Преобразователь угла поворота вала в код

 

ЕАТЕ1: .. би ив . .: Г

ОП И

ИЗОБРЕТЕНИЯ (i>) 523435

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 02.07.75 (21) 2151081/24 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.07.76. Бюллетень ¹ 28

Дата опубликования описания 01.10.76 (51) М. Кл 2 G 08С 9/04

Государственный комитет

Совета Министров СССР, по делам изобретений и открытий (53) УДК 681.325(088.8) (72) Авторы изобретения

Е. А. Буланов и Б. М. Аршава (71) Заявитель

Специальное конструкторское бюро ордена Трудового Красного Знамени института кристаллографии им. А. В. Шубникова (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано для высокоточного измерения угловых перемещений, а также в системах числового программного управления перемещением объекта.

Известен преобразователь угла поворота в цифровой код, содержащий фазовый датчик угла, соединенный с нуль-органами, один из которых подключен к первому триггеру непосредственно, а другой — через первый вентиль, к другому входу которого подсоединен второй триггер, выход первого триггера соединен с вторым вентилем, на второй вход которого подключен генератор счетных импульсов, а выход связан со счетчиком (1).

Недостатком такого преобразователя является необходимость применения высокостабильного генератора счетных импульсов.

Для исключения ошибки за счет изменения частоты генератора счетных импульсов известны преобразователи угла поворота вала в цифровой код, B,êîòoðûõ временной фазовый сдвиг вычисляется как часть полного периода изменения фазы.

Такие преобразователи содержат фазовый датчик угла, моменты перехода напряжений опорного и с датчика через нуль фиксируются нуль-органами, импульсы с их выходов подаются соответственно на формирователи строб-импульса числителя и знаменателя, которые через соответствующие вентили соединены со счетчиками числителя и знаменателя.

Генератор счетных импульсов подключен к вентилям.

Коды с выхода счетчика поступают в вычислительное устройство, которое делит код первого счетчика на код второго счетчика.

Этим самым измеряемый фазовый сдвиг вы10 ражается в долях периода и изменение частоты счетных импульсов не сказывается на результате. Однако такие преобразователи очень громоздки (2).

Наиболее близким техническим рсшением к данному является преобразователь угла поворота вала в цифровой код, содержащий генератор опорного напряжения, датчик угла, фазорасщепитель, делитель частоты и счетчик (3).

В этом преобразователе генератор счетных импульсов выдает импульсы на делитель частоты, его выходное напряжение подается на фазорасщепитель, с выхода которого снима2-. 4-.

25 ется напряжение со сдвигом О,—, — . Полу3 3 ченное трехфазное синусоидальное напряжение питает датчик угла. Затем фиксируется момент перехода через нуль выходного напряЗ0 жения с датчика, для чего преобразователь

523435

50 содержит нуль-орган, вырабатывается прямоугольный импульс, который формируется формирователем в код, а его числовое значение фиксируется счетчиком.

Недостаток такого преобразователя — наличие существенной погрешности, вызванной шумами на выходе датчика угла.

Цель изобретения — повышение точности преобразователя угла поворота вала в код.

Это достигается тем, что в преобразователь введены преобразователь фазы в унитарный код и блок логического сложения, генератор опорного напряжения подключен к датчику угла и к первым входам преобразователя фазы в унитарный код, к вторым входам которого через фазорасщепитель подсоединен выход датчика угла, а выход преобразователя фазы в унитарный код через последовательно соединенные блок логического сложения и делитель частоты — к счетчику импульсов.

Использование многоканального преобразователя фазы в унитарный код позволяет повысить точность преобразователя угла поворота вала в код за счет усреднения нескольких измерений за период опорного напряжения при том же быстродействии, что и у известного преобразователя.

Структурная схема предложенного преобразователя угла поворота вала в код приведена на чертеже.

Она содержит генератор 1 опорного напряжения, датчик 2 угла, например фазовращатель, фазорасщепитель 3, преобразователь 4 фазы в унитарный код, блок 5 логического сложения, делитель 6 частоты, счетчик 7 импульсов. Выход генератора 1 опорного напряжения подсоединен к фазовому датчику 2 угла, выход датчика — через фазорасщепитель

3 — к преобразователю 4 фазы в унитарный код, который вторыми входами связан с генератором 1 опорного напряжения, а выходами через блок 5 логического сложения и делитель

6 частоты подключен к счетчику 7 импульсов.

Преобразователь работает следующим образом.

С генератора 1 опорного напряжения сигналы вида

U,(t) = U,„s1ï (et+ и где i — номер фазы;

n — число фаз; а — круговая опорная частота, поступают на вход фазового датчика 2 угла и на вторые входы преобразователя 4 фазы в унитарный код. С выхода фазорасщепителя 3 снимаются сигналы вида

U,(t),„„= U sin u>t+ +8 и где Π— входное угловое перемешение.

Преобразователь 4 фазы в унитарный код имеет и однотипных каналов преобразования.

С выходов преобразователя фазы в унитарный код и последовательностей импульсов объединяются блоком 5 логического сложения и через делитель 6 частоты в и раз подаются на счетчик 7 импульсов, который преобразует унитарный код в параллельный двоичный.

Применение и-канального преобразователя фазы в унитарный код позволяет значительно увеличить точность всего преобразователя угла поворота вала в код за счет усреднения и результатов измерения при том же быстродействии, как и у прототипа.

Формула изобретения

Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий генератор опорного напряжения, датчик угла, фазорасщепитель, делитель частоты и счетчик импульсов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в него введены преобразователь фазы в унитарный код и блок логического сложения, генератор опорного напряжения подключен к датчику угла и к первым входам преобразователя фазы в унитарный код, к вторым входам которого через фазорасщепитель подключен выход датчика угла, выход преобразователя фазы в унитарный код через последовательно соединенные блок логического сложения и делитель частоты подключен к счетчику импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе, 1, 2, 3. Преснухин Л. Н. и др. Муаровые растровые датчики положения и их применения.

М. Машиностроение. 1969 г., стр. 132 — 133;

134; 134 — 135.

523435

Составитель И. Назаркина

Техред М. Семенов

Корректор Е. Рожкова

Редактор И. Грузова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2051/14 Изд. Мв 1564 Тираж 882 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий! 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5