Преобразователь угла поворота вала в код

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид ву (22) Заявлеио26.05,75 (25) 2138782/24 с присоединением заявки №

Союз Советскнн

Соцналнстнческнн

Реслублнк (») 543970 (51) М. Кл.т

Cr 08 С О/06

Государственный накнтет

Свввтв Мнннетрав СССР нв делан нзобретеннй н итнрытнй (23) Приоритет (43) Опубликовано25.01 ° 77.Бюллетень № 3 (45) Дата опубликования описания21.03,78 (53) УДК 681.325 (088.8) (72) Авторы изобретения

Б.А. Казаков, И.С, Суров, Б,Г, Лобанов, H.Ê. Михеенков и Б,Ц. Яхипевич (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД

Изобретение относится к области автоматики и вычислитепьной техники и может быть использовано дпя связи аналоговых источников информации с цифровым устройством. 5

Известны преобразователи угла поворота вала в кои, содержащие укрепленный на входном валу диск с кодовой маской и неподвижную систему считывания (1). Недостатком таких преобразователей являются не- щ высокие разрешающая способность и точность, вызванные технологическими погрешностями изготовления, Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является преобразо 15 ватель угла поворота вала в код, содержащий кодовый диск, кинематически соединен.ный с двигателем, неподвижные считывающие элементы, укрепленный на входном вач лу подвижный считывакнций элемент, подклю-2О ченный к управляющему входу блока вентилей, к одному входу блока коррекции, нупе вому входу счетчика и первому входу блока управления счетом, выход первого неподвижного считывающего элемента подключен к входу 5 управляемого генератора импульсов, выход которого подключен к второму входу блока управления счетом, один выход блока коррекции подключен к единичному входу сч гчика, а другой — к третьему входу блока управл ния счетом, выход которого соединен со счетным входом счетчика, выходы счетчика через блок вентилей подключены к выходно> му регистру P2)„

Недостатком такого преобразователя является низкое быстродействие. Полный ход угла формируется один раз за оборот кодового диска.

Келью изобретения является повышение быстродействия преобразователя.

Поставленная, цель достигается тем, что в преобразователь угла поворота вала в код введены дополнительный считывающий элемент, укрепленный на входном валу, счетчик прямого счета, счетчик обратного счета и сумматор, счетный вход счетчика обратного счета соединен с выходом подвижного считывающего элемента, а нулевойс выходом дополнительного считывающего элемента, счетный вход счетчика прямого

543970 счета соединен с другим выходом блока кофрекции, а нулевой — с выходом второго неподвижного считывающего элемента, выход переполнения счетчика и выходы разрядов счетчиков прямого и обратного счета череа сумматор подключены к блоку вентилей, а выход первого неподвижного считывающего элемента подключен к другому входу блокв коррекции.

На чертеже представлена структурная ро схема преобразователя угпв поворота вела, в код.

Преобразователь содержит кодовый диск

1 с нанесенными на его поверхность рвди альными штрихами 2 и нулевым штрихом 1к

3, двигатель 4, входной ввл 5, на которой укреплены считывающие элементы 6 и 7, неподвижные считывающие элементы 8 и

9. Считывающий элемент 6 подключен к счетному входу счетчика 10 обратного счев- щ та, управляющему входу блока 11 вентиле И, блоку 12 коррекции, блоку 1 3 управления сче том и нулевому входу счетчика 1 4. Считывающий элемент 7 подключен к нулевому входу счетчика 10 обратного счета. Считыввкиций элементй5

8 подключен к блоку коррекции 12 и к управляющему входу генератора 15 импульсов, выход которого соединен с входом блока

13 управления счетом. Считывающий эле, мент 9 подключен к нулевому входу счет- ЭО чика 16 прчмого счета. Один выход блока

12 коррекции подключен к единичному вхо4ду счетчика 14, а другой — к счетному axbду счетчика 16 прямого счете и к блоку

13 управления счетом, выход которого под» у ключен к счетному входу счетчика 14. Выход переполнения счетчике 14 и выходы разрядов счетчиков 10 и 16 через сумматор 17 подключены к блоку 11 вентилей, выходы которого подключены к выходному р регистру 18, Блок 12 коррекции состоит из элемента

19 сдвига, элемента И 20, триггера 21 со счетным входом и формирователи 22 импуль-ц са коррекции. Один вход элемента 19. сдвига соединен с выходом считывающего элемента 8, управляющий вход - с выходом триггера 21, а выход подключен к блоку

13 управления счетом и к одному входу щ элемента И 20, другой вход которого соединен с выходом считывающего элемента

6 и входом формирователя 22 импульса, авыход подключен к счетному входу тригге ра 21. Выход триггера 21 подключен к ув- 5g равляющему входу формирователя 22, выхоп которого соединен с единичным входом сче»чика 14, Управляемый генератор 15 импуль, соа работает в режиме умножителя частоты с выхода считывающего элемента 8. 60

Преобразователь угла в коц работает следуищим образом.

Каждый диск 1 вращается двигателем 4 с постоянной скоростью. На выходе считывЬюших элементов 6 и 8 формируются импульс сы, частота которых пропорциональна числу штрихов 3 и скорости вращения кодового диска 1. При этом последовательность выходных стоп - импульсов считывающего элемента 6 сдвинута по фазе IIo отношению к выходным старт — импульсам считывающе-, го элемента 8 на величину, процорциональ ную углу поворота вела 5. Коэффициент прФпорциональности равен числу штрихов 3 на кодовом диске 1. При прохождении нулевого штриха 4 около считывающего элемента, 9 на выходе последнего формируется импульс, н счетчик 16 устанавливается в "0". Пос.ле этого счетчик 16 считает число штрихов вращающегося кодового диска 1 от 0 до 1п,.

При прохождении нулевого штриха 4 около считывающего элемента 7 в счетчике 10

;обратного счета устанавливается код ур после чего из содержимого счетчика 10 пос» ледовательно вычитается число штрихов от

ttI до О. Выходные коды счетчиков 10 и

16 складываются в сумматоре 17, образуй грубый отсчет угла поворота. Блок 13 управления счетом формирует пачки импульсов от стврт- до стоп-импульсов, которые под;считываются счетчиком 14, образуя точный отсчет угла поворота. Максимальный код счетчика 14 равен периоду между соседки ,ми старт-импульсами, что обеспечивается автоматической подстройкой частоты генератора 15 импульсов при возможном измене,нии частоты старт-импульсов, вызванном иЗменением скорости вращения двигателя. При, совпадении старт-импульса со стоп- импульсом на выходе элемента И 20 формируется импульс, который перебрасывает триггер

21 в другое устойчивое состояние, при этом .,включается элемент 19, сдвигая следующий старт-импульс на величину Г, Одновре-, менно с триггера 21 подается разрешающий сигнал на формирователь 22, с выходе ко« .торого по приходу стоп-импульса на единич ный вход одного из разрядов счетчика 14

;поступает импульс коррекции, цена которо-. го соответствует величине сдвига элемента

19, При вкшочечном элементе 19 сдвига и формирователе 22 импульса коррекции счет чик 14 может переполниться, и на его вы"ходе появится импульс переполнения, который складывается с содержимым сумматора

17. Стоп- импульс с задержкой < (2 воздействует на управляющие входы блока

1 1 вентилей, осуществляя перенос кодовой информации с сумматора 17 (грубый отсче ) 543970 и счетчика 14 {точный отсчет} на выходной регистр 18.

По мере изменения угла поворота наступает момент следующего совпадения старт и стоп-импульсов. При этом триггер 21 перебрасывается в первоначальное состояние, отключая элемент 19 сдвига и формирова тель 22 импульса коррекции.

Таким образом, к гриходу каждого стаа импульса в сумматоре 17 образуется код, 1п соответствующий углу поворота входного вала 5 со считывающими элементами 6 и

7 относительно неподвижных считывающих элементов 8 и 9 на целое число штрихов.

А па счетчиков 14 образуется код, соответ д ствуюший углу поворота на часть расстояния между двумя соседними штрихами, Полный код угла обновляется в регистре 18 пс приходу каждого стоп-импульса,т.е, m раз за один оборот кодового диска, з

Формула изобретения

Преобразователь угла поворота вала в,р коц, содержащий кодовый диск, кинематичерки соединенный с двигателем, неподвижныэ считывающие элементы, укрепленный на взводном валу подвижный считываюшчй элемент. подключенный к управляющему входу блок@ щ вентилей, к одному входу блока коррекции нулевому входу счетчика и первому входу блока управления счетом, выход первого неподвижного считывающего элемента подключен к входу управляемого генератора им-ак цульсов, выход которого подключен к второму входу блока управления счетом, один выход блока коррекции подключен к единич ному входу счетчика, а другой — к третьему входу блока управления счетом, выход которого соединен со счетным входом счетчика, выходы счетчика через блок вентилей подк почены к выходному регистру, о т л и ч а къшийся тем, что, с целью повышения быстродействия преобразователя, в него введены дополнительный считывающий элемент, укрепленный на входном валу, счетчик прямого счета, счетчик обратного счета и сумматор, счетный вход счетчика обратного счета соединен с выходом подвижного считывающего элемента, а нулевой—

I с выходом дополнительного считывающего элемента, счетный вход счетчика прямого . счета соединен с другим выходом блока коррекции, а нулевой — с выходом второго неподвижного считывающего элемента, выход переполнения счетчика и выходы,разряд дов счетчиков прямого и обратного счета через сумматор подключены к блоку венти- лей, а выход первого неподвижного считывающего элемента подключен к другому входу блока коррекции.

Источники информации, принятие во внц мание при проведении экспертизы:

1. Иеськин И.В. Фотоэлектрические преобразователи угловой величины в цифровой код. "Судпромгиз, 1962, с. 8.

2. Авт. свпд. ¹ 506893, М.Кл Я 08

С 9/06, 11.11.74 .

543970

Составите1п И. Назаркина

Редактор Ф. Хлебников Техред М. Левицкая Корректор С. Шекмар

Заказ 75 7 -5 Тираж 778 Подписное

ИНИИЙИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

1ХЗО36, Москва, Ж-35, Раушская наб„д. 4/5

ППП Патент, г. Ужгород, ун. Проектная, 4