Преобразователь угла поворота вала в код

 

О П И С А Н И Е <п1 553644

Союз Советский

Социалистических

Республьй

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свпд-ву (22) Заявлено 22.01.76 (21) 2317243/24 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 05.04.77. Бюллетень № 13

Дата опубликования описания 25.04.77 (51) М, Kë 2 G 08С 9/04

Государственный комитет

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

В. М. Гугелев, Е. Ф. Дашков и Е. П. Колмаков

1 .1. " i":iiii;." " j i" 1 (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и предназначено для преобразования угла поворота вала в код.

Известен преобразователь угол †к, содержащий фазов ращатель, источник питания фазовращателя, делитель частоты, генератор импульсов, формирователь фазового импульса, схемы совпадения (1).

Известен преобразователь угол †к, содержащий синусно-косинусный вращающийся трансформатор, формирователь фазового импульса, устройство управления, управляющий триггер, ключ, счетчик, блок питания, компаратор (3).

Из известных преобразователей угла поворота вала в код наиболее близким по технической сущности является преобразователь угла поворота вала в код, содержащий последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, делитель частоты, источник многофазного напряжения и фазовращатель, выход которого соединен с выходом формирователя фазовых импульсов, первый выход которого подключен к первому входу элемента совпадения, второй вход которого соединен с другим выходом делителя напряжения, выход генератора импульсов подключен к одному из входов счетчика, другой вход которого соединен с блоком коэффициентов, а выход — с первым входом реверсивного счетчика, второй вход которого соединен с выходом элемента совпадения (3).

Недостатком известных преобразователей является погрешность преобразования от внешних помех и внутренних шумов.

Целью данного изобретения является повышение точности преобразователя за счет усреднения приращений по скорости.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь введены дополнительный элемент совпадения, цифровой ограничитель и последовательно соединенные блок определе15 ния величины и знака приращения скорости, усреднитель и регистр скорости, один из выходов которого соединен со входом блока коэффициентов, а другой — с третьим входом реверсивного счетчика, входы дополнительного

20 элемента совпадения соединены соответственно с выходами элемента совпадения и формирователя фазового импульса, выход блока совпадения подключен к первому входу блока определения величины и знака приращения

25 скорости, второй вход которого соединен с выходом реверсивного счетчика, а выход блока определения величины и знака приращения скорости через цифровой ограничитель соединен с другим входом усреднителя и с третьим

30 входом элемента совпадения.

553644

3

Блок-схема устройства приведена на чертеже.

Преобразователь содержит импульсный генератор тактовых импульсов 1, делитель частоты 2, источник многофазного напряжения

3, фазовращатель 4, формирователь 5 фазового импульса, элемент совпадения 6, реверсивный счетчик 7, счетчик 8 с переменным коэффициентом пересчета, блок коэффициентов

9, блок 10 определения величины и знака приращения скорости, регистр 11 скорости, усреднитель 12 с переменным временем усреднения, цифровой ограничитель 13, дополнительные элементы совпадения 14.

Преобразователь работает следующим ооразом: импульсы генератора 1 с частотой f поступают,на делитель частоты 2, имеющий коэффициент пересчета 2, где п — число разрядов выходного кода преобразователя, развертывающий по времени шкалу преобразователя. Источник питания 3 фазовращателя формирует синусоидальное многофазное напряжение, синхронизированное по частоте и фазе импульсами с делителя частоты 2. Синусоидальное многофазное напряжение с источника 3 запитывает фазовращатель 4. С выхода фазовращателя 4 синусоидальное напряжение, сдвинутое по фазе относительно входного напряжения фазовращателя 4 на угол, пропорциональный развороту вала фазовращателя 4, поступает на формирователь 5 фазового импульса, формирователь 5 фазового импульса формирует импульсы в момент перехода синусоидального напряжения через нуль от отрицательного к положительному значению.

Импульсы с формирователя 5 фазового импульса поступают на элемент совпадения 6, на вторые входы которого поступают импульсы с делителя частоты 2, являющиеся временной шкалой преобразователя. На элементах совпадения 6 и 14 формируется код, соответствующий углу поворота оси фазовращателя

4. Уменьшение погрешности преобразования за счет усреднений приращений осуществляется следующим образом.

Блок выявления величины и знака прира цений скорости определяет разность A N ) между текущим значением угла N„, которое формируется на элементе совпадений 14 и экстраполируемым значением Х„которое получаем с реверсивного счетчика 7

lPN= Ni — Na

Экстраполированное значение формируется следующим образом: импульсы с генератора 1 частотой f поступают на счетчик 8 с переменным коэффициентом пересчета. С выхода счетчика 8 импульсы переполнения с частотой

f/Ê, где К вЂ” коэффициент пересчета, записывается в реверсивный счетчик 7.

Коэффициент пересчета К определяется подаче и на вход блока коэффициентов 9, представляющий собой дешифратор, величины приращения угла регистра 11 скорости и равен:

4

К=

ЛИ+1 где AN — число, соответствующее скорости вращения вала.

С выхода счетчика 8 с переменным коэффициентом пересчета равномерно распределенные импульсы, число которых равно (скорости вращения вала), суммируются или вычитаются в реверсивном счетчике 7.

Приращения скорости ЛЧЧ, формируемые в блоке 10, поступают в усреднитель 12 с переменным временем усреднения, где осуществляется усреднение Л N на временном интервале:

7;,=Р, где Ту, — время усреднения;

Т вЂ” время преобразования, равное периоду напряжения запитки фазовращателя 4;

Р=1,2,..., который выбирается исходя из заданной точности и величины дисперсии входной помехи и внутренних шумов преобразователя. Так как частота запитки фазоврашателя 4 f/2" значительно ниже частоты помехи и внутренних шумов, то их величина будет уменьшена в P раз в случае постоянства скорости за время усреднения Т,-,,. Усреднение ЛЧЧ уменьшает также случайную составляющую погрешности фазовращателя 4 при Tyc) 7r

С выхода усредннтеля 12 с переменным временем усреднения через момент времени Т>< выдается усредненное значение измерения скорости, которое алгебраически суммируется в регистре 11 скорости. Регистр 11 скорости можно строить в виде реверсивного счетчика, в котором формируется и знак суммы. С выхода регистра 11 скорости выдается код скорости AN в блок коэффициентов 9 и одновременно знак на вход реверсивного счетчика 7.

В случае, если величина ускорения Л N превысит заданную величину, цифровой ограничитель 13 выдаст команду об окончании времени усреднения на вход блока усреднения 12 с переменным временем усреднения и одновременно разрешит перепись в реверсивный счетчик 7 текущего значения кода угла.

Таким образом, предложенный преобразователь угол — код повысит точность преобразования при условиях:

d 2к

dt 2" Т>

Формула изобретения

Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, делитель часто553644

Составитель И. Назаркина

Редактор В. Трофимов Техред М. Семенов Корректор О. Тюрина

Заказ 762/14 Изд. Ма 496 Тираж 775 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

1)3035, Москва, >К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, и р. Са пун ова, 2 ты, источник многофазного напря>кения и фазовращатель, выход которого соединен с выходом формирователя фазовых импульсов, первый выход которого подключен к первому входу элемента совпадения, второй вход которого соединен с другим выходом делителя напря>кения, выход генератора импульсов подключен к одному из входов счетчика, другой вход которого соединен с блоком коэффициентов, а выход — с первым входом реверсивного счетчика, второй вход которого соединен с выходом элемента совпадения, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в него введены дополнительный элемент совпадения, цифровой ограничитель и последовательно соединенные блок определения величины и знака приращения скорости, усреднитель и регистр скорости, один из выходов которого соединен со входом блока коэффициентов, а другой — с третьим входом реверсивного счетчика, входы дополнительного элемента совпадения соединены соответственно с выходами элемента совпадения и формирователя фазового импульса, выход блока совпадения подключен к первому входу блока определения величины и знака приращения скорости, второй вход которого соединен с выходом реверсивного счетчика, а выход блока определения величины и знака приращения скорости через цифровой ограничитель соединен с другим входом усреднителя и с третьим входом элемента совпадения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. СССР, авт. свид. № 256396, кл. 42m 3/00, 28.12.67 г.

2. СССР, авт. свид. № 409263, кл. G 08С

15/06, 16.08.71 г.

3. СССР, авт. свид. № 487405, кл. G 08С

20 9/00, 27.08.73 г.