Устройство для контроля преобразователя угла поворота вала в код

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для проверки точности работы преобразователей круговых перемещений. Целью изобретения является повышение точности уа. Для этого в устройство для контроля преобразователя угла поворота вала в код, содержащее привод, эталонный преобразователь угла поворота вала, интерполятор, два делителя частоты, фазомер и регистрирующий блок, введены десятиканальный фазовращатель, блок инверторов, десять амплитудных селекторов большего сигнала и два амплитудных селектора меньшего сигнала. Поставленная цель достигается за счет того, что с помощью десятиканального фазовращателя, амплитудных селекторов большего и меньшего сигналов формируются сигналы треугольной формы с малой нелинейностью и повышенной частотой. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1589391 (51)5 Н 03 M 1/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4460516/24-24 (22) 14.07.88 (46) 30.08.90. Бюл. Ф 32 (71) Вильнюсский филиал Экспериментального научно-исследовательского ин1, ститута металлорежущих станков (72) 3. — А.П. Зуокас, М.-А.П. Кузмицкас, Б.И. Минцерис, С.II ° Юхневич, В.Ю. Кавадяускас и Л.И. Кулис (53) 681 ° 325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 997064, кл. Н 03 M 1/10, 1981.

Авторское свидетельство СССР

Р 1027749, кл. Н 03 M 1/10, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ УГЛА IIOBOPOTA ЦАЛА В КОД (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для проверки.точИзобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для проверки точ-, ности измерительных преобразователей круговых перемещений.

Цель изобретения — повышение точности устройства.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства для контроля преобразователя угла поворота вала в код; на фиг .2 временные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство для контроля преобразователя угла поворота вала в код содержит эталонный преобразователь 1 угла поворота вала, привод 2, регистриности работы преобразователей круговых перемещений. Целью изобретения является повышение точности устройства. Для этого в устройство для контроля преобразователя угла поворота вала в код, содержащее привод, эталонный преобразователь угла поворота вала, интерполятор, два делителя частоты, фазометр и регистрирующий блок, введены десятиканальный фазовращатель, блок инверторов, десять амплитудных селекторов большего сигнала и два амплитудных селектора меньшего сигнала.

Поставленная цель достигается за счет того, что с помощью десятиканального фазовращателя, амплитудных селекторов большего и меньшего сигнапов формируются сигналы треугольной формы с малой нелинейностью и повышенной часTGToA. 2 ил, рующий блок 3, блок 4 инверторов, де- Я ) сятиканальный фазовращатель 5, ампли- фф тудные селекторы 6-15 большего сигнала, амплитудные селекторы 16-17 меньшего сигнала, делители 18 и 19 частоты, фазометр 20 и интерполятор

21. К устройству подключается контролируемый преобразователь 22.

Устройство работает следующим об- е разом.

При вращении оси з.-алонного преобразователя 1 (вращение осуществляется приводом 2, с которым жестко связана ось контролируемого преобразователя

22). На синусном и косинусном выходах эталонного преобразователя 1 об1589391 р азуются сигналы, сдвинутые друг отноо сительно друга на 90, поступающие на фазовращатель 5, в который также подаются сигналы, инверсные выходным сиг5 налам эталонного преобразователя 1 после блока 4 инверторов. На выходе десятиканального фазовращателя 5 обра1 зуются сигналы со следующими опредеенными фазами. Первые пять из них 10

Формируются по формуле:

2п где

n = О, 1,2,3,4, т.е. это фазы, равные соответственно О, 72, 144, 216 и 288 (фиг. 2а - 1, 2,3,4, 5) . Другие пять 15

I " 180

Фаз формируются по формуле . — (4»+1)

10 т е. это фазы, равные соответственно

18, 90, 162, 234 и 306 (Фиг, .2а1, 2, 3 „4, 5 ).

Указанные сигналы попарно поступают на входы двухвходовых селекторов

6-15 большего сигнала. На селектор 6 подаются фазы 0 и 144 (сигналы 1 и 3 на фиг. 2а), на его выходе обра- 25 зуется аналоговый сигнал (фиг. 2 б,, 1) — это аналоговое напряжение, представляющее собой большее из двух, поданных на селектор 6. На второй селектор 7 поступают сигналы с фазами 72 и 288 (сигналы 2 и 5, фиг. 2 а), образуется сигнал (фиг. 2 в, 1) .

На селектор 8 подаются сигналы

1 и 4 по фиг. 2а. с фазами О и 216,— после него получается сигнал по . фиг ° 2г ф 1 °

На селектор 9 подаются сигналы 3 и 5 по фиг. 2а с фазами 144 и 288 после него получается сигнал по

Фиг. 2д, 1.

Ка селектор 10 подаются сигналы 2 и 4 по фиг. 2а с фазами 72 и 216 после него получается сигнал по

Фиг. 2е, 1, Полученные пять сигналов поступают на пятивходовый селектор 16, который формирует на своем выходе аналоговое напряжение, меньшее из пяти поданных на нега. Это треугольйое напряжение, период которого в пять раз меньше (частота в пять раз выше) ис/ ходного сигнала эталонного преобразователя 1. Этот треугопьный сигнал представлен на фиг. 2ж сплошной линией восходящие и нисходящие ветви ь

„55

его являющиеся частями основного синусоидального сигнала, показаны на

Фиг, 2б,в,г,д,е утолщенными отрезками. Аналогично формируется треугольное напряжение, сдвинутое относительно первого на четверть периода; оно показано на Фиг. 2 ж штрихованной линией. Оно образуется на селекторах

11 — 15 большего сигнала. Причем на селектор 11 поступают сигналы 1 и 3 по Фиг, 2а с фазами 18 и 162 — образуется сигнал по Фиг. 2б, 2; на селектор 12 — сигналы 2 и 5 по Фиг.2а о с фазами 90 и 306 -образуется сигнал по Фиг. 2в, 2,: на селектор 13 — сигналы 1 и 4 по фиг. 2а с фазами 18 и

234 — образуется сигнал по фиг, 2г, 2; на селектор 14 — сигналы 3 и 5 по фиг.2а с фазами 162 и 306 — образуется сигнал по фиг. 2д, 2; на селектор 15 сигналы 2 н 4 по Фиг. 2а с фазами 90 и 234 — образуется сигнал по фиг. Яео

2. Указанные пять сигналов поступают на пятивходовый селектор 17, на выходе которого Формируется аналоговое напряжение, меньшее из пяти поданных на него, Оно имеет треугольную форму (фиг. 2ж — штрихованная линия); восходящие и нисходящие ветви его, являющиеся частями синусоидального сигнала, показаны на фиг. 2б, в, г, д, е штрихованными отрезками.

Нелинейность полученных треугольных сигналов составляет 0,623, что в 6,62 раза меньше, чем в прототипе.

Таким образом, после ряда преобразований выходные сигналы эталонного преобразователя 1 преобразованы в два ортогональных треугольных сигнала с пятикратным умножением по частоте и лучшим приближением к треугольной функции, т..е. теперь имеет место линейная функция угла поворота эталонного преобразователя 1, удобная для обработки в интерполяторе 21. На его выходе образуются выходные сигналы в виде последовательности импульсов, период которых в р раз меньше периода входных треугольных сигналов, где р — коэффициент интерполяции. Наличие двух сдвинутых на 90 треугольных сигналов позволяет обеспечить интерполяцию и контроль преобразователя 22 при реверсе. Эти импульсы содержат всю информацию о перемещении (унитарный код).

Если эталонный преобразователь 1 имеет при вращении за оборот N импульсов (периодов гармонического сигнала), то на выходе селектор 16 и 17 оно равно 5N, а на выходе интерполятора 21 имеет последовательность им158939 пульсов в количестве за об рот

5pN. (величина N в растровых фото,электрических эталонных преобразователях достигает 1б200, 32400). Точность эталонного преобразователя 1 выбирается исходя из точности измеряемого, который при вращении формирует и импульсов за оборот (перед контролем число п предполагается известным).10

В делителе 18 частоты это число делится на r, на выходе получается n/r, в делителе 19 частоты осуществляется деление на m; при этом коэффициенты деления r u m выбираются так, чтобы

5pN и выполнялось условие - - — вЂ, т.е.

m r частоты импульсов, подаваемых на каждый вход фазометра 20, уравнены. Регистрация колебаний фазового угла 20 между обеими последовательностями и представляет собой операцию контроля за перемещением. Если контролируемый преобразователь 22 не обладает погЪ, решностью, т.е. последовательность им-25 пульсов на выходе делителя 18 равномерна, то в фазометре 20 формируются фазовые ворота в виде прямоугольных импульсов одинаковой длительности, которые через тактовый вход фазомет- 30 ра 20 и заполняются импульсами с выхода интерпалятора 21 (его выход соединен с тактовым входом фазометра) .

Поэтому число тактовых импульсов, помещающихся в фазовых воротах, постоянно, оно подсчитывается счетчиком регистрирующего блока 3 и условно принимается за нулевую линию отсчета. Если контролируемый преобразователь 22 характеризуется погрешностью, то пос-щ ледовательность импульсов с выхода делителя 18 частоты неравномерна и фазовые ворота имеют вид прямоугольных импульсов переменной длительности, которая меняется пропорционально пог- 45 решности. Число тактовых импульсов в каждом импульсе последовательности подсчитывается в счетчике регистрирующего блока 3 и представляет собой точную цифровую информацию о погреш- п ности, которая может быть выведена в любом виде (табло, самописец и т.д.).

Фар мул а и з о бр е т ения

Устройство для контроля преобразователя угла поворота вала в код, содержащее привод, вал которого сое.— динен с валом эталонного преобразова1

6 теля угля поворота вала и является кинематическим входом устройства, интерполятар, выход которого соединен с тактовым входом фазаметра и входом первого делителя частоты, выход которого соединен с первым сигнальным входом фазометра, второй делитель частоты, вход которого является электрическим входом устройства, а выход соединен с вторым сигнальным входом фаэометра, выход которого соединен с входом регистрирующего блока, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, в него введены блок инверторав, десятиканальный фазовращатель, десять амплитудных селекторов большего сигнала и два ам-глитудных селектора меньшего сигнала, первый и второй квадратурные выходы эталонного преобразователя угла поворота вала соединены с первыми и вторыми входами десятиканальнога фаэовращателя и блока инверторов, первый и второй выходы которого соединены с третьим и четвертым входами десятиканальнога фазавращателя, первый выход десятиканального фазовращателя соедиt нсн с первыми входами первого и второ/ га амплитудных селекторов большего сигнала, второй выход — с первыми входами третьего и четвертого амплитудны>

Э селекторов большего сигнала, третий выход — с вторым входом первого ам1 плитуднага селектора большего сигнала и с первым входом пятого амплитудно/ га селектора большего сигнала, четвер."üï., выход — c вторыми входами второго и четвертого амплитудных селекторов

1 большего сигнала, пятый выход — с вторыми входами третьего и пятого ам-! плитудных селекторов большего сигнала, шестой выход — с первыми входами шестого и седьмого амплитудных селекторов большего сигнала, седьмой выход — с первыми входами восьмого и

l девятого амплитудных селекторов большего сигнала, восьмой выход — с вто;.ым входом шестого амплитудного се лектора больmего сигнала и первым входам десятого амплитудного селектора

/ большего сигнала, девятый выход — e вторыми входами седьмого и девятого

1 амплитудных селекторов большего сигнала, десятый выход — с вторыми входами восьмого и десятого амплитудных

I селекторов большего сигнала, выходы первых пяти амплитудных селекторов большего сигнала соединены. с входами, 1589391 лятора.

Составитапь А. Сидоренко

Техред Л..Сердюкова Корректор M. Пожо

Редактор Л. Пчолинская

Заказ 2547 Тираж 671 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Г1осква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 первого амплитудного селектора меньmего сигнала, а выходы остальных пяти амплитудных селекторов большего сигнала соединены с входами второго амплитудного селектора меньшего сигнала, выходы амплитудных селекторов сигнала соединены с входами интерпо