Преобразователь угла поворота вала в код

 

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 29.04.75 (2I ) 2 ) 30265/18-2 1 с присоединением заявки М (23) Приоритет (43) Опубликовано25,11.78.Бюллетень N м

{45} Дата опубликования описания 28.111,

Государственный комнтет

Саоотв Мнннстроо СИр оо делом изооретеннй и отнрь1тнй (72) Авторы . изобретения

И. Т. Абрамсон, В. М. Гугепев и E. П. !:опмаков (73) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА

В K0G

Изобретение относится к обпасти автоматики и вычиспитепьной техники и может быть использовано для связи анапоговых источников информации с цифровым

f вьтчиспитепьнь м устройством.

Известны преобразоватепи yrna поворота вала в код.

Один из известных преобразоватедей содержит кодированные .элементы, подкпюченные через бпоки считывания к погическим бпокам преобразования информа- 1о ции. В таких преобразоватепях дпя сот пасования отсчетов используетсяУ-код Щ.

Недостатком известных преобразоватепей явпявтся их большие габариты н ма15 пый диапазон допустимой погрешности рассогпасования, не превышающий поповины единицы мпадшего значащего разряда грубого отсчета.

Второй иэ известных преобразоватепей

20 содержит датчик угла точного отсчета (ТО) и датчик угла грубого отсчета (ГО), подключенные к соответствующим регистрам TG и ГО. Выходы мпадшпх согпасуто щих ра резов регистра ГО н выходы со ответствующих пм старших разрядов ТО поцкпючены к бпоку сравнения, выход zo торого подключен к блоку коррекции ГОЯ.

Недостатком таких преобразователей является малый диапазон допустимого раосогпасованпя, це превышаюший трех четвертей единицы мпадшего значащего разряда ГО.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению явпяется преобразователь угла в код, содержащий ге» нератор импульсов, подключенный к двум синхронизаторам и через поспедователт но соединенные депитепь частоты и блок питания — и двум соединенным через редуктор фазоврашатепям, выходы которых подключены к соответствуюшим формироватепям, выходы разрядов делитепя частоты через соответствуюшие блоки. эпемвнтов И подключены к регистрам, выход первого формирователя через первый синхронизатор подключен к другому входу

634337 первого блока эпементов И, выход вто рого формирователя через последовательно соединенные второй синхронизатор и счетчик подключен к другому входу второго блока элементов И, к одному из % входов третьего блока элементов И, выходы которого соединены с входами разрядов счетчика и к третьему входу вто-. рого синхронизатора 3).

Принцип действия такого преобразова1ф тепя основан на изменении сдвига по фазе выходного импупьса формирователя

ГО в зависимости от кода старших размеров ТО. Недостатком известного преИ образоватепя является малый диапазон допустимой погрешности рассогпасования между отсчетами, не превышаюший единицу младшего значашего разряда ГО.

Цепью изобретения явпяется повышение и стабипьности работы преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что, в преобразователь введены последоватепьно соединенные блок сравнения и реверсивный счетчик, выходы которого подкпючены к другим входам третьего бпока элементов И, а входы блока сравнения подкпючены к выходам первого регистра, делителя частоты и счетчика.

Зона допуска такого преобразователя в момент вкпючения не превышает единицы мпадшего эначашего разряда ГО. В процессе его непрерывной работьч или . допустимого рассогласования отсчетов расширяется.

Структурная схема преобразоватепя

yrna поворота вала в код представлена на чертеже.

Преобразователь содержит генератор 1 импульсов, делитель 2 частоты, бпок 3 питания, фазоврашатепь 4 точного и .5 грубого отсчетов, формироватепь 6 фазового импульса ТО, формирователь 7 фазс» вого импупьса ГО, синхронизатор 8 ТО, блок 9 ементов И переписи ТО, блок 10 эпементов И переписи ГО, регистр ll кода ТО и регистр 12 кода ГО, а также устройство сопряжения 13, состояшее из синхронизатора 14 ГО, счетчика 15 с переменным коэффициентом пересчета, блока 16 эпементов И, реверсивного счет чика 17 и блока сравнения 18.

Фазоврашатепи 4 и 5 кинематически соединены через редуктор 19.

Преобразователь работает спедуюшим ооразом.

Импупьсы с генератора 1 частотой f. поступают на делитель 2 частоты, имеюГ1 .ший коэффициент пересчета 2 . Ьпок 3 питания формирует синусоидапьное напря» и жение частотой 1/2, синхронизированное по фазе импульсами с делителя 2 частоты.

Синусоидапьное напряжение с бпокв Ззапитывает фазоврашатепи 4 и 5. Синусоидапьное напряжение с фазовращатепя 4, сдвинутое по фазе относите пьно питающего напряжения на угол, пропорционапьныйугпу поворота ротора, поступает на формирователь 6 фазового импу п са ТО.

Формирователь 6 в момент перехода синусоидапьного напряжения через нупь один раз за период формирует фазовый импульс. Фазовый импупьс ТО через синхронизатор 8, устраняюший неопределенность считывания кода с депитепя 2 частоты в моменты перекпючения его триггеров„ поступает на блок 9 зпементов И дпя переписи ТО. Вторые входы блока соединены с потенцпапьными выходами триггеров п- разрядного депитепя 2 частоты.

Я -разрядный код, соответствующи и углу ротора фазоврашатепя 4 ТО, посредством фазового импульса ТО через блок

9 элементов И записывается в регистр 11.

С выхода фазоврашатепя 5 ГО синусоидапьное напряжение поступает на формироватепь 7 фазового импульса ГО. Фазовый импупьс ГО проходит устройство сопряжения 13 и поступает на бпок 10 эпементов И.

Вторые входы бпока 10 эпементов И соединены с потенциальными BbJxogBMB старших Дг триггеров депитепя 2. частоты.

Через бпок эпементов И в регистр 12 записывается pl< — разрядный двоичный код, соответствующий угповому положению оси фазоврашатепя 5 ГО.

Устройство 13 сопряжения грубого и точного отсчетов работает следующим образом. На второй вход синхронизатора

14 поступают тактовые импупьсы с частотой х Фазовый импупьс ГО поступает на первый вход синхронизатора 14 и запускает его. Синхронизатор 14 пропускает на счетный вход счетчика 15 с переменным коэффициентом пересчета тактовые импупьсы до тех пор, пока сигнап переполнения со счетчика 15 не закроет синхронизатор 14 (сигнап Установка 0 ).

Этот же сигнал является сопряженным фазовым импупьсом ГО. Чиспо импупьсов, поступившее на вход счетчика 15, а тем самым и вепичина задержки фазового импульса ГО в устройстве 13 сопряжения ьтредепяется кодом 2 - Ц рс,, 0 где 0 -разрядность счетчиков 15 и 17;

634337

М !С- код, записанный в реверсивном счетчике 17 импульсом переполнения.

Текил! образом, величина задержки фазового ил1пупьсд ГО в устройстве сопряжения равна

2 - р.с ("r.o.—

Импульс перепопнения счет п!кя 15 !

6 поступает на опрос блока .18 сравнения.

Входы блок-- 18 сравне ..ия соединены с выходами 1(старших разрядов регистра

11 кода и с выходами К младших разрядов лепителя 2 частоты.

И

Е блохе 18 сравнения в момент опроса:.роисходит сравнение. значения кода I( старших разрядов ТО с кодом допоптп1тельных К мпадших разрядов ГО.

В мол1ент опроса выходной импульс

И биска 18 сравнения поступает на вьтчитаюший ипи суммирующий входы реверсивно-го счетчика 17 в зявисил1ости от соотношений между кодом старших разрядов TO и кодом дополнительных младших разрядоВ

ГО. B случае равенства кодов на входе

Х3 бпока 18 сравнения импульсы не фог,!ируютсяв

Таким образом, с помощью блока 18 сравне1п1я осуд!ествпяется перекрытие rpyЯ бого и точного отсчетов преобразоватепя.

Предпопагается, что допустимая зо.та фазового импульса грубого отсчета (ФИГО) распопожена симметрично oTíoñèòållüío истинной пинии считывания, расположение

% которой опредепяется колом старших раз-, рядов ТО.

Например, если сопряженный ФИГО появится в момент, сдвинутый вправо (влеФ фф

ВО) ОтнОсительно истинной пинии считываниЯ на величинУ h

В спучае дальнейшего сдвига зоны распопожеиия ФИГО из-за дестабилизирующих факторов коррекция осуществляется аналогично.

В реверсивнол! счетчике 17 накапливается число импульсов, пропорционяпьное ряссогпасованию отсчетов, и отклонение со! ряжениого Ф1!ГО от допустимого рас положе шя иинимизируется. Построенное таким образом устройство сопряжения яв1Ipoтсй 11акацпиваlошим В Отпичие От из вестных устройств, Выявляющих погреш1:oñòü 11а1.:ат!а ГО цикиически.

Д пя 1 Ого, ч Гебы ооеспочи ть Возможнос Гь и !Внять задержку ФИГО В обе стог 011ьт, H==o6õo;111,lo ири езел1очен!н! !Ipse ..брязовятепя D старший разряд реверсивного счетчика 17 и счетчика 15 с перел1енныл! коэффиционтол! пересчета записать единицу. Тогда при Вкпючении преобразо

Вате пи устанавливается постояьп1ая задерж, Г-111 ка г „,, =2) /ä которая h ляпьней111ел может быть уменьшена до 11уля ит!и увеf7 пичена до 2 I I

Полная ширина зоны 8 8 Ж корректируемой ошибки В устро1!Стве сопряжения грубогс и точ1!Ого отсчетов определяется разрядностью Е с 1етчиков 17 и 15 и числом I(перекрыгаемых разрядов и равна 6

2 -1

&= — лх пo.

Такой преобразователь корректирует погрешность расположения ФИ1О в зоне большей лг !1О тот ько в процессе непрерыв- ной работы преобразоватетт. При включении преобразователя погрецтность канада ГО пе лопжна превышать. зоны„

1 вял= < т!/ < го.

z )

При юстировке преобразователя фазовряшатепь 5 ГО необходил1о развернуть относите п.но фазовряшятепя 4 ТО таким образом чтобы выбрать постоянную за -c держку2 /f, Вводимую установкой старше. го разряда реверсивного счетчика 17 в единицу.

Преимушеством преобразовятет!я является расширение допусков ня погрешность грубого отсчета в процессе непрерывной работы преобразоватепя.

Экономический эффект от испопьзования преобразоватеття определяется его техническими преимуществами.

Форл1упа изобретения

Преобразоватепь угла поворота вала в код, содержащий генератор ил!пульсов, 7 . 6343 подкпюченййй к двум синхронизаторам и через поснедоватепьно соединенные делитель частоты и блок питания — к двум соединенным через редуктор фазовращатепям, выходы которых подключены к соответствующим формирователям, выходы разрядов делителя частоты через соот, ветствующие блоки элементов И подкшочены к регистрам, выход первого формирователя через первый синхронизатор под- Е киючен к другому входу .первого блока элементов И, выход второго формироватепа через последовательно соединенные .второй синхронизатор и счетчик подключен к другому входу второго блока эйементов И, к одному из входов третьего блока элементов И, выходы которого соединены с входами разрядов счетчика, и к третьему входу второго синхронизатора, 26

37 отпичаюшийся тем,что,с целью повышения стабильности работы преобразователя, в него введены последовательно соединенные блок сравнения и реверсивный счетчик, выходы которого подключены к другим входам третьего блока элементов И, а входы блока сравнения подключены к выходам первого регистра, делителя частоты и счетчика.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе;

1. Мепькин И. В. Фотоэлектрические преобразователи угловой величины в цифровой код. Судпромгиз, 1962,с.9-11, рис. 6.

2. Авторское свидетельство СССР

%411623, кп. Н 03 К 13/02, 20.09.71.

3. Авторское свидетепьст .во СССР

Ж 366485, кп. Cj 08 С 9/04, 15.01.71. (Уд- r) /47фи Р08

0НИИПИ Заказ 6768/50

Тираж 721 Подшефное

Филиал ППП Патент, г. Ужгород.ул. Проеглиая,4