Способ контроля преобразователя угла поворота вала в код и устройство для контроля преобразователя угла поворота вала в код

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для контроля преобразователя угла поворота вала в код. Целью изобретения является повышение достоверности контроля при воздействии эксплуатационных факторов . Поставленная цель достигается тем, что в способе контроля преобразователя угла поворота вала в код, ос- . нованном на формиро/вании в блоке 3 сигналов, реальных, а на выходе Делителя 9 - расчетных моментов смены кода, определении погрешности преобразователя 20. Вьщеляют зоны неоднозначного считывания кода в блоке 13, внутри которых сравнивают сигналы реальных и расчетных моментов смены кода. В случаях их несовпадения формируют на выходе 28 элемента ИС- КЛЮЧАЩЕЕ ИЛИ 1 I стробирующие сигналы , определяют их количество в счетчике 15 и значения углов поворота вала преобразователя, соответствующих моментам формирования стробирующих сигналов. Определяют среднее значение угла реальной смены кода путем суммирования в блоке 14 значений углов поворота вала преобразователя и деления в блоке 18 суммы на количество стробирующих сигналов, погрешность преобразователя определяют путем вычитания в блоке 16 среднего значения угла реальной кода из расчетного значения угла смены кода. 2 с. 1 з.п. Фт-лы. 4 ил. с (О (Л to со 00 со Фиг.2

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 Н 03 М 1/10

ВСЕГ пЖЯИ11 Я

13,, 131

ЬИЪАИО ТЫА

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

И

22

Д

24

2$

26

27

af й ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3986886/24-24 (22)30,10.85 (46) 23,03.87. Бюл, Р 11 (72) В. Г. Домрачев, В. М. Исаев, Б. С. Мейко и Н. А. Сиряченко (53) 681.325(088,8) (56} Авторское свидетельство СССР

У 430418, кл. Н 03 M 1/10 1972.

Авторское свидетельство СССР

В 705497, кл. Н 03 M 1/10, 1977. (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ

УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

:(57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для контроля преобразователя угла поворота вала в код, Целью изобретения является повышение достоверности контроля при воздействии эксплуатационных факторов, Поставленная цель достигается тем, что в способе контроля преобразователя угла поворота вала в код, основанном на формирс|вании в блоке 3

„.SU„1298917 А 1 сигналов реальных, а на выходе де

Г лителя 9 — расчетных моментов смены кода, определении погрешности преобразователя 20. Выделяют зоны неоднозначного считывания кода в блоке 13, внутри которых сравнивают сигналы реальных и расчетных моментов смены кода. В случаях их несовпадения формируют на выходе 28 элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 11 стробирующие сигналы, определяют их количество в счетчике 15 и значения углов поворота вала преобразователя, соответствующих моментам формирования стробирующих сигналов. Определяют среднее значение угла реальной смены кода путем суммирования в блоке 14 значений углов поворота вала преобразователя и деления в блоке 18 суммы на количество стробирующих сигналов, погрешность преобразователя определяют путем вы" читания в блоке 16 среднего значения угла реальной смены кода из расчетного значения угла смены кода. 2 с.

1 з.п. ф;-лы. 4 ил.

298917

50! l

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для контроля преобразователя угла поворота вала в код.

Цель изобретения — повышение достоверности контроля при воздействии эксплуатационных факторов.

На фиг, 1 приведены диаграммы, поясняющие способ контроля преобразователя угла поворота вала в код (а—

1 фронт выходного сигнала V преоб6 bi X разователя угла поворота вала в код, измеренного в зависимости от угла с! в нормальных условиях; 8- фрагмент из осциллограмм, иллюстрирующий ко,пебания во времени t уровней U U, приведенного на фйг . 1 а участка фронта выходного сигнала при воздействии на пр еобр азов атель быстроменяющегося эксплуатационного фактора„ 6 - вид реального и соответствующего ему расчетного кванта); на фиг, 2а структурная схема у "TpoHcTBB контроля преобразователя гла поворота вала в код; т.,а фиг, 25 — временные диаграюп|, поясняющие его работу; на фиг. 3 а. — структурная схема блока формирования сигналов зон неоднозначного счипывания кода; на фиг. ЗЯ вЂ” временные диаграммы, поясняющие работу этого блока; на фиг, 4 — структурная схема блока сумьмрования.

Устройство дпя контроля преобразователя угла поворота вала содержит привод 1, блок 2 регистрации, блок 3 форкырования сигналов реальной смены кода, дешифратор 4 нулевого кванта, триггер 5,, элемент И 6, генератор 7 тактовы:;-. импульсог., счетчик 8, делитель 9 частоты, триггер 10, элемент ИСЮ11ОЧАЗЯЦЕЕ И!П1 11, триггер 12, блок 13 формирования сигналов зон неоднозначного считывания кода, блок

14 суммирования, счетчик 15 блок 16 вычитания., элемент 7 задержки, блок

18 деления, регистр 19 и испытуемый преобразователь 20 угла поворота вала в код, выход 21 триггера з, выход 22 элемента И 6, выход 23 блока 3 формирования сигналов реальной смены кода, выход 24 триггера 10, выход 25 делителя 9 частоты, выход

26 счетчика 8, выход 27 триггера 12, выход 28 элемента ИСЕЛ10ЧАЮЩКК ИЗП! 11, выход 29 блока 13 формирования сигналов зон неоднозначного считывания кода блок 13 формирования сигналов

7 реальной смены кодя выполнен в видF триггера 30, элементов 3! и !? iaдержки, элементов И 33 и 34, одновибраторов 35 и Зб и элемента ИЛИ 37 и имеет вход 38 триггера 30, выход 39 триггера 30, выход 40 одновибратора 35, выход 41 одновибратора 36, выход 42 элемента ИЛИ 37, блок 4 суммирования выполнен в виде форми10 рователя 43 короткого импульса, регистр а 44 и сумматор а 45.

Угловая зона сс-„-< (фиг. l, а и !!) является зоной неоднозначногс считывания кода, так как все отме-!

5 ченные в этой зоне уровни U -U вы5 ходного сигнала при колебании его от эксплуатационного воздействия могут расшифровываться в зависимости от времени 1. „-1:„и как О, И как 1, На20 пример, колебания уровня U< (фиг. 1, ) выходного сигнапа приводят к тому, что в моменты времени t„ - он расшифровывается как О, ?, -t — как l как 0 и т.д, Из этих сообряя<е1 нйй видно, что угловые координаты „ и д-5 являются границами зоны неоднозначного считывания кода, Величиной этой эоны обусловлена дополнительная погрешность Е, возникающая в ïpå30 образователе при быстроменяющихся эксплуатационных факторах, Эта погрешность распределена относительно угловой координаты смены значений кода в нормальных условиях и может равняться любой величине в пределах ее максимальных значений — Е в +Е макс с + °

3 Я 5 5

В каждой 1 и зоне неоднозначного

o÷èòûâàHèÿ кода фиксируют значения угловых координат реальных моментов смены кода, несущих в себе погрешность, !!а фиг. 1 в такие моменты смены кода отмечены стрелками, Полученный в i-й зоне ряд значений угловых координат моментов смены кода позволяе r определить их ожидаемое значение в этой зоне. Разность между ожидаемым и соответствующим его расчетным значением угловых координат смен кода является средней погрешностью преобразователя в i-й зоне, Устройство работает следуюшим образом.

Привод 1, в качестве которого может быть применен шаговый двигатель, вращает вал преобразователя 20. в соответствии с каждым тактовым сигналом с генератора 7 тактовых импульсов.

917 4

3, 298

При появлении на выходе преобразователя 2 нулевой кодовой комбина.ции, соответствующей нулевому положению вала, срабатывает дешифратор 4 и опрокидывает триггер 5 (фиг, 26, 2 1) выходной сигнал которо го дает команду готовности к работе блоку 8 формирования сигналов реальной смены кода и открывает элемент И 6 для прохождения импульсов с генератора 7 Ig на вход счетчика 8, который начинает счет импульсов (фиr. 28, 22) .

При вращении вала преобразователя 20 на выходе блока 3 формирования сигналов реальной смены кода формируются сигналы смены кода, которые из-за неоднозначности считывания ин формации в зонах дешифрации выходных сигналов преобразователя 20 представляют собой пачки импульсов (фиг. 2&, 20

23), следующие друг за другом. Каждой зоне неоднозначного считывания кода соответствует пачка импульсов, Каждая пачка импульсов, поступающая на вход триггера 10, преобразуется в 25 соответствующие этим импульсам прямоугольные сигналы (фиг. 28, 24), в результате чего на выходе триггера 10 всякий раз с поступлением на его вход пачки импульсов формируется сигнал 30 реального кванта младшего разряда преобразователя 20 в зоне неоднозначного считывания кода, Одновременно импульсы с элемента И 6 поступают на вход делителя 9, формирующего сигналы (фиг. 2S 25), соответствующие расчетным моментам смены кода, которые при поступлении на управляющий вход регистра 19 дают ему команду записать содержимое счетчика 40

8, Регистр 19 фиксирует таким образом число тактовых сигналов (фиг. 28»

26), соответствующих каждому расчетному моменту смены кода, Триггер 12, на счетный вход ко- 45 торого поступают сигналы расчетных моментов смены кода с делителя 9, формирует сигнал (фиг. 25, 27), со.ответствующий расчетному кванту младшего разряда. Этот сигнал с триг-5р гера 12 поступает на второй вход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ HJIH 11, на первый вход которого с выхода триггера

10 подается сигнал (фиг. 26, 24), соответствующий реальному кванту 55 младшего разряда преобразователя 20, Сигнал (фиг, 2b 28) на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 11 появляется только в случае несовпадения си гналов реального и расчетного квантов на его входе, т.е. когда реальный квант несет в себе погрешность при считывании, При появлении сигнала на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ HJIH

11 он просчитывается счетчиком 15 и одновременно дает команду блоку 14 суммирования просуммировать содержимое счетчика 8, а также — команду блоку 13 формирования сигналов зон неоднозначного считывания кода сформировать передний фронт сигнала, соответствующего началу зоны неоднозначного считывания кода (фи г. 28, 29) .

С появлением на выходе элемента

ИСКЛ10ЧАЮЩЕЕ ИЛИ 1 сигнала, соответствующего последнему из пачки импульсов зоны неоднозначного считывания кода, счетчик 15 просчитывает все поступившие на него сигналы, блок 14 суммирования просуммирует тактовые сигналы, соответствующие каждому из этих сигналов, а на выходе блока 13 формирования сигналов зон неоднозначного считывания кода сформируется спад сигнала, соответ- ствующего концу боны неоднозначного считывания кода, По сигналу с выхода блока 13 формирования сигналов зон неоднозначного считывания кода блок 18 деления делит содержимое блока 14 суммирования на содержимое счетчика 15. Сигналы с выхода блока

18 деления и регистра 19 поступают на входы блока 16 вычитания, на выходе которого формируется сигнал, соответствующий средней величине погрешности с ее знаком в зоне неоднозначного считывания кода. Этот сигнал поступает на вход блока 2 регистрации, где он записывается, Одновременно сигналом с выхода блока 13 формирования сигналов зон неоднозначного считывания кода с задержкой, обусловленной элементом 17 задержки, блок 14 суммирования, счетчик 15 и блок 16 вычитания сбрасываются в нулевое состояние.

В этом первый цикл измерений заканчивается, очередной цикл работы наступает с началом следующей зоны неоднозначного считывания кода.

При полном обороте преобразователя 2 в блоке 2 регистрации сформируется полный массив погрешностей преобразователя 20 со своими знаками, 5 12989 который служит для оценки его точности.

Устройства функционирует до появления очередной нулевой кодовой комбинации преобразователя 20, при появлении которой дешифратор 4 возвращает триггер 5 в исходное положение, элемент И 6 закрывается, а блок 3 формирования сигналов реальных смен кода отключается, fO

Блок 13 формирования сигналов зон неоднозначного считывания кода работает следующим образом, Импульсы (фиг. Зб, 38) с выхода элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 11 поступают на вход счетного триггера 30 и одновременно. на входы элементов 31 и 32 задержки, предназначенных для задержки импульсов на время переходных процессов в триггере 30. Первый импульс 20 из пачки опрокидывает триггер 30 (фиг.. 38, 39), элемент И 33 открывается, и сигнал с элемента 31 задержки поступает на одновибратор 35, выходной сигнал (фиг. З о, 40) которо- 25

ro поступает на первый вход элемента ИЛИ 37. На выходе последнего формируется фронт сигнала зоны неоднозначного считывания кода.

Длительность сигналов, формируе- ЗО мых одновибраторами 35 и 36, выбирается несколько большей периода следования импульсов в пачке.

При поступлении на вход триггера

30 второго импульса из пачки он возвращается в исходное состояние и сигнал с элемента 32 задержки через элемент И 34 проходит на одновибратор 36, выходной сигнал (фиг. 35, 40

41), которого поступает на второй вход элемента ИЛИ 37. Аналогичным образом отрабатываются все импульсы пачки с выхода элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ 11. Причем приход последнего им- 45 пульса из пачки сформирует на выходе элемента ИЛИ 37 спад сигнала зоны неоднозначного считывания кода.

Таким образом из пачки импульсов на входе блока 13 формируется сигнал (фиг. 35, 42) на его выходе, длительность которого соответствует длительности этой пачки.

Спад сигнала зоны неоднозначного считывания кода сформируется с учетом длительности сигнала одновибраторов 35 и 36, однако точность решения поставленной задачи QT этого не з ави сит.

17 б

Блок 14 суммирования работает t-.педующим образом. Сумматор 45 начинает счет тактовых импульсов одновременно со счетчиком 8, регистр 44 в это время установлен в нулевое положение. С появлением на выходе элемента ИСКЛЮЧАКЦ1ЕЕ ИЛИ 11 первого сигнала, соответствующего первой зоне неоднозначного считывайия кода, на первом входе и выходе сумматора

45 сформируется код числа о. такто1 вых импульсов, соответствующего этому сигналу. Одновременно первый сигнал с выхода элемента ИСКЛЮЧАКЩЕ1:

ИЛИ 11 через формирователь 43 короткого импульса дает регистру 44 команду записать содержимое сумматора 45, В результате на второй вход сумматора 45 с выхода регистра 44 поступит кад числа о. = о-„

С появлением на выходе элемента

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 11 второго сигнала, соответствующего"-зоне неоднозначного считывания кода, на первом входе сумматора 45 сформируется код числа и тактовых импульсов, соответствующего этому сигналу, а на выходе сумматора появится соответственно код суммы чисел а. +<3 тактовых импульсов, которую записывает регистр 44, Процесс суммирования продолжается до появления последнего сигнала, соответствующего зоне неоднозначного считывания кода, С его появлением на выходе сумматора 45 сформируется код суммы чисел о „ + а +. ...,+ a тактовых импульсов, соответствующих и сигналам с выхода элемента ИСКЛ10ЧАЮЩЕЕ ИЛИ 11, который записывается регистром 44 и

его выхода поступает на вход блока

18 деления, Цикл работы блока 14 суммирования заканчивается с окончанием эоны неоднозначного считывания кода, Тогда по сигналу с выхода элемента i 7 задержки регистр 44 сбрасывается в нулевое положение„Сумматор 45 продолжает считать тактовые импульсы вместе со счетчиком 8.

Формула изобретения

1, Способ контроля преобразователя угла поворота вала в код, основанный на формировании сигналов реальных и расчетных моментов смены кода, определении погрешности преобразовате129 89 ля,отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности контроля при воздействии эксплуатационных факторов, в нем выделяют зоны неоднозначного считывания кода, внут- 5 ри которых сравнивают сигналы реальных и расчетных моментов смены кода и в случаях их несовпадения формируют стробирующие сигналы, определяют их количество и значения углов поворота jp вала преобразователя, соответствующих моментам формирования стробирующих сигналов, определяют среднее значение угла реальной смены кода путем суммирования значений углов поворота f5 вала преобразователя и деления суммы на количество стробирующих сигналов, а погрешность преобразователя определяют путем вычитания среднего значения угла реальной смены кода из рас- gp четного значения угла смены кода, 2. Способпоп. 1,. отличаю шийся тем, что выделение зоны не од коз начно го считы в ания о суще ст вляют путем сравнения сигналов реальных 25 и расчетных моментов смены кода, формирования импульсов заданной длительности в моменты их несовпадения, логического суммирования импульсов заданной длительности и определения зо- 30 ны неоднозначного считывания как интервала времени между началом первого импульса заданной длительности и концом последнего импульса заданной длительности, 35

3, Устройство для контроля преобразователя угла поворота вала в код, содержащее генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с первым входом элемента И, привод, вал, кото- щ рого является кинематическим входом. устройства, первый вход блока формирования сигналов реальной смены кода является электрическим входом устройства и сОединен с входом дешифратора ф5 нулевого кванта, выход которого соединен через первый триггер с вторыми входами блока формирования сигна17 8 лов реальной смены кода и элемента И, выход блока формирования сигналов реальной смены кода соединен с входом второго триггера, выход элемента И соединен с входом первого счетчика, третий триггер, второй счетчик и блок регистрации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности контроля преобразователя угла поворота вала в код в него введены делитель частоты, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ, блок формирования сигналов зон неоднозначного считывания кода, блок суммирования, блок вычитания, элемент за- . держки, блок деления и регистр, выход генератора тактовых импульсов соединен с входом привода, выход второго триггера соединен с первым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ-ИЛИ, выход элемента И соединен через делитель частоты с первым входом регистра и входом третьего триггера, выход которого соединен с вторым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого соединен с первым входом блока суммирования, с первым входом второго. счетчика и входом блока формирования сигналов зон неоднозначного считывания кода, выход первого счетчика соединен с вторыми входами регистра и блока суммирования, выход регистра соединен с первым входом блока вычитания, выход соединен с первым входом блока деления, выход блока формирования сигналов зон неоднозначного считывания кода соединен с вторым входом блока деления и входом элемента задержки, выход которого соединен с вторым входом второго счетчика, с вторым входом блока вычитания и с третьим входом блока суммирования, выход которого соединен с третьим входом блока деления, выход которого соединен с третьим входом блока вычитания, выходы которого соединены с входами блока регистрации, выходы которого являются информационными выходами устройства.

I 2989 I 7

1

И и» б

3 ®> И

Реисиурац

Ф

4 2 3 4б 4 4 ? 8 И

Фиг, 1

Составитель Е. Бударина

Техред A.КОданич Корректор О. Луговая

Редактор Л. Гратилло

3акаэ 899/60 Тираж 902 Подпи сное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Произ водственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4