Преобразователь угол-фаза-код

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз 1:оветских

Социалистииеских

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 02. I II.1971 (№ 1629848/18-24) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 26.Х.1973. Бюллетень № 43

Дата опубликования описания 28.III.1974

9/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР ао делам изобретений и открытии

88.8) Автор изобретения

А. Г. Мольнар

Московский институт электронного машиностроения

Заявитель

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГОЛ-ФАЗА-КОД

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть исполь овано в прецизионных преобразователях угла поворота вала измерительной системы в цифровой код.

Известны преооразователи угол-фаза-код, содержащие генератор импульсов, подключенный ко входам реверсивных счетчиков импульсов и через делитель частоты к синхронному электродвигателю, механически сочлененному с кодирующим устройством (ротором), а также неподвижный и сочлененный со входным валом подвижный считывающие лементы, выходы которых соединены через устройства сравнения с выходами реверсивных счетчиков импульсов.

Однако существующие устройства имеют динамическую погрешность, вызванную вибрацией ротора в подшипниках, неравномерностью скорости вращения ротора, неточностью геометрических размеров ротора и считывающих элементов.

Целью изобретения является повышение точности преобразователя.

Для этого в преобразователь введены два усрсдняющих устройства и блок ключей, причем входы блока ключей соединены с выходами разрядов одного из реверсивных счетчиков импульсов и выходом другого счетчика, управляющие входы которых подключены к выходам усредняющих устройств, входы которых соединены с выходами устройств сравнения.

На чертеже приведена структурная схема преобразователя.

Преобразоватеель угол-фаза-код содержит генератор импульсов 1, соединенный через делитель частоты 2 с синхронным элсктродвигателем 3, который механически сочленсн

j0 с кодирующим устройством 4. Напротив кодовых дорожек кодирующего устройства находятся считывающие элементы 5 и 6. Считывающий элемент 6 кинематичсски соединен с входным валом 7. Выходbl считывающих

15 элементов 5 и 6 подключены к первым входам устройств сравнения 8 и 9, ко вторым входам которых подключены выходы реверсивных счетчиков импульсов 10 и 11, счетные входы которых соединены с выходом генератора импульсов 1.

К управляющим входам счетчиков 10 и 11 подключены выходы усредняющих устройств

12 и 13,.входы которых соединены с выходами устройств сравнения 8 и 9. Выходы раз25 рядов счетчика 10 подключены ко входам блока 14 ключей, а к управляющему входу того же блока ключей подключен выход счетчика 11.

При приведенном соединении счетчик им30 пульсов 10 (или 11), устройство сравнения 8

404111

60 (или 9), усредняющее устройство 12 (или 13) и считывающий элемент 5 (или 6) образуют дискретную следящую систему. Дискретная следящая система, включающая неподвижный считывающий элемент 5, является опорной, относительно выходных импульсов которой измеряют фазовый сдвиг, вызванный смещением по преобразуемому углу подвижного считывающего элемента 6 сигнальной дискретной следящеи системы. Обе дискретных следящих системы аналогичны друг другу по устройству и работе.

Дискретные следящие системы работают следующим образом.

Генератор импу;IbcoB 1 на в оды счетчиков

10 и 11 подает импульсы эталонной частоты

К величины f„= —, где К вЂ” коэффициент перет счета счетчиков 10 и 11, Т вЂ” интервал времени поступления импульсов со счетчика 10 опорной дискретной следящей системы.

Кодирующее устройство 4 вращается синхронным электродвигателем 3, питаемым or генератора 1 через делитель частоты 2. Применение синхронного двигателя обеспечивает среднее значение интервалов времени между импульсами считывающего элемента 5, равное Т,р.

С выхода счетчика 10 следуют импульсы с интервалом времени Т, задаваемым эталонным генератором импульсов 1.

Моменты времени поступления импульсов с выхода счетчика 10 сравниваются с моментами времени поступления импульсов с неподвижного считывающего элемента 5, соединенного с устройством сравнения 8. Устройство сравнения 8 формирует сигналы рассогласования со знаком «минус» или «плюс» в зависимости от опережения или отставания выходного импульса счетчика 10 относительно очередного импульса неподвижного считывающего элемента 5.

Сигналы рассогласования подаются на усредняющее устройство 12 с положительным и с отрицательным пороговыми выходами.

Пороговый выход выдаст один импульс, если алгебраическая разность количеств сигналов рассогласования со знаком «плюс» и «минус» превышает установленный порог. В качестве усредняющего устройства с пороговыми выходами может быть применен реверсивный счетчик импульсов с сигнализацией его переполнения в сторону «плюс» и «минус»; в этом случае порог определяется коэффициентом пересчета ревсрсивного счетчика.

Положительный пороговый выход усредняющего устройства соединен с суммирующим управляющим входом счетчика 10, а отрицательный пороговый выход соединен с вычитающим управляющим входом того же счетчика. Импульс, поданный на суммирующий

40 вход счетчика, сдвигает все последующие выходные импульсы счетчика вперед на едиТ ничный интервал времени . Импульс, по х ср данный на вычитающий вход счетчика, сдвигает все последующие с его выхода импульсы т назад на ту же величину Ср

Выходные импульсы счетчика 10 сдвигаются в поло>кение, где вероятность опережения и отставания этих импульсов относительно импульсов неподви>кного считывающего элемента равна /, т. е. в центр распределения вероятной динамичсской погрешности, ооусловленной несоответствием Т и Т„.„.

Устройством сравнения 9 сигнальной дискретной следящей системы сравниваются моменты времени поступления выходных импульсов счетчика 11 и импу;IbcoB с подви>кного считывающего элемента 6.

Выходные импульсы счетчика 11 устанавливаются в центре распределения вероятной динамической погрешности поступления импульсов с подви>кного считывающсго устройства б.

Цифровой код, эквивалентный среднему значению сдвига фаз сигналов считывающих элементов 5 и 6, обусловленный поворотом подви>кного элемента на угол В, получается путем фиксации состояния счетчика 10 в момент времени поступлcllèÿ выходного импульса счетчика 1 1. С этой целью ключи блока 14 ключей, соединенные с триггерами счетчика

10, соединены с выходом счетчика 11 и открываются в момент прихода с него очередного импульса. В этот момент времени с выхода ключей выдается параллельный код, эквивалентный преобразуемому углу B.

Предмет изобретения

Гlреобразователь угол-фаза-код, содержащий генератор импульсов, подключенный через делитель частоты к электродвигателю и непосредственно ко входам двух ревсрсивklblx счетчиков импульсов, выходы которых соединены через устройства сравнения со считывающими элементами, один из которых неподвижен относительно кодирующего устройства, механически сочлененного с электродвигателем, и второй — сочленен с входным валом, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в него введены два усредняющих устройства и блок ключей, причем входы блока ключей соединены с выходами разрядов одного из реверсивных счетчиков импульсов и выходом другого счетчика, управляющие входы которых подкгпочсны к выходам усредняющих устройств, входы которых соединены с выходами устройств сравнения, 404111

Составитель Г. Антонова

Техред Т. Миронова

Корректоры: В. Петрова и М. Коробова

Реда кто р А. 3 и ньковск ий

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 614/12 Изд. Ко 170 Тираж 602 Подпнсно

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, К-35, Раугпская наб., д. 4/5