник питания Фаэовращателя, соединенный с выходом делителя частоты, подключенного к выходу генератора импульсов, формирователь Фазового . сдвига, псцключенный входом к выходу Фазовращателя, а выходом — к перж м входам. схем совпадения, другие входы которых подключены к делителю 15 частоты, выходы схем совпадения соединены с входами схемы выявления величины и знака приращения угла и установочными входами реверсивного счетчика, импульсный вход которого 20 соединен через счетчик с переменным коэффициентом пересчета с выходом генератора импульсов, а знаковый вход реверсивного счетчика — со схемой выявления величины и знака при- 5 ращения угла, другой выход этой схемя через блок коэффициентов соединен с управляющими входами счетчика с переменным коэффициентом пересчета (lj .

Недостатками данного преобразователя угол-код являются сложность его построения и недостаточная точность, обусловленная уходом фазы сигнала питания фазовращателя во времени и с изменением рабочей температуры.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является преобразователь угла поворота вала в код, содержащий фазовращатель, генератор импульсов, делитель частоты, источник питания фаэовращателя, формирователь Фазовых импульсов, фазовый дискриминатор, первый реверсивный счетчик, второй реверсивный счетчик, счетчик с переменным коэффициентом деления, логический блок, накопитель. Первый выход генератора соединен с первым входом логического блока, выход делителя частоты соединен с входом фаэовращателя, вьыод которого соединен с входом формирователя фазового импульса, выход последнего подключен к первому входу фазового дискриминатора, второй вход которого соединен с выходом первого реверсивного счетчика. Выходы фазовогО дискриминатора соединены с соответствукщими входами второго реверсивного счетчика, информационные выходы которого подключены к управляющим входам счетчика с переменным коэффициентом деле- 60 ния. Второй выход генератора импульсов соединен с первым входом счетчика с переменным коэффициентом деления. Знаковый выход второго ревер-,,сивного счетчика соединен со вторым входом логического блока, первые вы. ходы которого соединены с соответствующими входами первого реверсивного счетчика, а вторые выходы - с соответствующими входами накопителя, третий вход логического блока подключен к выходу счетчика с переменным коэффициентом деления (2) .

Однако известное устройство характеризуется недостаточной точностью из-за нестабильности фазы сигнала питания фаэовращателя во времени и с изменением рабочей температуры.

Цель изобретения — повышение точности преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий первый фазовый дискриминатор, п ервый вход которого соединен с выходом первого реверсивного счетчика, а выходы — с соответствующими входами второго реверсивного счетчика, информационные выходы которого соединены с управляющими входами счетчика с переменным коэффициентом деления, а знаковый выход — с первым входом первого коммутатора, первые выходы которого соединены с входами первого реверсивного счетчика, а вторые выходы — с входами накопителя, второй вход первого коммутатора соединен с первым выходом генератора импульсов, а третий вход с выходом счетчика с переменным коэффициентом деления, первый вход которого соединен с вторьм выходом -енератора импульсов, делитель частоты,. выход которого подключен к входу исвэчника питания фаэовращателя, выход которого соединен с входом Фазовращателя, выход которого подключен через первый формирователь фазовых импульсов ко второму входу первого Фазового дискриминатора, введены второй формирователь фазовых импульсов, второй фазовый дискриминатор, второй коммутатор и счетчик, вход второго формирователя фазовых импульсов подключен к выходу источника питания фазовращателя, а вь|ход — к первому входу второго фазового дискриминатора, второй вход которого соединен с ияходом счетчика, выходы второго фазового дискриминатора соединены с первыми входами второго коммутатора, выходы которого подключены к соответствующим входам делителя частоты, второй вход второго коммутатора и и вход счетчика объединены и подключены к первому выходу генератора импульсов.

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого преобразователя.

Преобразователь содержит генератор 1 импульсов, первый выход которого соединен с первым входом ком107 6934

При медленном повороте вала фазовращателя 5 в положительном направ65 мутатора 2, выходы которого подклю- чены через последовательно соединенные делитель 3 частоты, источник 4 питания фаэовращателя и фазонращатель 5 к входу формирователя 6 фазовых импульсов. Выход источника 4 питания фазонращателя соединен также через формирователь 7 фазовых импульсов с первьм входом фазового дискриминатора 8, второй вход которого подключен к выходу счетчика 9. Второй выход генератора 1 импульсов присоединен к первому входу счетчика 10 с переменным коэффициентом деления, выход которого подключен к третьему входу коммутатора 11, второй вход !5 которого соединен с объединенными выходам и входом генератора 1 импульсов и счетчика 9 соответственно. Первые выходы кскмутатора 11 подключены через соответствующие входы счет- 20 чика 12 реверсивного к другому входу фазового дискриминатора 13. Вторые выходы коммутатора 1 1 соединены с соответствующими входами накопите-. ля 14, а выходы фазового дискримина- 25 тора 13 подключены к входам счетчика 15 реверсивного, один выход которого соединен с первым входом коммутатора ll, а другой — со вторым входом счетчика 10 реверсивного. ЗО

Преобразователь работает следующим образом.

Импульсы с выхода генератора 1 с частотой f» через коммутатор 2 заполняют делитель 3 частоты. Источник 4 питания фаэовращателя преобразует опорные сигналы частотой f /N с выхода делителя 3 частоты в двухфазное гармоническое напряжение питания фазонращателя 5, работающего в фазовом режиме. Синусоидальное напряжение с выхода фазоваращателя 5, сдвинутое по фазе на угол, пропорциональный углу разворота его вала, поступает на вход формирователя 6 фазового импульса. На выходе его формируется короткий импульс н момент перехода входного напряжения иэ отрицательной области синусоиды н положительную.

Выходные импульсы формирователя 6 поступают на второй вход первого фа- 50 нового дискриминатора 13, на первый вход которого поступают импульсы со старшего разряда первого реверсивного счетчика 1 2, частота которых равна частоте сигнала питания фазовра- 55 щателя 5. В начальный момент времени нал фаэовращателя 5 неподвижен, накопитель 14 и счетчики 9, 10, 12 и 15 обнулены, поэтому сигнал с выхода первого реверсивного счетчика 12 совпадает по фазе (с точностью до одного периода частоты f ) с выходным сигналом фазовращателя 5. ленни сигнал с его выхода начинает опережать по фазе сигнал с выхода первого реверсивного счетчика 12.

Фазовый дискриминатор 13 направляет фазовый импульс на суммирующий axe второго реверсивного счетчика 15, устанавливая его выходной код AN +1.

При этом на выходе счетчика 10 с переменным коэффициентом деления поянляется импульс, который через первый коммутатор 11 добавляется к импульсам генератора 1 на суммирукщем входе счетчика 12, вызывая появление (2" +1) импульсов эа период напряжения питания фазовращателя 5, что приводит к смещению фазы сигна-. ла на выходе счетчика 12 по отношению к сигналу на выходе фазовращателя 5 . Первый коммутатор 11 направляет этот импульс на суммирующий вход накопителя 14 . Добавление одного импульса в счетчике 1 2 за период сигнала питания фазовращателя 5 приводит к тому, что сигнал на выходе последнего отстает по фазе от сигнала на выходе счетчика 12 . В этом случае выходной импульс фазового дискриминатора 13 поступ.ает на вычитаний вход второго реверсивного счетчика 15, устанавливая его выходной код аЙО. При этом на выходе счетчика 10 с переменным коэффициентом деления импульсы отсутствуют, код накопителя и фаза сигнала на ныходе счетчика l 2 неизменны. При дальнейшем вращении вала фаэонращателя рассмотренные процессы повторяются, а в накопителе 14 формируется код Й, соответствующий углу поворота вала фазонращателя 5.

При вращении вала фазовращателя 5 н отрицательном направлении ра. бота преобразователя аналогична выше рассмотренной,.а отрицательное изменение фазы сигнала на выходе счетчика 12 н кода накопителя 14 осуществляется коммутатором 11 за счет подачи импульсов с выхода счетчика 10 на вычитающне входы реверсивного счетчика 12 и накопителя 14 . !

При изменении фазы сигналов питания фазонращателя на -+ h(f за счет влияния дестабилизирукщих факторов в диапазоне рабочих температур появляется погрешность преобразования угла н код. Устранение этой погрешности осуществляется контуром, нключающим второй формирователь 7 фазовых импульсов, второй фазовый дискриминатор 8, второй коюлутатор 2 и счетчик 9. При этом второй формирователь 7 фазовых импульсов формирует короткие импульсы при переходе синусоиды сигнала питания фазовращателя через нуль иэ отрицательной области в положительную, поступающие на первый вход второго фазового

1076934

Составитель Ю.Котов

Редактор Н.Ковалева Техред С,Легеза Корректор А,Тяско

Заказ 7 53/47 Тираж 569 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная,4 дискриминатора 8, на второй вход которого поступают ймпульсы с выхода счетчика 9 с частотой j / И® У

При и а О импульсы с выхода генератора 1 через второй коммутатор поступают на суммирующий вход делителя 3 частоты. Если Фаза сигнала питания Фазовращателя 18 изменится на

-.hq, то Фазовый дискриминатор 8 через второй коммутатор 2 добавляет 10 импульс на суммирующий вход делителя 3 частоты, в результате чего Фаза сигнала íà его выходе по отношению к опорному смещается таким образом, что компенсирует уход фазы сиг- 15 нала источника 4 питания.

При изменении Фазы сигнала 18 на величину +Ь выходной импульс второ- го Фазового дискриминатора 8 через второй коммутатор 2 поступает на вычитакщий вход делителя 3 частоты, в результате чего Фаза сигнала на его выходе смещается по отношению к опорному сигналу, а следовательно, компенсируется уход Фазы. +b(p источника питания Фазовращате-. ля 4.

Таким образом, за счет, регулиро- вания поддерживается Фазовый сдвиг между сигналом питания Фазовращателя 18 и опорным сигналом в пределах 1 дискрета преобразователя.