Устройство для контроля преобразователей угла поворота вала в код

 

Изобретение относится к автоматике и предназначено для контроля преобразователей угла поворота вала в код накапливающего типа. Целью изобретения является повьшение достоверности контроля преобразователя, для чего в устройство введены имитатор сигналов, цифровой коммутатор, аналоговый коммутатор. Устройство имеет два режима работы. В первом режиме осуществляется -контроль функционирования и, при необходимости, настройка параметров отсчетной части преобразователя . Работа происходит с использованием имитатора сигналов, регистрация сигналов - в блоке регистрации и индикации. Во втором режиме у.стройствр работает с использованием образцового преобразователя. В этом случае блоком регистрации и индикации осуществляется контроль точности преобразователя. 2 з.п. ф-лы. 3 ил. § (Л ьо со О5 о СХ)

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1231608

А1

GD4Н 03 М 1/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

cQ

1 ъ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3689355/24-24 (22) 25.11.83 (46) 15.05.86. Бюл. ¹ 18 (71) Московский институт электронной техники (72) В,Б.Топильский, К.К.Кондрашов, А.И.Лесных и И.А.Карпенко (53) 681.325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 970429, кл. G 08 С 25 /00, 1982.

Авторское свидетельство СССР № 903937, кл. G 08 С 25/00, 1982.

Авторское свидетельство СССР

¹ 942117, кл. G 08 С 25/00, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ЛЯ КОНТРОЛЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД (57) Изобретение относится к автоматике и предназначено для контроля преобразователей угла поворота вала в код накапливающего типа. Целью изобретения является повышение достоверности контроля преобразователя, для чего в устройство введены имитатор сигналов, цифровой коммутатор, аналоговый коммутатор. Устройство имеет два режима работы. В первом режиме осуществляется .контроль функционирования и, при необходимости, настройка параметров отсчетной части преобразователя. Работа происходит с использованием имитатора сигналов, регистрация сигналов — в блоке регистрации и индикации. Во втором режиме устройство работает с использованием образцового преобразователя. В этом случае блоком регистрации и индикации осуществляется контроль точности преобразователя. 2 s.ï. ф-лы.

3 ил.

Ф 12316

Изобретение относится к автомати-; ке и вычислительной технике и может быть использовано для автоматического контроля преобразователей угла поворота вала в код накапливающего типа.

Цель изобретения †.повышение достоверности контроля преобразователей угла поворота вала в код.

На фиг. 1 изображена структурная схема предлагаемого устройства, на фиг. 2 — блок-схема имитатора сигналов, на фиг. 3 — блок-схема вычислйтеля.

Устройство содержит приводной механизм 1, образцовый преобразователь 2 угла поворота вала в код, цифровой коммутатор 3, аналоговый коммутатор 4, интерфейс 5, вычислитель 6, блок 7 регистрации и индикации, имитатор 8 сигналов. На валу приводного механизма 1 установлен контролируемый преобразователь 9, состоящий пз первичного датчика 10 и отсчетпой части 11. Имитатор 8 сиг- 25

c o,U c. р жп т T а к г о в ый I" с и е р а т о р 1 2, делитель.13 частоты, генераторы 14-18 псевдослучайных чисел, блок 19 задания кодов, мультиплексоры 20-24,управляемый делитель 25 частоты, реверсивный счетчик 26, формирователь 27 сдвига фаз, формирователь 28 уровня амплитуд, формирователь 29 опорного сигнала, программируемые постоянные запоминающие устройства 30 и 31,, цифроаналоговые преобразовате"

35 ли 32 и 33, формирователь 34 сигнала репера и GJIoIc 35 выходнь1х усилителей.

Вы шслптель 6 содержит тумблерный пульт 36, распределитель 37 импульсов, регистры 38-41 хранения, сумматоры 42 и 43, блок 44 сравнения и блок 45 усилителей.

Устройство имеет два режима работы. В первом режиме, когда устройст45 во функционирует с использованием имитатора 8 сигналов, по сигналам установки режима, поступающим перед началом работы устройства от вычислителя 6 через интерфейс 5, цифровой коммутатор 3 выдает на вход интерфейса 5 поступающий к нему с выхода имитатора 8 сигналов цифровой аналог кода образцового преобразователя 2, а аналоговый коммутатор 4 вьщает на вход отсчетной части 11 поступающий в нему с выхода имитатора 8 сигналов набор аналоговых сигналов, имитирующих .сигналы с первичного дат08 2 чика 10 преобразователя 9. Образуемый на выходе отсчетной части 11 аналог кода преобразователя 9 поступает на вход интерфейса 5. В этом режиме работы устройства производят контроль функционирования и (при необходимости) оптимальную настройку. параметров отсчетной части 11 преобразователя 9.

Во втором режиме, когда устройство работает с использованием образцового преобразователя 2, приводной механизм 1 приводит во вращение жестко .сочлененные валы преобразователей 2 и 9. По сигналам установки режима, поступающим перед началом работы от вычислителя 6 через интерфейс 5, цифровой коммутатор 3 выдает на вход интерфейса 5 поступающий к нему код . преобразователя 2, а аналоговый коммутатор 4 выдает на вход отсчетной части 11 поступающий к нему с выхода первичного датчика 10 набор аналоговых сигналов. В этом режиме работы устройства производят контроль точности преобразователя 9 и (при необходимости) настройку параметров его

1 первичного,цатчика 10.

С выхода интерфейса 5 поступающие к нему коды передаются на вход вычислителя 6, который работает следующим образом.

I y

Перед началом работы устройства информаций, поступающая с выхода тумблерного пульта 36 на вход интерфейса 5, определяет режим работы устройства. В процессе работы смена значения поступающего на вход вычислителя 6 кода преобразователя 9 приводит к запуску распределителя 37 импульсов, который формирует последовательность импульсов, управляющих работой вычислителя 6. При поступлении импульсов с выходов распределителя 27 импульсов на входы регистров 38 и 39, в них записываются код соответственно преобразователей 2 и 9, поступающие на их входы. С выходов регистров 38 и 39 хранения коды преобразователей 2 и 9 поступают на входы сумматора 42, который на выходе формируют их разность йй„, являющуюся накопленной ошибкой проверяемого преобразователя .9:

1231608 где л — разрядность преобразова, теля 9;

N„ - код преобразователя 2 в

i -и точке;

N . — код преобразователя 9 в -й точке.

Код лМ поступает на вход блока 45 усилителей и на вход блока 44 сравнения, где сравнивается по абсолютной величине с кодом aN „допустимого значения ошибки, поступающим на вход блока 44 сравнения с выхода регистра 40 хранения ° При выполнении условия

1дй 1>l@N ( на выходе блока 44 сравнения форми.руется сигнал сбоя, поступающий на вход блока 45 усилителей. Сумматор 43 принимает на свои входы код аМ и

J код аМ., накопленной ошибки, вычисленный в предыдущем цикле обработки данных и запомненный в регистре 41.

На выходе сумматора 43 формируется код dN текущей ошибки проверяемого преобразователя 9:

8g. =р,к„-ьи„

После вычисления кода ЮМ„текущей ошибки по сигналу, поступающему с выхода распределителя 37 импульсов на вход регистра 41, в него записывается код 6N„ накопленной ошибки, вычисленный в текущем цикле обработки данных. Поступившая на входы блока 45 усилителей информация с его выхода„ являющегося выходом вычислите— ля 6, поступает к блоку 7 регистраЦии и индикации.

Имитатор 8 сигналов формирует на воих выходах параллельный код, моделирующий код образцового преобразователя 2, и набор соответствующих этому коду аналоговых сигналов, представляющих сигналы первичного датчика 10 преобразователя 9, К аналоговым сигналам относятся два информацион-. ных квазигармонических квадратурных сигнала, сигнал репера и опорный сигнал. Имитатор 8 сигналов имеет два режима работы, которые определяются сигналами установки режима, поступающими на его вход перед началом работы устройства от вычислителя 6 через интерфейс 5.

В первом режиме его выходные сигналы изменяются так, что при этом моделируется вращение валов преобразо55 го счетчика 26. Это обусловливает постоянство скорости изменения содержимого реверсивного счетчика 26 ° Код его старших разрядов, являющийся ,цифровым аналогом кода преобразовавателей 2 и 9, происходящее с постоянной скоростью.

Во -втором режиме работы выходные сигналы имитатора 8 сигналов моделируют изменение углового положения валов преобразоватечей 2 и 9, происходящее с варьируемыми по случайному во времени закону скоростью и направлением вращения. Кроме того, во втором режиме в заданных пределах моделируются случайным образом изменяемые сдвиг фаз, колебание амплитуд и постоянных составляющих имитируемых информационных квазигармонических квадратурных сигналов и сигнала репера.

Таким образом, в первом режиме имитатор 8 сигналов позволяет провести настройку параметров отсчетной части 11 преобразователя 9, а во втором — проверить характеристики преобразователя 9 в широком диапазоне имитируемых динамических воздействий на входной вал преобразователя 9 и условий его эксплуатации.

В первом режиме имитатор 8 сигналов работает следующим образом. Частота с выхода тактового генератора 12 поступает на вход делителя 13 частоты, с выхода которого импульсы поступают «а тактовый вход управляемого делителя 25 частоты. Поступившая перед началом работы устройства от вычислителя 6 через интерфейс 5 информация фиксируется в блоке 19 задания

35 кодов, с выходов которого она посту.пает на входы мультиплексоров 20-24.

Сигнал, приходящий на управляющие входы мультиплексоров перед началом

40 работы от вычислителя 6 через интерфейс 5, разрешает прохождение этой информации на их выходы. При этом с выхода мультиплексора 21 на знаковый вход реверсивного счетчика 26 поступает сигнал направления счета, 45 заданный сигналом установки режима.

Фиксированный параллельный код с выхода мультиплесора 20 подается на управляющий вход управляемого делителя 25 частоты, задавая постоянный коэффициент деления и тем самым устанавливая постоянную частоту следования импульсов, поступающих с его выхода на тактовый вход реверсивно1231608 теля 2, с выхода поступает на вход цифрового коммутатора 3.

Код младших разрядов с выхода реверсивного счетчика 26 поступает

»а вход программируемого постоянного

4 запоминающего устройства 30 и через формирователь 27 сдвига фаз — на вход программируемого постоянного запоминающего устройства 31. !

О

Формирователь 27 сдвига фаз, служит для создания определенной разности между значениями кодов, поступающих на входы программируемых постоянных запоминающих устройств 30 и 31, которая в первом режиме работы .имитатора 8 сигналов постоянна из-за того, что на вход формирователя 27 сдвига фаз поступает с выхода мультиплексора 22 фиксированный код. С выходов программируемых постоянных запоминающих устройств 30 и 31 коды поступают на входы цифроаналоговых преобразователей 32 и 33.

Влагодаря тому, pro записанные a 25 программируемых постоянных запоминающих устройствах 30 и 31 значения кодов соответствуют закону изменения информационных квазигармоничес3 емых в первичном датчике 10 преобразователя 9 (в частном случае — синусоидальному закону), при изменении содержимого реверсивного счетчика 26 на выходах цифроаналоговых преобразователей 32 и 33 формируются два сдви утых по фазе аналоговых сигнала, моделирующих сигналы первичного датчика 10. Уровень амплитуд этих сигналов а также репера формируеЭ Э

40 мого на формирователе 34 сигнала репера с помощью кода реверсивного счетчика 26, определяется величиной сигнала, поступающего на входы цифроаналоговых преобразователей 32 и 33 и формирователя 34 сигнала ре45 пера с выхода формирователя 28 уровня амплитуд. Входной информацией для формирователя 28 уровня амплитуд является фиксированный параллельный код, поступающий на его входы через мультиплексор 23 от блока 19 задания кодов.

Уровень постоянной составляющей двухинформационных квазигармонических сигналов и сигнала репера определяется величиной сигнала, приходящего на входы цифроаналоговых преобразователей 32 и 33 и формирователя 34 сигнала репера с выхода формирователя 29 опорного сигнала, входной информацией для которого служит фиксированный параллельный код, поступающий с блока 19 задания кодов через мультиплексор 24. Так как содержимое реверсивного счетчика 26 изменяется с постоянной скоростью и величины сигналов на выходах формирователя 27 сдвига фаз, формирователя 28 уровня амплитуд и формирователя 29 опорного сигнала постоянны, то формируемые сигналы первичного датчика 10 и цифровой аналог кода преобразователя 2 моделируют равномерное вращение входных валов преобразователей 2 и 9.

Во втором режиме имитатор 8 сигналов работает следующим образом.

Деленные частоты с выходов делителя 13 частоты поступают на входы генераторов 14-18 псевдослучайных чисел. При этом на выходе генератора 14 псевдослучайных чисел формируется последовательность импульсов, длительность которых изменяется во времени случайным образом. На выходах генератора 15-18 псевдослучайных чисел формируются параллельные коды, значения которых изменяются во времени также случайным образом. По сигналу установки режима, поступающему перед началом работы устройства от вычислителя 6 через интерфейс 5 на вхоцы мультиплексороц 20-24, на их выходы пропускается информация, приходящая на входы мультиплексоров 2024 с выходов генераторов 15-18 псевдослучайных чисел. При этом изменение содержимого реверсивного счетчика 26 происходит со случайными во времени скоростью и направлением счета. Случайным образом изменяется и вносимая формирователем 27 сдвига фаз разница между кодами, поступающими на входы программируемых постоянных запоминающих устройств 30 и 31. Кроме того, случайный характер носят изменения величин на выходах формирователя 28 уровня амплитуд и формирователя 29 опорного сигнала.

В результате происходит формирование цифрового аналога кода преобразователя 2 и сигналов первичного датчика 10 преобразователя 9, имитирующих случайные воздействия на их валы, случайные изменения амплитуд и постоянных составляющих сигналов первичного

1231608

45 датчика 10, а также сдвига фаз между ними ..

Предлагаемое устройство обеспечивает повышение достоверности контро5 ля за счет введения в его состав реализованного с помощью стандартных цифровых и цифроаналоговых схем имитатора 8 сигналов, позволяющего проводить комплексные испытания наиболее 10 ненадежной отсчетной части 71 преобразователя 9,угла поворота вала в код накапливающего типа путем формирования набора цифровых и аналоговых сигналов, моделирующих как разнооб-. разные динамические входные воздействия на валы преобразователей 2 и 9 в наиболее жестком режиме случайного знакопеременного их движения, так и изменения сигналов первичного датчика проверяемого преобразователя (амплитуд, фаз, постоянных составляющих), возникающих в процессе эксплуатации из-за старения электронных компонентов преобразователя, изменения темпе- 2 ратурных режимов, износа его механических узлов и т.п. Кроме того, введение в состав устройства имитатора 8 сигналов позволяет в необходимых случаях проводить такую настройку параметров отсчетной части 71 (например, уровней срабатывания компараторов, величин задержек цифровых элементов), которая исключает появление сбоев при работе с реальными сигпа35 лами. Наконец, наличие предварительно настроенной с помощью имитатора 8 сигналов отсчетной части 11 позволяет проводить регулировку параметров первичного датчика 10, уменьшая тем самым вероятность возникновения сбойных ситуаций при эксплуатации преобразователя 9.

Формула изо бр ет ения

1. Устройство для контроля преобразователей угла поворота вала в код, содержащее приводной механизм, вал которого соединен с валом образцово- 5О го преобразователя и предназначен для соединения с валом контролируемого преобразователя, интерфейс, первый выход которого соединен с входом вычислителя, первый выход которого сое-55 динен с первым входом интерфейса, второй выход — с входом блока регистрации и индикации, о т л и ч а ю щ ес я тем, что, с целью повышения достоверности контроля, в него введены имитатор сигналов, цифровой коммутатор и аналоговый коммутатор, первьп вход которого является первым входом устройства, второй вход соединен с вторым выходом интерфейса, а выход предназначен для подключения входа контролируемого преобразователя, второй вход интерфейса является вторым входом устройства, третий и четвертый выходы интерфейса соединены с первым" и вторым входами имитатора сигналов, первый выход которого соединен с первым входрм цифрового коммутатора, а второй выход — с третьим входом аналогового коммутатора, второй вход цифрового коммутатора соединен с выходом образцового преобразователя, третий вход — с пятым выходом интерфейса, а выход — с третьим входом интерфейса.

2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что имитатор сигналов содержит тактовый генератор, делитель частоты, первый, второй, третий, четвертьп и пятый генераторы псевдослучайных чисел, блок задания кодов, первьй, второй, третий, четвертый и пятьп мультиплексоры, управляемь1й делитель частоты, реверсивный счетчик, формирователь сдвига фаз, формирователь уровня амплитуд, формирователь опорного сигнала, первое и второе программируемые постоянные запоминающие устройства, первый и второй цифроаналоговые преобразователи, формирователь сигнала репера и блок выходных усилителей, выход которого является первым выходом имитатора сигналов, выход тактового генератора соединен с входом делителя частоты, первый выход которого соединен с первым входом управ.ляемого делителя частоты, остальные выходы соединены со входами первого, второго, третьего, четвертого и пятого генераторов псевдослучайных чисел, выходы которых соединены с первыми входами одноименных мультиплексоров, вторые входы которых соединены с выходами блока задания кодов, вход которого является первым входом имитатора сигналов, третьи входы первого, второго, третьего, четвертого и пятого мультиплексоров объединены

1 и являются вторым входом имитатора .сигналов, выход первого мультиплексо 9

123 1 608

10 ра соединен со вторым входом управляемого делителя частоты, выход которого соединен с первым. входом реверсивного счетчика, второй вход которого соединен с выходом второго мультиплексора, выход третьего мультиплексора соединен с первым входом формирователя сдвига фаз, второй вход которого соединен с первым выходом реверсивного счетчика и с входом первого программируемого постоянного запоминающего устройства, выход четвертого мультиплексора соединен через формирователь уровня амплитуд с первыми входами первого и второго цифроаналоговых преобразователей и формирователя сигналов репера, выход пятого мультиплексора соединен через форФшрователь Опорного сигнала с втО-рым входом первого и второго цифроаналоговых преобразователей, формирователя сигнала репера и первым входом блока выходных усилителей, второй выход реверсивного счетчика является вторым выходом имитатора сигналов, . а третий выход соединен с третьим входом формирователя сигнала репера, выходы первого и второго программируемых постоянпых запоминающих устройств соединены с третьими входами первого и второго цифроаналоговых преобразователей, выходы которых и выход формирователя сигнала репера соедипепы с остальными входами блока выходных усилителей.

3. Устройство по п. 1, о т л и% ч а ю щ е е с я тем, что вычислитель содержит тумблерный пульт, распределитель импульсов, первый, второй, третий и четвертый регистры, первый и второй суммматоры, блок, сравнения и блок усилителей, выход которого является вторым выходом вычислителя, первый выход тумблерного пульта является :первым выходом вычислителя, а второй выход соединен с входом третьего регистра, выход которого соединен с первым входом блока сравнения, выход которого соединен с первым входом блока усилителей, вход распределителя импульсов соединен е первыми входами первого и второго регистров и является входом вычислителя, первый выход распределителя импульсов соединен с вторым входом первого регистра, а второй выход соединен с вторым входом второго регистра, выходы первого и второго регистров соединены с соответствующими входами первого сумматора выход которого соединен с вторыми входами блока сравнения и блока усилителей и с первыми входами второго»сумматора и четвертого регистра, второй вход которого соединен с третьим выходом распределителей импульсов, а выход — с вторым входом второго сумматора, выход которого соединен с третьим входом блока усилите— лей.

1231608

Составитель Ю.Котов

Техред И.Попович Корректор A.Îáðó÷àð

Редактор А.Ревин

Заказ 26б0/57

Подписное

Тираж 816

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Е-35, Раушская наб., д. 4/5.Производственно-полиграфичекое предприятие, г.УЖгород ул.Проектная, 4

У °