Преобразователь угла поворота вала в код

 

.Изобретение относится к области автоматики, телемеханики, вычислительной техники, может быть использовано в системах числового программного управления , в приводах станков, промьшшенных роботов и является усовершенствованием изобретения по а.с. № 1076934. С.целью повышения надежности преобразователя путем проведения контроля его работы в преобразователь , содержащий генератор 1 импульсов , первый II и второй 2 коммутаторы , делитель 3 частоты, источник 4 питания фазовращателя, фазовраща- .тель 5, первый 6 и второй 7 формирователи фазовых импульсов, первый 13 и второй 8 фазовые дискриминаторы, счетчик 9, счетчик 10 с переменньм коэффициентом деления, первый 12 и второй 15 реверсивные счетчики, накопитель 14, .введены блок 16 задания кода контроля и элемент ИЛИ 17. Блок 16 задания кода контроля содержит четыре D-триггера, два элемента И, делитель частоты и инвертор, Второй коммутатор 2, делитель 3 частоты, источник 4 питания фазовращателя, второй формирователь 7 фазового импульса , второй фазовый дискриминатор 8 и счетчик 9 образуют систему фазовой автоподстройки входного напряжения фазовращателя 5 относительно выходного сигнала счетчика 9. Первый форс (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А2 (19) (!1) (ц. Н 03 М 1/64

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTQPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (61) 1076934 (21) 3961574/24-24

Г22) 08.10,85 1(46) 07.03.87. Вюл. И - 9 (72) В.И.Левашов, Д.И.Вышецкий, С.А.Калинин и В.Ф.Семенюк (53) 621.325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ир 1076934, кл. С 08 С 9/00, 1982. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЪ УГЛА ПОВОРОТА

ВАЛА В КОД о (57) Изобретение относится к области автоматики, телемеханики, вычислительной техники, может быть использовано в системах числового программного управления, в приводах станков, промьппленных роботов и является усовершенствованием изобретения по а.с.

Р 1076934. С .целью повышения надежности преобразователя путем проведения контроля его работы в преобразователь, содержащий генератор 1 импульсов, первый 11 и второй 2 коммутаторы, делитель 3 частоты, источник

4 питания фазовращателя, фазовращатель 5, первый 6 и второй 7 формиро.ватели фазовых импульсов, первый 13 и второй 8 фазовые дискриминаторы, счетчик 9, счетчик 10 с переменным коэффициентом деления, первый 12 и второй 15 реверсивные счетчики, накопитель 14, введены блок 16 задания кода контроля и элемент ИЛИ 1?. Блок

16 задания кода контроля содержит четыре D-триггера, два элемента И, делитель частоты и инвертор. Второй коммутатор 2, делитель 3 частоты, источник 4 питания фазовращателя, втоЯ рой формирователь 7 фазового импульса, второй фазовый дискриминатор 8 и (/) счетчик 9 образуют систему фазовой автоподстройки входного напряжения фазовращателя 5 относительно выходного сигнала счетчика 9. Первый фор1295522 мирователь 6 фазового импульса, первый фазовый дискриминатор 13, первый

12 и второй 15 реверсивные счетчики, счетчик 10 с переменным коэффициентом деления и первый коммутатор ll образуют систему фазовой автоподстройки выходного напряжения фазовращателя 5 относительно входного. Выходной код образуется в накопителе 14. На информационные входы блока 16 подается опИзобретение относится к области автоматики, телемеханики, вычислительной техники, может быть исполь- ° зовано в системах числового программного управления, в приводах станков, промышленных роботов и является усовершенствованием изобретения по авт. св. У 1076934.

Целью изобретения является повышение надежности преобразователя путем проведения контроля его работы.

На фиг.l представлена структурная схема преобразователя; на фиг.2— структурная схема блока задания кода контроля.

Преобразователь (фиг ° I) содержит генератор 1 импульсов, коммутатор 2, делитель 3 частоты, источник 4 питания фазовращателя, фазовращатель 5, первый 6 и второй 7 формирователь фазовых импульсов, фазовый дискриминатор 8, счетчик 9, счетчик 10 с переменным коэффициентом деления, коммутатор II, первый реверсивный счетчик

12, фазовый дискриминатор 13, накопитель 14, второй реверсивный счетчик

15, блок 16 задания кода контроля, элемент ИЛИ 17.

Блок 16 задания кода контроля (фиг.2) содержит первый 18, второй

1 9, третий 20 и четвертый 21 триггеры, первый 22 и второй 23 элементы

И, делитель 24 частоты и инвертор 25.

Генератор 1 предназначен для формирования двух несовпадающих во времени высокочастотных последовательностей импульсов. Делитель 3 частоты, счетчик 9 и первый реверсивный счет.чик 12 представляют собой стандартределенное количество импульсов, смещающих по фазе выходной сигнал счетчика 9, что отрабатывается обеими системами автоподстройки. В резуль- . тате на выходе накопителя 14 формируется код, равный количеству импульсов, поданных на соответствующий вход блока Iб, что свидетельствует об исправности преобразователя. 1 з.п. ф лы, 2 ил. ные реверсивные счетчики с коэффициентом деления N = 2, где n — число двоичных разрядов.

Источник 4 питания фазовращателя

5 состоит из активного фильтра, выделяющего первую гармонику сигнала с выхода делителя 3, и усилителя мощности для питания обмоток фаэовращателя

5. В качестве фазовращателя 5 могут быть использованы вращающиеся трансформаторы, сельсины, резольверы, индуктосины и т.д. Формирователи 6 и 7 фазовых импульсов могут быть выполнеМЯ ны на базе компараторов напряжения.

Фазовые дискриминаторы 8 и 13 предназначены для коммутации импульса, приходящего ча первый вход,, на один из выходов в зависимости от логического значения сигнала на втором входе.

Коммутатор 11 предназначен для коммутации импульсов с выхода счетчика 10 на суммирующие входы первого реверсивного счетчика 12 н накопителя 14 при положительном знаке кода в счетчике 15 или на вычигающие входы счетчика 12 и накопителя 14.

Блок 16 (фиг.2) предназначен дпя ! передачи кода контроля в режиме "Контроль" в преобразователь.

Преобразователь угла в код работает следующим образом.

В режиме преобразования угла в код импульсы с первого выхода генератора I с частотой через коммутатор

3» 2 заполняют делитель 3 частоты. Источник 4 питания фазовращателя преобразует опорный сигнал частотой f/Ы с выхода делителя 3 частоты в двухфазное гармоническое напряжение пита3 12955 ния фазовращателя 5. Напряжение с выхода фазовращателя 5, сдвинутое по фазе на угол, пропорциональный углу разворота оси вала фазовращателя, поступает на вход первого формирователя 6 фазового импульса, на выходе которого формируется короткий импульс в момент перехода входного напряжения из отрицательной области в положительную. Выходные импульсы формирователя 10

6 поступают на первый вход первого фазового дискриминатора 13, на второй вход .которого поступают импульсы со старшего разряда первого реверсивного счетчика 12, частота которых рав.f5 на частоте сигнала питания фаэовращателя. В начальный момент времени ось вала фазовращателя 5 неподвижна, накопитель 14 и счетчики обнулены, поэтому сигнал с выхода первого ре- 20 версивного счетчика 12 совпадает по фазе (с точностью до одного периода частоты f/N) с выходным сигналом фазовращателя 5.

При медленном повороте вала фаэовращателя 5 в положительном направ-. лении сигнал с его выхода начинает опережать по фазе сигнал с выхода первого реверсивного счетчика 12. Фазовый дискриминатор 13 направляет фа- 30 зовые импульсы на суммирующий вход второго реверсивного счетчика 15. При этом на выходе счетчика 10 с переменным коэффициентом деления появляются импульсы, которые через первый комму- 35 татор 11 добавляются к импульсам генератора 1 на суммирующем входе счетчика 12, что приводит к смещению фазы сигнала на выходе счетчика 12 по отношению к сигналу на выходе фазо- 40 вращателя 5. Одновременно первый коммутатор ll направляет эти импульсы на суммирующий вход накопителя 14.

При вращении вала фазовращателя 5 в отрицательном направлении работа 45 преобразователя аналогична рассмотренной, а отрицательное изменение фазы сигнала на выходе счетчика 12 и кода накопителя 14 осуществляется коммутатором 11 за счет подачи им- 50 пульсов счетчика 10 на вычитающие входы реверсивного счетчика 12 и накопителя 14.

Для устранения погрешности преобразования угла в код эа счет измене ния фазы сигналов питания фазовращателя < щ, возникающего под действи ем дестабилизирующих факторов в диа22 4 пазоне рабочих температур, преобразователь содержит корректирующий контур, включающий в себя второй формирователь 7 фазовых импульсов, второй фазовый дискриминатор 8, второй коммутатор 2, элемент ИЛИ 17 и счетчик 9. Работа корректирующего контура аналогична рассмотренной работе контура измерений фазы сигналов при вращении вала фазовращателя. Импульсы с первого выхода генератора 1 через второй коммутатор 2 поступают на суммирующий вход делителя 3 частоты и через элемент ИЛИ 17 на суммирующий вход счетчика 9. Второй формирователь 7 фазовых импульсов формирует короткие импульсы из сигналов питания фазовращателя 5 при переходе напряжения питания фазовращателя иэ отрицательной области в положительную, которые поступают на первый вход второго фазового дискриминатора 8. На второй вход второго фазового дискриминатора 8 поступают импульсы с выхода счетчика 9, частота которых равна частоте сигнала питания фазовращателя.

В режиме преобразования угла в код система контроля не работает, выходной сигнал счетчика 9 имеет стабильную частоту и фазу. Если фаза сигнала питания фазовращателя 5 изменяется на — hq за счет дестабилизирующих факторов, фазовый дискриминатор 8 через второй коммутатор 2 добавляет импульсы на суммирующий вход делителя

3 частоты, за счет чего фаза его выходного сигнала смещается таким образом, чтобы скомпенсировать уход фазы сигнала в источнике 4. При изменении фазы сигнала питания фазовращателя 5 на величину + ь(работа системы стабилизации фазы аналогична описанной.

При этом величина фазового сдвига источника 4 не влияет на точность преобразования угла поворота вала фаэовращателя в код.

В режиме контроля преобразователя на вход блока 16 задают К импульсов, имитирующих перемещение. В блоке 16 осуществляется синхронизация входных импульсов. При наличии импульсов на одной входной шине преобразователя синхронизированные импульсы с выхода блока 16 через элемент ИЛИ 17 поступают на суммирующий вход счетчика 9; сдвигая фазу его выходного сигнала на

5 1295522

K дискрет. Корректирующий контур,. ч сдвигает на К дискрет фазу выходных д сигналов делителя 3 частоты, источ- р ника 4 питания и фазовращателя 5.Сме- с щение по фазе выходного сигнала фазо- 5 вращателя 5 приводит к изменению ко- л да в накопителе 14 на К дискрет. По з результату сравнения кода накопителя в

14 с числом входных импульсов блока г

1б судят об исправности преобразова- >0 л теля, что повышает надежность преоб- и раэователя при его рабОте в режиме и измерения угла. к

Составитель А,Смирнов

Техред Л.Сердюкова Корректор О.Луговая

Редактор С.Патрушева

Заказ б28/б2 Тираж 902 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие,г.Ужгород,ул.Проектная,4.

Формула изобретения

1 . Прес бр аз оват ель угла поворота вала в код по авт.св. Р 1076934, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности преобразо-20 вателя, в него введены блок задания кода контроля и элемент ИЛИ, первый и второй въиоды генератора импульсов подключены соответственно к первому входу элемента ИЛИ и к синхронизирующему входу блока задания кода контроля, информационные входы которого являются входными шинами преобразователя, один выход блока задания кода контроля подключен к второму входу элемента ИЛИ, выход которого подклюен к суммирующему входу счетчика, а ругой выход блока задания кода. контоля подключен к вычитающему входу четчика.

2. Преобразователь по п.1, о т— и ч а ю шийся тем, что -блок адания кода контроля содержит перый„ второй, третий и четвертый тригеры, первый и второй элементы И, деителв частоты и инвертор, С-входы ервого и второго триггеров являются нформационными входами блока задания ода контроля, D-входы первого и второго триггеров соединены с шиной питания, а выходы подключены к D-входам соответственно третьего и четвертого триггеров, прямые выходы которых подключены к первым входам соответственно первого и второго элементов И, а инверсные выходы " к R-входам соответственно первого и второго триггеров, вход делителя частоты является синхронизирующим входом блока задания кода контроля, выход делителя частоты подключен к вторым входам первого и второго элементов И и через инвертор — к С-входам третьего и четвертого триггеров, а выходы первого и второго элементов И являются соответственно первым и вторым выходами блока задания кода контроля.