Кодирующее устройство для преобразования угла поворота вала

 

О П И С А Н И Е 38т088

Сова Советских

Социалистических

Республик

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

За висимое от авт. свидетельства №вЂ”

М. Кз. б 08с 9, 00

Заявлено 28.XI1.1970 (Эй 2606942j18-24) с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет—

Опубликовано 15Х.1973. Б.оллетень ¹ 21

Дата опубликования описания 05.1Х.1973

Комитет по делам ивобретений и открытий при Совете Министров

СССР

У Д К 621.314.26 (088,8) Авторы изобретения

В. М. Муттер, Д. И. Шнаревич, Б. В. Шамрай, М. А. Городецкая, В. С. Руденко, В. В. Бабкин и А. А. Квасов

Северо-Западный заочный политехнический институт

Заявитель

КОДИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ

УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА

Изобретение относится к устройствам, позволяющим преоаразовать угол, поворота вращающегося вала,в код, и может использоваться, например, в автоматических комплексах, содержащих ци фровые вычислительные машины.

Известны преобразаватели «угол — код», вьвполняющие преобразование угла поворота вала во,временной интервал, заполняемый импульсами стабилизированной частоты (нреобра зователи с фазовращателяии).

Однако извеспные преобразователи с фазовращателяии .имеют большую д инамическую ошибку, обусловленную твм, что частота съема информации, отаределяемая частотой питающего на пряжения фазовращателя, невелика.

Целью изобретения является снижение дина.мической погрешности преобразования.

Сущность изобретения состоит в том, что в кодирующий,преобразователь введены дополн ителвный счегчик им пульсов, дополнительный ключ, блок суммирования:и вьгчитания, схема управления, схема «ИЛИ», триггер со счепным входом и генератор управляемой частоты. Первый вход дополнительного ключа соединен через, генератор управляемой частоты с дагчикам циклов, второй вход — с выходом триггера со счетным, входом, а выход — с входам даполнителвного счетчика.

Выход схемы «11ЛИ» соединен со счетным входом тряггера; один вход схемы «ИЛИ» подключен ко второму выходу циклического преобразователя «угол — фаза — временной ии5 тервал» непосредственно, а другой вход— через схему управления, первый и второй выходы KQTolpoH соединены с блоком суммирования и вычитания, расположенным на выходах счегчиков.

10 На фиг. 1 .приведена функциональная схе»а кодирующего устройства для преобразования угла поворота непрерывно вращающегося вала; на фиг. 2 — временные диагра ммы, поясняющие при нцип действия устройства. т5 Кодирующее устройство содержит циклический преобразователь «угол — фаза — временной интервал» 1, который состоит из фазовращателя 2 (ротор последнего связан с валом, угол поворота которого кодируется), бло20 ка 8 формирава ння опорного напряжения Upn для питания фазовращателя 2, формирователя прямоугольных импульсов 4 из опорного напряжения U„„формирователя прямоугольных импульсов 5:из выходного напряжения Е фазовращателя 2 и триггера 6, управляющего ключом 7; генератор импульсов 8; счетчик имнулвсов 9; триггер 10 со счепным входом, управляющий дополнителвным ключом 11; дополнительный

З0 счетчик 12, расположенный на выкоде допол381088 нительного ключа 11; блок суммирования и вычитания 18, подключенный к выходам основного 9 и дополнительного 12 счетчиков,;Ioгическую схему «ИЛИ» 14, включенную па счетный вход трипгера 10; генератор управляемой чalcToты 15) подключенный к выходу датчика циклов 16, схему управления сложениеь» (вы)читан)ием) 17, ши ну 18, по которой лодаются и)м пульсы сброса, вырабатываемые формирователем 4 в моменты перехода опор,ного на пряжения через нуль; шипу 19, по которой поступают кома нды на считыва ние. Частота следования импульсов генератора 15 пропорциональна скорости вращения вала и оорапно про1порциональна частоте ) опорного на)пряжен ия.

Работает устройство следующим образом.

Исходное состоя и)ие трипгеров счетчиков

9 и 12, а также триггеров б,и 10 принято за нулевое; ключи 7 и Il разомкнуты и импульсы на счетчики 9 и 12 не поступают.

При повороте ротора фазовращателя 2 изменяется фаза на пря)жения E на его выходе (сдвиг фазы пропорционален углу поворота ротора). В моменты перехода на пряжений

Uop и Е через нуль (в моменты времени tI, t), 1., и t4 — c». фиг. 2) формирователи 4 и 5 вырабатывают сипналы, изменяющие состояние триггера б. В моменты t u tq триггер б переходит в состояние, противоположное исходному. В эти моменты на шине 18 появляются сигналы сброса, устанавливающие в исходное состояние триггер 10 и триггеры счетчиков 9 и 12. В моменты tg .и t4 триггер б переводится в нулевое состояние. Следователь)но, ключ 7 замкнут в течение интервалов tI — tg u

tp — t4, и в это время на счетчик 9 поступают и мпульсы от генератора 8, а в остальное время ключ 7 разомкнут и импульсы на счетчик 9 не поступают. Таким об разом, набран ное счетчиком 9 число У соответствует углу ч поворота вала в моменты времени tg и 14.

В задавный,момент времек4и 1,,на ш)ине

19 появляется сигнал на считывание, который проходит через схему «ИЛИ» 14 на счетный вход 1риггера 10, изменяя состояние послед:него.

Возмож)ны два случая: сигнал на шине 19 появляется в тот промежуток времени, когда ключ разоминут, и счетчик 9 не работает (нап риме)р, в промежутке 1 — lз — см. фиг. 2, а), либо в промежутке, копда ключ 7 замкнут (на пример, в)про)межутке tI — t2 — см. фиг. 2,б).

Случай 1 (фиг. 2, а). До )момента времени

t> устройство ра)ботает так, как было описано: триггер б находится в состоянии, противополажном HIcxoplHQIMQ, ключ 7 замкнут, и на счетчик 9 поступают импульсы от генератора 8.

В момент 4 при переходе.выходного напряжения фазовра щателя через нуль формирователь

5 вырабатывает импульс, который возвращает триггер б в исходное состояние. Ключ 7 запирается. На)бран)ное счетчиком 9 число N соответствует углу поворота ротора фазовращатеЛЯ В MOIMeIHT г2.

1О

55 бО

Кроме того, импульс с выхода формирователя 5 проход)ит через схему «ИЛИ» 14 на счетный вход триггера 10 и переворачивает его. Дополнительный ключ 11 открывается и на счетчик 12 начинают поступать импульсы () с частотой — jp (fp — частота иипульсов, вырабатываемых генераторам 8). Сипнал: выхода формирователя 5 подается также в схему управления 17, которая за поми)нает, что этот сигнал пришел раньше сипнала на счиTbrâ à íIè å.

В момент tp на шине 19 появляется сигнал, выдаваемый схемой управления 17, на считывание, который проходит через схему

ИЛИ 14 на счетный вход триггера 10 и возвра щает его в исходное состояние. Дополнительный ключ 11 закрывается, поток импульсов на счетчик 12 прек)ращается, и набранное этим счетчиком число N соответствует приращению угла поворота вала в течение интервала аремени 4 — /о.

Кроме того, схема управления выдает в блок 13 кома иду «Слож)ить», так как сигнал на считывание при)шел позже, чем сигнал с выхода формирователя 5 (т. е. tp)tg). В результате к числу N, на бранному счепчиком 9, добавляется число N. Таким образом, число

iV+ N, зафи)ксироваиное,в блоке 18) соответствует углу поворота вала в момент tp.

Случай 2 (фиг. 2, б). Как и раньше, в момент t ключ 7 замыкается, и счетчик 9 нач инает счет импульсов.

В момент tp )на шине 19 появляепся сигнал на считывание, который через схему «ИЛИ»

14 попадает на счетный вход триггера 10 и опрокидывает его. Ключ 11 открывается, и на счетчик 12 начинают поступать импульсы

Q с ча стотой fp.

При переходе,выходного,напряжения фазовращателя 2 через нуль (в момент времени t>) фор мирователь 5 выдает сигнал, который папа дает )на вход триггера б и через схему «ИЛИ» 14 — )на счетный вход триггера 10.

Триггеры 6 и 10 переводятся в исходное состояние, клю ги 7 и 11 размыкаются. Набранное счетчиком 9 число N соответствует углу поворота вала в момент t2, а число N, на. бран ное счетчиком 12,— приращению угла поворота за промежуток времени /о — 4.

Кроме того, сигнал с выхода формирователя 5 попадает в схему управлен ия 17, которая выдает в блок 18 кама иду «Вычесть», так как t>)tp. В результате от числа Л отнимается N. Таким об разом, число N — 1М, зафиксирован ное в блоке 18, соопветствует углу поворота:вала в момент tp.

В дальнейшем в момент .времени t3 с выхода формирователя 4 )на шину 18 подается импульс сб)роса, который устана)вливает триггеры схемы в исходное состояние. Успройство готово .к новому преобразованию.

При поступлен ии из схемы управления 17 очеред)но по сипнала на считывание (в момент

381088

П р ед м е т,изобретения

f !

1

l

1

Составитель М. Черенкова

Техред Т. Курилко

Рсдактор T. Авдеева

Корректоры А. Дзесова и В. Брыксина

Заказ 382/1178 Изд. № 542 Тираж 602 Подписное

11НИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Тнп. Харьк. фил. пред. «Патент>

4 по шине 19) начнется, новый цикл преоб"разования,,причем,при появлении сигнала в промежутке времени t4 — t! работа устройства аналогична его работе в случае 1, а в промежутке времени t; — t4 — аналогична работе .в случае 2.

1(одирующее устройство для преобразования угла поворота вала, содержащее счетчик импульсов, вход которого соединен с выходом ключа, первый вход которого соединен с первым выходом преобразователя «угол — фаза— временной интервал», а .второй —.с генератором им!пульсов, и датчик циклов, отличающееся тем, что, с целью уменьшения динамической погрешности преобразования, в него введены дополн!ительные счетчик импульсов и ключ, блок суммирова!н ия и вычитания, схема управления, схема «ИЛИ», гр!иггер со счетиы!м вхо!дом и генератор управляемой частоты, причем выход датчика циклов соединен через генератор управляемой частоты с первым входом до!полнительного ключа, выход которого соединен через дополнительный счегчик с первым входом блока сумсчирования и вычитания, второй вход которото соединен с выходом счетчика !импульсов, а третий и четвертый входы соединены с первым и вторы!х! выходами схемы управления, вход которой соединен со вторым выходом преобразователя «угол †фаза †време интервал»

15 и с первым .входом схемы «ИЛИ», второй вход схемы «ИЛИ» соединен с третьим выходом схемы управлепия, а выход схемы «ИЛИ» соединен со счетным входом триггера, выход которого соединен со вторым входом допол20 нителыного ключа.