Преобразователь угловых перемещений в код

 

О П И С А Н И Е <и) 556476

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соеетскик социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свнд-зу (22) Заявлено 12.11.75 (21) 2188906/24 (51) М. Кл. G 08С 9/04 с присоединением заявки №

Государственный комитет

Совета Министров СССР (23) Приоритет (53) УДК 621.314.24 (088,8) по дечам изобретений Опубликовано 30 04 77 Бючлетень № 16 и открытий

Дата опубликования описания 23.05.77

P. М. Мирсалимов и В. Б. Ибрагимов

Азербайджанский институт нефти и химии им. H. Азиайакт1ва (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛОВЫХ IIEPEMEIItEHHA В КОД

Изобретение относится к автоматике и вычислительной тех|нике и может использоваться в информационно-измерительных системах для преобразования угла поворота вала в цифровой код.

Известен преобразователь угловых перемещений в код, содержащий фазовый датчик inoложения, выходы которого подключены к функциональным делителям напряжения, фазовые детекторы, генератор импульсов, логические блоки и счетчик (1).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является преобразователь угловых перемещений в код, содержащий сельсин, выходы которого непосредственно подключены к входам формирователя кода грубого отсчета и через выпрямители соединены с входами переключателей, выходы которых объединены и подключены к входу первого компаратора, выходом соединенного с первым входом триггера, второй вход кото.рого подключен к выходу вентиля, входами соединенного с выходами блока управления и второго компаратора, выход триггера подключен к одному входу ключевого элемента, другой вход которого соединен с выходом генератора импульсов, выход ключевого элемента подключен к входу счетчика, управляющий вход которого соединен с выходом блока управления (2).

Однако известные преобразователи имеют недостаточное быстродействие.

Цель изобретения — повышение быстродействия преобразователя угловых перемещений

5 в код.

Это достигается тем, что в предлагаемый преобразователь введены цифровое отсчетное устройство, преобразователь кода, элементы

И, ИЛИ и дополнительные компараторы, вхо10 ды которых подключены к выходам выпрямителей, а выходы — к,первым входам элементов И, другие входы которых соединены ic выходами формирователя кода грубого отсчета, выходы, элементов .И подключены к соответ15 ствующим входам первой и второй групп элементов ИЛИ, выходы первой группы элементов ИЛИ соединены с управляющими входами переключателей, выходы второй группы элементов ИЛИ подключены к одним входам

20 преобразователя кода, другие входы которого соединены с выходами, счетчика, входы цифрового отсчетного устройства подключены к выходам преобразователя кода и формирователя кода грубого отсчета.

25 На чертеже показана функцио|нальная схема предлагаемого преобразователя.

Преобразователь содержит источник 1 напряже ния, сельсин 2, выпрямители 3, формирователь кода грубого отсчета 4, со стоящий

30 из формирователей 5 и дешифратора 6, ком556476

3 параторы 7, элементы И 8 и ИЛИ 9, 10, переключатели 11, компараторы 12 и 13, вентиль 14, блок 15 управления, триггер 16, ключевой элемент 17, генератор 18 импульсов, счетчик 19, преобразователь кода 20, в состав которого входят вентили 21, 22 и элементы ИЛИ 23, и цифровое отсчетное устройство 24, Преобразователь работает следующим образомм.

С выхода сельсина 2 поступают напряжения вида

Ui =Ы3„,sin

Uz = kU sin u>t sin (Э вЂ” 120 ); (1)

Уз = kU„sin wt sin {Э вЂ” 240 ), где U, и — амплитудное з начение и круговая частота напряжения U источника 1;

8 — угол поворота ротора сельсина;

k — коэффициент трансформации, постоянный,для данного типа сельсина (k=const).

Напряжения с выхода сельсина и напряжение Up источника 1,поступают на формирователь кода грубого отсчета, который в зависимо сти от фазовых соотношений между указан ными напряжениями формирует код Ni грубого отсчета угла поворота 0 ротора сельсина, изменяющийся с дискретностью 60, по следующему правилу: синфазности выходны.;. напряжений сель сина и его напряжения питания соответствует «1», а п ротивофазности—

«О» на,выходе соответствующего формирователя. Код N> с выхода формирователя 4 непосредственно зано сится в старшие декады цифрового отсчетного устройства 24.

В зависимости от состояния форми рователей 5 |на одной из выходных шин дешифратора 6 появляется сигнал, соответствующий определенному 60-градусному сектору угла поворота 0; этот, сигнал устанавливает разрешающий потенциал по одному из входоз пары:элементов И 8, включенных в выходные цепи компаратороB 7. Входы каждого из указанных компараторов соединены с соответствующей парой выходов выпрямителей 3 так, что в зависимости от соотношения выпрямленных фазных напряжений сельсина на одном из выходов рабочего (т. е. действующего в выбранном 60-градусном секторе) ком парато ра 7 появляется сигнал, который проходит через элементы И 8 и ИЛИ 10 на переключатели 11,,подключающие одно из указанных напряжений к .компаратору 12. Соотношение сравниваемых напряжений (т. е. состояние соответствующего xoMinaparop а 7) определяет,призна к той половины 60-градусного:сектора, в которой находится искомый угол поворота 0; этот признак, составляющий дополнительный, четвертый разряд кода

У грубого отсчета,.заносится в определенную декаду цифрового отсчетного устройства 24 с выхода элементов ИЛИ 9, объединяющих выходы элементов И 8 (признак «О», соответствующий первой половине выбранного 60градусного сектора, или лризнак «1», соответ5 ствующий второй половине выбранного 60градусного сектора) .

Формирование временного интервала t4, пропорционального углу поворота 0 ротора сельсина, происходит, следующим образом.

10 При переходе напряжения U питания через нуль из отрицательной области в положительную компаратор 13 формирует импульс начала счета, который проходит через открытый вентиль 14 и устанавливает триг15 гер 16 в такое, положение, при котором импульсы с генератора 18 импульсов через отк рытый ключевой элемент 17 поступают на вход счетчика 19. В момент времени, соответствующий равенству сравниваемых напряже20 ний (одного из выпрямленных фазных напряжений U сельсина и его напряжения U питания) на входах компаратора 12, последний сраоатывает, и импульс конца счета с его выхода устанавливает триггер 16 в исходное состояние; при этом ключевой элемент 17 закрывается, и поступление счетных импульсов на вход счетчика 19 п рек ращается.

Содержимое счетчика в момент времени, соответствующий появлению импульса конца

30 счета, пропорционально углу, поворота 0 ротора сельсина. Действительно, в момент равновесия выполняется

U, =- У „или U, sin 0 = UÄ sinzbt, (2) где U,„è U„„, — максимальное значение выпрямленного фазного напряжения сельсина и амплитудное значение его напряжения питания;

40 Л/ — интервал времени, ограничен ный им пульсами начала и конца счета (At=t4).

При выполнении условия U.„= U спра4- ведливо следующее соотношение

И=в (3)

Если частота следования имлульсов генератора 18 равна /„, то значение кода Ж точ50 ного отсчета, отображающего угол поворота

0 в пределах выбранного 60-градусного сектора, составляет

N, = l8, 55

l= —" = const.

В зависимости от признака, определяющего дополнительный раз ряд кода N> грубого от60 счета, содержимое счетчика 19 переносится в цифровое отсчетное устройство 24 через преобразователь кода 20 в,прямом (через вентили 21 и элементы ИЛИ 23) или обратном (через вентили 22 и элементы ИЛИ 23) коде.

65 Например, в первом 60-прадусном секторе

556476

45 угла поворота 0 дешифратор 6 формирователя кода грубого отсчета 4 устанавливает разрешающий потенциал по одному из входов элементов И 8. Если угол поворота 0 находится в первой, половине сектора О+бО, выполняется условие U3) U> и сигнал с выхода рабочего компаратора 7 через элементы И 8 и ИЛИ 10 устанавливает переключатели 11 в положение, при котором к одному из входов компаратора- 12 подключается выпрямленное фазное напряжение U> ñåëüñèíà (одновременно этот сигнал проходит через элемент ИЛИ 9 на преобразователь кода 20, открывая те вентили, кото рые связаны ic единичными выходами разрядов счетчика 19) .

Если угол поворота 0 находится во второй половине рассматриваемого сектора, выполняется условие У )У,, сигнал с другого выхода рабочего компаратора 7 проходит через элементы И 8 и ИЛИ 10 на,перекл очатели

11 и устанавливает их.в такое положение, при котором к одному из входов компаратора 12 подключается выпрямленное фазное напряжение Uz сельсина (одновременно этот сигнал проходит через элемент ИЛИ 9 на,преобразователь кода 20, открывая те вентили, кото рые связанны с нулевыми выходами разрядов счетчика 19) .

Работа преобразователя синхрояизируется выходными сигналами блока 15 управления.

Первый сигнал («Уст. О») устанавливает счетчик 19 в исходное ссстояние. Второй сигнал .подготавливает вентиль.14 для прохождения импульса начала счета с выхода комларатора 13 на вход триггера 16. Формирователь кода грубого отсчета непосредственно не связан с блоком 15 управления, поэтому код грубого отсчета (включая и его допол нительный разряд) непрерывно индицируется в цифровом отсчегном устройстве 24.

Предлагаемый преобразователь угловых перемещений в асод отличается от известных устройств более высоким быстродействием благодаря введению новых элементов и связей между ними.

1О

25 зз

Формула изобретения

Преобразователь угловых перемещений в код, содержащий сельсин, выходы которого подключены к входам формирователя кода груоого отсчета и через выпрямители соединены с входами переключателей, выходы которых объединены и подключены к входу первого компаратора, выходом соединенного с первым входом триггера, второй вход которого подключен к выходу вентиля, входами соединел ного с выходами блока управления и второго компаратора, выход триггера подключен к одному входу ключевого элемента, другой вход которого соединен с выходом генератора импульсов, выход ключевого элемента подклю ен к входу счетчика, уп равляющий вход кото рого соединен с выходом блока угравления, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия преоб разователя, в него введены цифровое отсчетное устройство, преобразователь кода, элементы

И, ИЛИ и дополнительные компараторы, входы которых подключены к выходам выпрямителей, а выходы — к первым входам элеменТоВ И, другие входы кото рых соединены с выходами формирователя кода .грубого отсчета, выходы элементов И подключены к соответствующим входам первой и,второй групп элементов ИЛИ, выходы .первой группы элементов ИЛИ соединены с управляющими входами переключателеЙ, выходы второй группы элементов ИЛИ подключены к одним входам преобразователя кода, другие входы которого соединены с выходами счетчика, входы цифрового отсчетного устройства подключены к выходам преобразователя кода и формирователя кода грубого отсчета.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Зверев Л. E. и др. Преобразователи угловых перемещений в цифровой код. Л., «Зне ргия», 1974, с. 146.

2. Лвт. св. СССР № 428427, кл. G 08C 9/04, 18. 09.72.

556476

Составитель И. Загорбинина

Корректоры: Л. Котова и И. Позняковская

Редактор С. Заика

Техред 3. Тарасова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1057/13 Изд. № 391 Тираж 775 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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