Преобразователь угол-код

Авторы патента:

G08C9 - Системы для передачи измеряемых переменных величин, управляющих или подобных сигналов (пневмогидравлические передающие системы F15B; чувствительные элементы для определенных физических переменных см. в соответствующих подклассах, например классов G01,H01; индикаторные или регистрирующие устройства см. в соответствующих подклассах, например G01D,G09F; механические средства для преобразования выходного сигнала чувствительного элемента в различные переменные величины G01D 5/00; мостовые схемы с автоматической балансировкой G01R; управление положением вообще G05D 3/00; механические системы управления G05G; системы для передачи только сигналов "включено-выключено", системы для передачи сигналов тревоги G08B;

1ОП И АНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик (») 447735

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (б1) Зависимое от авт. свидетельства вЂ” . (22) Заявлено 21.02.73 (21) 1885221/18-24 с присоединением заявки № (32)Приоритет

Государственный комитет

Совотв Министров СССР оо делам иэооретоний и открытий (Я) УДК 681.325 (088,8) Опубликовано 25.10.74 Бюллетень № 39

Дата опубликования описания 30.07.75 (72) Авторы изобретения

В. Г. Домрачев и Н. И. Куренков (71) Заявитель

{54) т1РЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГОЛ»КОД! пения схемы «И«э «HJIH НЕ Tåð î резисторы и источник постоянного напряжения смещения, причем дорожка (t3, -1) разряда размещена между дорожками более старших разрядов. Второй полюс дополнительных считывающих элементов выполнен общим, расположен относительно дорожки тт -го разряда и имеет длину, кратную дли. не кванта тт --го разряда, Дополнительные считывающие элементы объединены в две группы, первые полюсы дополнительных считывающих элементов первой и второй групп смещены относительно И -го считывающего элемента на целое число квантов

tL --го разряда и относительно друг друга на половину кванта (тт -1 ) разряда. Маг» нитодиоды дополничельных считывающих элементов каждой группы соединены последовательно друг с другом, с резистором и терморезистором и подключены к источы ку постоянного напряжения смещения. Выхо ды первого и второго считываюпптх элемен тов { 6 -1) разряда подключены к входам первой схемы «ИЛИ"„выход которой через первую схему НЕ" соединен с вторыми

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для ввода угловой информации в вычислительные устройства.

Известны преобразователи угол-код, содержащие кодирующее устройство с дорожками, относительно которых размещены в соответствии с V -кодом считываюшие элементы тт разрядов н дополнительные считьтвающие элементы, расположенные отно )0 сительно (тт -1) разряда.

Наличие скин-эффекта в кодируюшем устройстве снижает точность преобразования. 11рименение магнитодиодов позволяет практически устранить влияние скин-эффек- ц та однако требует изготовления кодирующего устройства с MBJIbIM шагом кванчования. Это затрудняет изготовление преобра зователя угол-код и не позволяет получить высокой точности. 20

Uemь изобретения - повышение точности работы преобразователя угол-код. Для этого в известное устройство введены генератор импульсов, делитель частоты, генератор пилообразного наЪряжения, схемы срав- 25 (51) М, Кл. С 08соо/6

3 4477 входами первой и второи схеМ И и непо средственно вЂ” с вторыми входами третьей и четвертой схем "И . Вьиод считывающего элемента разряда подключен к первым входам первой и четвертой схем И через вторую схему "HE» вЂ” к первым входам второй и третьей схем И» выходы первой и второй схем И подключены к входам второй схемы ИЛИ, выход которой соединен с первым входом пятой схемы И, подклю- ц ченной вторым входом к выходу вентиля и выходом - к входу сложения счетчика. Выходы третьей и четвертой схем «И" подклю чены к входам третьей схемы «ИЛИ", выход которой соединен с первым входом ше- »к стой схемы »И, второй вход которой подключен к выходу вентиля, а выход вЂ” к вхо ду вычитания счетчика; выходы второй и третьей, а также первой и четвертой схем

И соответственно цод ицочены к вторым, @ входам четвертой и пятой схем ИЛИ, выходы которых соединены с первыми входами соответственно седьмой и восьмой схем "И, вторые входы которых подключены соответ» ственно к точкам соединения магнитодио- 25 дов и резисторов в каждой группе допог нительных считывающих элементов, а выходы - к входам шестой cxBMbl «ИЛИ", вы ход которой соединен с входом схемы сравнения. Выход генератора импульсов подклкц430 чен к первому входу десятой схемы "И" и через делитель частоты,- к входу генератора пилообразного напряжения и к перво му входу триггера, выход которого соединен со вторым входом девятой схемы "И", 35 а второй вход подключен к выходу схемы сравнения, второй вход которой соединен с . выходом генератора пилообразного напряжения.

На фиг, 1 показано устройство допоп- 40

: нительных считывающих элементов; на фиг. 2изменение сигнала на их выходе, на фиг,3- характеристика магнитодиода; на фиг. 4 функциональная схема предлагаемого преобразователя угол-код. 4б

Кодирующее устройство 1 преобразова:теля угол-код содержит П дорожек, относительно которых расположены считывающие элементы 2 соответственно с V-кодом, От-, » носительно дорожек 3»» разряда и 4 (В-1) разряда, которые находятся между дорожками более старших разрядов, размещены дополнительные считывающие эпементы 5

°,и 6. Каждый из них содержит первый по- »»б люс 7, магнитодиод 8, постоянный магнит

9 и общий полюс 10, имеющий длину, spa ную длине кйанта»» разряда, и расположенный относительно дорожки 5 разряда.

° Это полюс является общим для всех дополнительных считываюших элементов 5 и 6. Последние объединены в две группы.

Первые полюсы 7 в каждой группе одинаково ориентированы относительно кодового рисунка дорожки 4. Их число может быть любым и определяется из условия усреднения результата их взаимодействия с дорожкой. В описываемом варианте устрой-. ства (см. фиг. 1),каждая группа содержит два диаметрально расположенных дополни« тельных считывающих элемента 5 или 6.

При этом обе пары полюсов 7 элементов

5 и 6 сдвинуты на целое ascao квантов

5 разряда относительно считывающего эле-:, мента д разряда и друг относительно друга на половину кванта (tL -1) разряда.

Магнитодиоды 8 дополнительных считы-, вающих элементов одной группы включены согласно и последоватепьно (см. фиг. 4) с резистором 11> терморсзистором 12 и общим для обеих, цепей источником 13 пр стоянного напряжения смещения. Характеристика терморезистрра выбрана такой, чтобы компенсировать изменения характеристики магнитодиода и величины воздушного зазора при изменении окружающей температмэы. I

Выходы первого 14 и второго 15 считывающих элементов (В -1) разряда подключены к;входам схемы "ИЛИ." 16, выход которой через схему "НЕ" 17 соединен со вторыми входами схем "И" 18; и 19 и непосредственно - с вторыми входами схем

"И 20 и 21. Выход считывающего элемен-; та 22 ц разряда . подключен. к первым входам схем «И" 18 и 21 и через схему

"НЕ" 23 - к первым входам схем "И 19 и 20.

Выход схем "И» 18 и 19 соединен t c входами схемы "ИЛИ" 24, выход которой подключен к первому входу схемы И" 25, Выходы схем "И» 20 и 21 соединены с входами схемы "ИЛИ 26, которая под1 ключена своим; выходом с первым входом

27 схемы И" 28. Схемы "И" 25 и 28 включены между выходом вентиля 29 и соответственно входами сложения и вычитания счетчика 30. Вход вентиля 29 соединен с генератором импульсов 31, к выходу которого через делитель частоты 32 так же подключены вход генератора 33 пилооб разного напряжения и второй вход триггера:

34, Второй выход последнего соединен со вторым входом вентиля 29, а первый его вход подключен к выходу схемы сравнения

35 первый вход которой соединен с генератором пилообразного напряжения.

Выходы схем И 18 и 21 по»включены к входам схемы «ИЛИ» 36, выход которой

5 44773 соединен с первым входом схемы "И» 37, второй вход которой подключен к точке, соединяющей магнитодиод 8 и резистор 11.:

Аналогично выходы схем»И 19 и 2О подключены к входам схемы «ИЛИ" 38, а ее выход соединен с первым входом схемы

«И» 39, которая вторым входом подключена к точке, соединяющей магнитодиод 8 и резистор 11 второй группы дополнительных считывающих элементов. Выходы схем»ИЛИ р

37 и 39 соединены со входами схемы»ИЛИ"

40 выход которой подключен к второму входу схемы сравнения 35, Преобразователь угсц -код функционирует следующим образом. В зависимости от по- у ложения кодируюшего устройства 1 с по мощью считывающих элементов 2, расположенных по Ч -развертке, формируется, IIразрядный натуральный двоичный код. С целью повышения точности преобразования 2р каждый квант р разряда квантуется на 2 угловых отрезка, где t7L вЂ” число дополни тельных разрядов, обычно равное 3»»5. Заметим, что кодовые границы tt, дорожки должны быть нанесены с точностью, соот- 25 ветствующей общему числу разрядов. (В+Ф).

Точность нанесения кодовых границ других дорожек ниже в соответствии с условиями 7 -кода.

Указанное расположение первых полюсов ЗО

7 дополнительных считывающих элементов

5 и 6 относительно дорожки 4 обеспечивает нри изменении углового положения кодь руюшего устройства l такое изменениеиндукции в магнитодиодах, при котором паде- З5 ние напряжения ка них изменяется в соответствии с приведенными кривыми на фиг. 2.

Их форма объясняется близким к синусоидальному законом изменения магнитного сопротивления воздушного зазора между 40 полюсом 7 и дорожкой 4, а также возмож» постыл подучить практически линейную зависимость (.) (В), где В вЂ” магнитная индукция в зазоре, при ее изменении в зна- 45 чительных пределах (cM. фиг. 3). С целью привязки кривых Q (х) вЂ” к кодовому ри. сунку и устранения влияния ненулевого значения магнитной индукции в зазоре, введено смещение () (см. фиг, 4), смеш.

Отсюда каждому кванту и, разряда соответствует практически линейный участок кривых U (X) (см. фиг. 2). Логическая схема (см. фиг. 4) осуществляет преобразование Ug (х) в m разрядный код и его привязку к 11 разрядному коду.

В зависимости от кода, снимаемого со считывающих элементов 22, 14 и 15, оп, 60

5 6 ределяется как номер -функционирующей в данном случае группы дополнительных считывающих элементов 5 или 6, так и отрезок кривой 09 (х) возрастающий или убывающий, который соответствует текущему угловому положению rl, кодирующего устройства 1.

Если угловая координата кодируюшего устройства соответствует а (см. фиг. 2),,то код (П, -1) и П разрядов - 00. Поэтому появляются сигналы на выходе с ;ем "

НЕ" 23 и 17, в результате чего фофмйруется выходной сигнал схемы И 19, который проходит через схему "ИЛИ» 24 и подключает выход вентиля 29 к входу суммирования счетчика 30. Одновременно, в результате срабатывания схемы «И 39 подается сигнал Ug I от первой группы дополнительных считывающих элементов через схему "ИЛИ 40 на второй вход схемы сравнения 35. В последней осушествляется сравнение сигнала О Т с сигналом от генератора пилообразного напряжения

38. При равенстве сравниваемых напряжений код счетчика 30 соответствует дополнительному rg разрядному коду.

Когда угловая координата кодируюшего устройства равна а, что соответствует коду 01, появляется сигнал на выходе схе мы "И" 18 и соответственно на выходах схем «ИЛИ» 24 и 36. При этом, счетчик

30 также работает на суммирование, а на второй вход схемы сравнения 35 посредств вом схем «И 37 и ИЛИ 40 подается сигнал Ug II от второй группы дополни тельных считывающих элементов. Аналогично предыдущему случаю к И разрядно му коду добавляется N, разрядный код.

Для угловой координаты кодируюшего устройства 1 а имеем код 10. В этом случае появляется сигнал на выходе схемы И 20, чему соответствует сигнал

О T на выходе схемы сравнения 35. При этом работает схема,"ИЛИ" 26 и схема

«И» 28, в результате чего счетчик 0 работает на вычитание. Необходимо отметить, что в счетчик перед каждым измерением должно записываться число, соответствующее коду tt разряда, а его полная емкость должна быть в два раза большей.

Наконец, для угловой координаты а4 имеем код 11, прн котором появляется сигнал на выходе схемы И" 21. На вход схемы сравнения 35 подается сигнал Ugll, а счетчик 30 работает на вычитание.

Предмет изобретения

Преобразователь угол-код, содержащий кодируюшее устройство с дорожками, относительно которых размещены в соответст447735 вии с7кодом считывающие элементы g раз рядов, триггер, реверсивный счетчик резисторы и дополнительные считывающие элементы, магнитопровод каждого из которых состоит из постоянного магнита, магнитодиода и двух полюсов, первый из которых расположен относительно дорожки (-1) разряда, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения точности работы устройства, в него введены генератор импульсов, делитель частоты, генератор пилообразного напряжения, схемы сравнения, схемы «И», «ИЛИ», «НЕ", терморезисторы и источник постоянного напряжения смеше-, ния, причем дорожка (tl, -1) разряда размешена между дорожками более старших

1 . разрядов, второй полюс дополнительных считывающих элементов выполнен общим, расположен относительно дорожки В -ro

1разряда, и имеет длину, кратную длине кванта tL --го разряда, дополнительные, считывающие элементы объединены в две группы, первые полюсы дополнительных считывающих элементов первой и второй группы смещены относительно и, -ro считывающего элемента на целое число кван,тов В -го разряда и относительно друг друга на половину кванта (ф -1) разряда, магнитодиоды дополнительных считывающих элементов. каждой группы соединены последовательно друг с другом, с резистором и терморезистором и подключены к источнику постоянного напряжения смещения, выходы первого н второго считывающих элементов (t1 -1) разряда подключены к входам первой схемы "ИЛИ», выход которой через первую схему "НЕ» соединен со вторыми входами первой и второй схем»И" и непосредственно - со вторыми входами третьей и четвертой схем И", выход считывающего элемента П, разряда подключен к первым,вхо ат . первой и четвертой схем И и через вторую схему НЕ» - к первым вхо дам второй и третьей схем И, выходы первой и второй схем И подключены к входам второй схемы ИЛИ, выход котс, рой соединен с первым входом пятой схе1О: мы «И», подключенной вторым входом к выходу вентиля и выходом вЂ” к входу сложения счетчика, выходы третьей и четвертой схем «И" подключены g входам третьей схемы ИЛИ, выход которой соединен с

15 первым входом шестой схемы И», второй вход которой подключен к выходу вентиля, а выход - к входу вычитания счетчика, выходы второй и третьей, а также первой и четвертой схем И", соответственно, подЩ ключены ко вторым входам четвертой и

Йятой схем «ИЛИ", выходы которых соеди,нены с первыми входами соответственно седьмой и восьмой схем «И", вторые входы которых подключены к точкам соедине-:

25 ния магнитодиодов и резисторов в каждой группе дополнительных считывающих элементов, а выходы вЂ” к входам шестой схемы ИЛИ, выход которой соединен с входом схемы сравнения, выход генератора

ЗО импульсов подключен к первому входу де вятой схемы и через делитель частотык входу генератора пилообразного напряжения и к первому входу триггера, выход

I которого соединен со вторым входом деЗб вятой схемы И", а второй вход подключен к выходу схемы сравнения, второй вход которой соединен с выходом генератора пи.лообразного напряжения.