Преобразователь угла поворота вала в код

 

.ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД, содежащий датчик угол - частота, вЬ1ход которого соединен с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с прямым выходом

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

НЦВ

РЕСПУБЛИН ае св рцэр С 08 C 9/00

l !»

onNGAHNE изоьретения /

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНЯТИЙ (21) 3631500/24-24 (22) 05.08.83 (46) 23.11.84. Бюл. ¹ 43 (72) А.Е.Богатых, В.Ф,Вербов, В.М.Тищенко и В.З.Кравченко (53) 681.325(088,8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР, по заявке № 3485263/18-24, кл. G 08 С 9/00, 1982. 2. Авторское свидетельство СССР №.970674, кл. Н 03 K 13/20, G 08 С 9/00, 1981 (прототип). (54) (57) ..ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД, содежащий датчик угол — частота; выход которого соединен с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с прямым выходом А5-триггера; 5-вход которого подключен к первому выходу генератора тактовых импульсов, выходэлемента И соединен со счетным входом первого счетчика импульсов, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в него введены два дешифратора, регистр сдвига, блок элементов И, второй счетчик импульсов и сумматор, второй выход генератора тактовых импульсов соединен с 1Р -входом РЗ -триггера и входами сброса первого и второго счетчиков импульсов и регистра сдвига, выход первого счетчика импульсов подключен к входам первого и второго дешифратора и к первому входу сумматора, выход которого является выходом преобразователя, выходы первого дешифратора подключены к соответствующим входам регистра сдвига, выходы которого соединены с первой группой входов блока элементов И, вторая группа входов которого соединена с соответствующими выходами второго дешифра эра, выход блока элементов И соединен с входом второго счетчика импульсов, выход которого соединен с вторым входом сумматора.

1125б41 б

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к устройствам цифровой коррекции, и может быть использовано в цифровых системах автоматического управления и 5 контроля.

Известен преобразователь угла поворота вала в код, содержащий датчик угол — частота, соединеннный с первым входом элемента И, выход которого соединен .со счетным входом счетчика импульсов, генератор тактовых импульсов,. выход которого соединен с первыми входами первого, второго триггеров и реле времени, вы- !5 ход реле времени соединен со счетным входом счетчика импульсов и с вторым входом первого триггера, выход которого соединен с вторым входом элемента И, первый выход счет- 20 чика импульсов соединен с вторым входом второго триггера, выход ко" торого соединен с вторым входом реле времени (! J.

Недостатком преобразователя яв- 25 ляется низкая точность из-за того, что линеариз ция выходной характе" ристики датчика угол, — частота производится с помощью двух прямых, Наиболее близким к изобретению техническим решением является преобразователь угла поворота вала в код, содержащий датчик угол — частота, выход которого соединен с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с прямым выходом

96-триггера,,5"вход которого подключен к первому выходу генератора тактовых импульсов, выход элемента И соединен со счетным входом первого счетчика импульсов, реле времени, частотный фильтр (21

Однако известный преобразователь имеет невысокую точность, обусловленную тем, что частотный фильтр об- „ ладает недостаточной стабильностью, что приводит к большим погрешностям преобразователя.

Целью изобретения является повышение точности преобразователя. 50

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий датчик угол " частота, выход которого соединен с первым входом элемента И, второй 55 вход которого соединен,с прямым выходом 95 "триггера, -вход которого подключен к первому выходу генератора тактовых импульсов, вы:<од элемента И.соединен со счетным входом первого счетчика импульсов, введены два дешифратора, регистр сдвига, блок элементов И, второй счетчик импульсов и сумматор, второй выход генератора тактовых импульсов соединен с Р -входом РБ -триггера и входами сброса первого и второго счетчиков импульсов и регистра сдвига, выход первого счетчика импульсов подключен к входам первого и второго дешифраторов и к первому входу сумматора, выход которого является выходом преобразователя, выходы перного дешифратора подключены к соответствующим входам регистра :.двига, выходы которого соединены с первой группой входов блока элементов И„ вторая группа входов которого соединена с соответствующими выходами второго дешифратора, выход блока элементов И соединен с входом второго счетчика импульсов, выход которого соединен с вторым входом сумматора.

На фиг.1 приведена функциональная схема преобразователя угла поворота вала в код, на фиг.2 — графики, поясняющие работу преобразователя, на фиг.З и 4 - схемы дешифраторов.

Преобразователь содержит датчик 1 угол - частота, ьыход которого соединен с первым входом элемента И 2, второй вход элемента И 2 подключен к прямому выходу Qg -триггера 3, который вместе с элементом И ? ооразует ключ 4 (электронный f. Первый выход генератора 5 тактовых импульсов соединен с 5-входом Rs триггера 3, а второй - с и -входом Ю— триггера 3, входом сброса сче. чика

6 импульсов, входом сброса регистра

7 сдвига, входом сброса второго счетчика 8 импульсов. Счетный вход счетчика б импульсов соединен с выходом элемента И 2, а выход счетчика б импульсов — с входами дешифраторов 9 и 10 и с первым входам сумматора 11, выход которого соединен с выходом 12 преобразователя угла поворота вала в код, а второй вход сумматора 11 соединен с выходами всех раэряцов счетчика 8 импульсов.

Выходы дешифратора. 9 соединены с соответствующими входами регистра 7 сдвига, а выходы разрядов реги =тра

7 сдвига подсоединены к первой груп15

Количество g импульсов, поступив- 40 шее на счетчик 6, равно й= Х Т, где Ф вЂ” частота импульсов на выходе датчика 1 угол - частота в течение интервала времени Тз, соответствующая определенному углу поворота ва- 45 ла.Ц.

Таким образом, преобразователь работает до начала нелинейности реальной характеристики (точка с коор-. дийатами Pj, Е ((фиг.2 ) датчика 1 50 угол — частота. Дешифратор 9 выполнен таким образом, что в моменты достижения в счетчике 6 импульсов чисел М1 у.Я р Й р с соответст вующих выходов дешифратора 9 выдают- 55 ся сигналы на входы регистра 7 сдвига. На фиг,3 представлена схема дешифратора 9 при й„ =7, Й =!!.

3 !!25 пе входов блока 13 элементов И, вторая группа входов блока !3 элементов И соединена с выходами дешифратора 1О, выходы блока 13 элементов

И соединены с суммирующим входом 5 счетчика 8 импульсов.

Дешифратор 9 (фиг.3) содержит элементы И 14, дешифратор 10,(фиг,4)счетчики 15 импульсов и дешифраторы

16 состояний счетчика. 10

Количество элементов И,входов и вьмодов регистра 7, выходы дешифратора 9 и выходов дешифратора 10 определяется числом точек перегиба реальной характеристики датчика 1 угол — частота (фиг.2 ).

Преобразователь угла поворота вала в код работает следущим образом.

Импульс с первого выхода генера- 20 тора 5 тактовых импульсов переводит RS -триггер 3 в единичное состояние. В результате этого через элемент И 2, импульсы с выхода датчика l угол — частота с определенной з5 частотой начинают поступать на счетный вход счетчика 6 импульсов. С вто-! рого выхода генератора 5 тактовых импульсов через время То (фиг.2) подается импульс, возвращающий AS— триггер 3 в нулевое состояние. Этот же импульс подает команду на считы. вание информации в счетчике 6 импульсов и на его сброс (обнуление) в исходное состояние. Полученная инфор35 мация в параллельном коде подается. на первый вход сумматора 11 с выхода которого подается на выход 12 и на дальнейшую обработку.

64! 4

При частоте сигналов на выходе датчика угол — частота Х 7 Е, и достижении в счетчике 6 числа импульса N„ =-,à фиксированное время Т где N — число, соответствующее первой точке перегиба реальной характер -.,"с"ики датчик, 1 угол - частота (фиг.2i, с выхода дешифратора 9 выделяется сигнал на первый вход регистра 7 сдвига.

Так как регистр 7 сдвига был до этого переведен импульсом сброса с второго генератора S тактовых импульсов в исходное состояние, т,е. подготовлен к рабо,е первый разряд регистра 7 сдвига (записана в нем единица ),,то сигнал с первого выхода дешифратора 9 осуществляет перезапись единицы во второй разряд, подготавливает его к работе и одновременно с первого выхода регистра 7 сдвига выдается сигнал на один из первых входов блока 13..

Дешифратор 10 выполнен таким образом, что с его выходов снимаются импульсы с определенными частотами ° ° y Рк соответственно Для по лучения частот F, F,...,,Рк используется метод дешифрирования информационного состояния счетчика с произвольно выбираемым коэффициентом пересчета М„ (фиг.4 l.

Через блок 13 элементов И по его второму входу, так как на первый вход подается сигнал с первого выхода регистра 7 сдвига, импульсы с частотой Fä с первого выхода дешифратора 10 начинают поступать на счетный вход счетчика 8 импульсов. Причем частота F на первом выходе дешифратора 10 задается таким образом, чтобы число импульсов, записанных в счетчике 8 импульсов, было бы равно п„ в момент достижения в счетчике 6 импулвсов числа импульсов, равного 11 за фиксированное время Тб, где h — число импульсов коррекции, на которое теоретическая характеристика отличается от реальной характеристики в момент достижения в счетчике 6 импульсов и (фиг.2).

Импульс считывания сброса, подаваемый с второго выхода генератора 5 тактовых импульсов через фиксированное время Т (фиг.2), воэвраmàeò R6 -триггер в нулевое состояние, этот же импульс подает команду на считывание информации со счетчиков с частотой F начинают поступать через него с второго выхода дешифратора 10 на счетный вход счетчика 8 импульсов, Частота на втором выходе дешифратора 10 дадается таким образом, чтобы число импульсов, записанных в счетчике 8, было равно 1,П„ + h>) в момент достижения в счетчике б импульсов числа К эа фиксированное время

Т> где (Ф„+ л ) — число импульсов поправки после двух. шагов коррекции, на которое теоретическая характери"тика отличается от реальной характеристики в момент достижения в счетчике б импульсов числа,й за фиксированное время Т . Таким образом, Р> задается в зависимости от и „ где — число импульсов второго шага коррекции, Б результате этого количество импульсов, которое будет записано в сумматоре 11 при считывании счетчиков 6 и 8 импульсов и при 4 = fравно:ф + в„ + 6"), что;соответствует теоретической характеристике.

Далее при частотах Х Е .,,. ° ° °, работа преобразователя аналогич- на описанной.

Таким образом, откорректированная характеристика 1 угол — частота прак- тически совпадает с линейной теоретйческой характеристикой, что обуслав- ливает повышение точности преобраЭ 1125641

6 и 8 импульсов и сброс (обнуление) их в нулевое состояние, а также сбра" сывает в исходное состояние регистр

7 сдвига, подготавливая к работе его йервый разряд. Полученная ин- 5 формация со счетчиков 6 и 8 в параллельном коде подается на входы сумматора 1. В результате этого количество имйульсов, которое было записано B сумматоре 11, при считывании счетчиков 6 и 9 и при f = f равно (Ì + п„: ), что соответствует теоретической характеристике датчика 1 угол -- частота.

Прй частоте импульсов на выходе датчика 1 угол — частота > Х .; riK и достижении в счетчике б ймпульсов числа Й, где N - число, соответствующее второй точке перегиба реальной характеристики датчика I угол — N частота (фиг ° 2, с второго выхода дешифратора 9 выдается сигнал на второй вход регистра 7 сдвига. Так как второй разряд регистра 7 сдвига был до этого подготовлен к работе импульсом с первого выхода дешифратора 9, то сигнал с второго выхода дешифратора 9 осуществляет перезапись единицы в третий разряд регистра 7 подготавливая его к работе, и одновременно с второго выхода регистра 7 .выдается сигнал на очередной вход блока 13 (один вход элемента И блока 13 }. По .очередному второму входу блока 13 (другой вход второго элемента И блока 13 )импульсы зователя, Аа.3

llAw.

Я!РЧ 4

И!+А

+Лк

Фк+ Ф

fir

fz

И Ф. 2

О

@Юьмб

Л/к+ ф

lyN е

Nz ию

Т М 2 9Z

Ук к+1

ИФ аризобанрака ерисВвиады разрядоб счетчика импцпьсаб б

Фиг. У дьийды разрл8а3 тещ ста импульсад Б

Составитель А.Сидоренко

Редактор A.ØHøêèíà Техред И,Асталош Корректор О,Билак

Заказ 8543/38 Тираж 568 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР о делам изобретений и открытий

11303б, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент". г,ужгород, ул.Проектная, 4