Преобразователь угла поворота вала в код

 

Изобретение относится к элементам системы автоматического регулирования и контроля и может быть использовано в качестве дискретного датчика угла, например, в системах числового программного управления роботами, станками и другими объектами . Целью изобретения является повышение точности преобразователя за счет уменьшения погрешности кван00 05

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1

Д1) 4 H 03 M 1/22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

KF "

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, "

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Млр. (21) 4101949/24-24 (22) 20.05.86 (46) 23.1,2.87. Бюл. ¹ 47 (72) Е.Г. Афанасьев, В.Г.Воржев, 3.Е.Гошко и Н.С.Лысков (53) 681.325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 1130892, кл. Н 03 М 1/24, 1984.

Авторское свидетельство СССР

467386, кл. Н 03 M 1/64, 1973.

Авторское свидетельство СССР

В 1113828, кл. Н 03 М 1/22, 1983. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА

ВАЛА В КОД (57) Изобретение относится к элементам системы автоматического регулирования и контроля и может быть использовано в качестве дискретного датчика угла, например, в системах числового программного управления роботами, станками и другими объектами. Целью изобретения является повышение точности преобразователя за счет уменьшения погрешности кван1361711 тования по положению. Цель достигается тем, что в преобразователь, содержащий генератор 1, счетный триггер 2, элементы И 3 и 4, реверсивный счетчик 5, регистр 6, дешифратор

7, датчик 8, компаратор 9, элемент

18 задержки, введены одновибраторы

10-12, элементы И 13 и 14, элементы

ИЛИ 15 и 16, RS-триггер. Появление сигнала на выходе датчика 8 фиксируется компаратором 9. По срабатыванию компаратора 9 фиксируется код счетчика 5 в выходном регистре 6, а через элемент 18 задержки и счетный триг1 гер 2 реверсируется работа счетчика

5. В преобразователе появилась возможность выделить угловое положение ротора датчика 8, в котором роторная обкладка 20 находится между статорными обкладками 19, т.е. когда компаратор 9 срабатывает при возбуждении двух соседних статорных обкладок 19.

При этом обеспечивается срабатывание

RS-триггера 17, а также считывание соответствующего кода в выходной регистр 6 со счетчика 5 незави— симо от направления счета.

2 ил.

Изобретение относится к элементам систем автоматического регулирования и контроля и может быть использовано в качестве дискретного датчика угла, например, в системах числового прог- б раммМого управления роботами, станками и другими объектами.

Цель изобретения — повышение точности за счет уменьшения погрешности квантования по положению.

На фиг.l изображена схема преобразователя угла поворота вала в код; на фиг.2 — временная диаграмма напряжений в наиболее существенных узлах преобразователя.

Преобразователь угла поворота вала в код содержит генератор 1 импульсов, счетный триггер 2, элементы

И 3 и 4, реверсивный счетчик 5, регистр 6, дешифратор 7, датчик 8 (угла поворота), компаратор 9, одновиб.раторы 10-12, элементы И 13 и 14, элементы ИЛИ 15 и 16, RS-триггер 17, элемент 18 задержки ° Датчик 8 содержит статорные обкладки 19 в виде уз25 ких проводников, параллельных оси датчика 8, количество которых соответствует диапазону преобразования преобразователя, роторную обкладку

20, параллельную статорным, узел 21 съема сигнала с роторной обкладкой

20, например, емкостного типа.

Преобразователь угла поворота вала в код работает следующим образом.

Импульсы U, (фиг.2а) от генератора 1 через один из элементов И 3 или

4 в зависимости от состояния счетного триггера 2 поступают на один из входов, например суммирующий, счетчика 5, состояние которого, а следовательно, и выходов дешифратора 7 изменяется. При этом поочередно подается напряжение на статорные обкладки 19 датчика 8. При изменении напряжения на статорной обкладке 19, ближайшей к роторной обкладке 20, на последней вследствие наличия емкостной связи наводится напряжение, достаточное для срабатывания компаратора 9, на который оно поступает через узел 21 съема сигнала.

Порог срабатывания компаратора 9 выбирается таким, что, если роторная !

:обкладка 20 находится под одной из статорных обкладок 19, компаратор 9 ,,срабатывает на время поступления напряжения только на эту статорную обкладку 19, если же роторная обкладка

20 находится между статорными обкладками 19, компаратор 9 срабатывает на время подачи напряжения на обе ближайшие к роторной 20 статорные обкладки 19., т.е. сигнал U> (фиг.2в) на выходе компаратора 9 будет вдвое длиннее.

По переднему фронту импульса компаратора U> одновибратор 10 формирует короткий импульс цд (фиг.2r), ко- торым производится сброс RS-триггера

1361711

Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий генератор импульсов, выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И, выходы которых соедине4о ны соответственно с суммирующим и вычитающим входами реверсивного счетчика, выходы которого соединены с информационными входами регистра и с входами дешифратора, выходы которо4 го соединены с входами датчика, выход которого соединен с входом компаратора, элемент задержки, выход которого соединен с входом счетного триггера, первый и второй выходы которого соединены с вторыми входами соответственно первого и второго элементов И, о т л и ч а ю щ и и — . с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены первый, второй

,и третий одновибраторы, третий и четвертый элементы И, первый и второй элементы ИЛИ RS-триггер, выход компаратора соединен с первыми входами третьего элемента И и первого элемен-

17. Под действием этого же сигнала на выходе второго элемента ИЛИ 16 вырабатывается сигнал U (фиг.2ж), который производит запись в регистр

6 кода счетчика 5, соответствующего старшим разрядам выходного кода преобразователя. Одновременно запускается и одновибратор ll, формирующий импульс 0 (фиг.2д), длительность которого несколько больше периода сигналов U< генератора 1.

По заднему фронту импульса U за5 пускается одновибратор 12, формирующий короткий импульс U< (фиг.2е), который дальше не проходит, так как закрыт элемент И 13. На время срабатывания компаратора 9 и одновибратора 11 на выходе элемента ИЛИ 15 формируется импульс U (фиг.2и) запрета считывания кода с преобразователя, запускающий элемент 18 задержки и поступающий на выход преобразователя. Рассмотренные процессы происходят при появлении на выходе компаратора 9 импульса U> независимо от длительности последнего.

Если импульс U формируется коротким, состояние RS-триггера 17 после сброса импульсом U4 не изменяется (левая .часть диаграммы, фиг.2) и младший разряд выходного кода преобразователя будет представлен логическим "0".

Через некоторое время, определяемое переходными процессами в элементах, формируется сигнал Uù (фиг.2к) на выходе элемента 18 задержки, который переводит счетный триггер 2 в другое состояние. Производится реверсирование счетчика 5 и через некоторое время, близкое к времени задержки, вновь происходит срабатывание компаратора 9 и весь цикл повторяется.

Если с выхода компаратора 9 появится импульс Ug увеличенной длительности (средняя часть диаграммы, фиг.2), произойдет следующее.

Поскольку во время появления на выходе одновибратора 12 импульса U импульс U на выходе компаратора 9 еще не кончился, на выходе элемента

И 13 также появляется короткий импульс. Этот импульс устанавливает выход RS-триггера 17, т.е. младший разряд выхода преобразователя, в состояние логической "1", а при работе счетчика 5 на вычитание, т.е. когда сигнал U1 (фиг.2б) соответствует логической "1", поступает через элементы И 14 и ИЛИ 16 на управляющий вход регистра 6 и осуществляет повторную запись в него на единицу меньшего кода со счетчика 5. Это обеспечивает формирование одинакового кода на выходе преобразователя независимо от направления счета счетчика 5, т.е„ от последовательности возбуждения статорных обкладок 19.

Таким образом, в преобразователе угла. поворота вала в код погрешность квантования по положению равна половине расстояния между центрами соседних статорных обкладок 19, т.е. в два раза меньше, чем у известного устройства. Это позволяет без увеличения разрядности счетчика 5 и дешифратора 7 и количества статорных обкладок 19 датчика 8 увеличить разрядность преобразователя за счет добавления младшего разряда, формируемо2б го RS-триггером 17. Крбме того, в

" преобразователе по сравнению с известным устройством отсутствует неоднозначность формируемого кода для разных направлений счета в счетчике

Зо 5 при положении роторной обкладки 20 между двумя статорными обкладками 19. формулаизобретения

1361711 та ИЛИ и с входами первого и второго одновибраторов, выход которого соединен с вторым входом первого элемента

ИЛИ и с входом третьего одновибратора, выход которого соединен с вторым входом третьего элемента И, выход которого соединен с S-входом RS-триггера и с первым входом четвертого элемента И, второй вход которого подклюсуммир 4вие

1ичяпаное

8) uq

Д и9 ф 06 а

j) щ 9

Составитель E.Áóäàðèíà

Техред М.Дидык Корректор И.Муска

Редактор П.Гереши

Заказ 6303/56

Тираж 900 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Cywupukeue

4 «tJUUl

6) Qg

Ф чен к второму выходу счетного триггера, а выход соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с управляющим входом регистра, а второй вход с R-ходом RS-триггера и с выходом первого одновибратора, выход первого элемента ИЛИ соединен с входом элемента за

10 держки.