Преобразователь угла поворота валав код

 

Союз Советскик

Социалистичвскик

Республик

Oll ИСАНИ Е п>842894

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 09. 02. 79 (21) 272581М18-24 с присоединением заявки М (23)Приоритет (51)NL. Кл.. G 08 С 9/ОО

Гееударетеенный кемнтет

СССР

МО МЕлан наебретеннй

H еткрытнй

Опубликовано 30.06,81. Бюллетень pg 24 (53) УДК 681,,325(088,81

Дата опубликования описания 07,07,81

1 (72) Авторы изобретения

А. К. Смирнов и И.П. Глаголев (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД .

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может; бь1ть использовано для связи аналоговых источников информации с цифровым вычи слительным устройством, Одни из известных преобразователей

5 угла поворота вала в код содержат генератор импульсов, подключенный, через блок питания к фазовращателю, выходы которого через первыйи второй компараторы подключены к измерителю мгновенных значений временных интервалов,. третий вход которого соединен с генератором импульсов t:14.

Недостаток таких преобразователей низкая разрешающая способность и точность, вызванная влиянием внешних и внутренних помех.

В другом известном преобразователе фазовращатель на основе параметрического преобразователя угла с вращающимся модулятором через первый и второй компараторы подключены к измерителю временных интервалов интегрирующего типа 623.

Недостатком данного преобразователя является значительная случайная погрешность, вызванная мгновенной нестабильностью сдвига фаз выходных сигналов фазовращателя.

Наиболее близок к предлагаемому преобразователь угла поворота вала в код, содержащий генератор импуль" сов, подключенный через блок питания к фазовращателю, выходы которого подключены к одним входам первого и второ . го компараторов, а .выходы компараторов подключены к измерителю временных интервалов интегрирующего типа, третий вход которого соединен с выходом ге;нератора импульсов..Блок питания та.кого преобразователя состоит из послеt довательно соединенных, делителя. частоты и фильтра. Выход делителя частоты через дойолнительный делитель частоты подключен к формирователю пилообраз3 8428 ного напряжения, выход которого подключен к другим входам компараторов f 31 .

Недостаток этого преобразователя— погрешность, вызванная нелинейностью формирователя пилообразного напряже5 ния и изменением его опорного напряжения относительно выходного напряжения фазовращате3тя.

Цель изобретения - повышение точности преобразователя угла. поворота ва- !О ла в.код.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь угла поворота. вала в код, содержащий генератор импульсов, подключенный через блок питания к фазовращателю, выходы которого подключены к одним входам первого и второго компараторов, а выходы компараторов подключены к измерителю временных интервалов, третий вход которо- 20 го соединен с выходом генератора импульсов, введены выпрямитель и преобразователь кода в напряжение, один из выходов фазовращателя через выпрямитель подключен к одному входу преобразователя кода в напряжение, другой вход которого соединен с выходом измерителя временных интервалов, а выход преобразователя кода в напряжение подключен к другим входам компа, раторов.

Структурная схема преобразователя представлена на чертеже.

Преобразователь угла поворота ва35 ла в код содержит генератор 1 импульсов, подключенный через блок 2 питания к фазовращателю 3, выходы которого подключены к одним входам первого и второго компараторов 4 и 5 выходы

40 компараторов 4 и 5 подключены к измерителю 6 временных интервалов интегрирующего типа, третий вход которого соединен с выходом генератора 1 импульсов, Измеритель 6 временных инте- 4 рвалов содержит элементы И 7 и 8, одни входы которых соединены с выходами компараторов 4 и 5, а выходы подключены к единичным входам триггеров

9 и 10 выходы триггеров 9 и 10 через

50 элементы И 11 и 12, третий вход которых соединен с выходом генератора импульсов, подключены к входам сложения и вычитания реверсивного счетчика 13, выход которого через дешифра55 тор 14 подключен к одному входу эле" мента И 15, Источник )6 команды "Пуск" подключен к единичным входам триггеров 17 и 18. Единичный выход тригге94 4

)pa 17 подключен к другому входу элемента И 15, выход которого подключен к нулевым входам триггеров 9 и !0 и реверсивного счетчика 13. Единичный выход триггера 18 подключен к другим входам элементов И 7 и 8. Входы элемента И 19 соединены с выходами триггеров 9 и 10, а выход подключен к нулевым входам триггеров 9, !0 и 17 и через счетчик 20 к нулевому входу триггера 18. Выходы разрядов счетчика

20 подкючены к входам преобразователяЪ блока 21 кода в напряжение, вход опо-. рного сигнала которого через выпрямитель 22 соединен с одним из выходов фаэовращателя 3, а выход подключен к другим входам компараторов 4 и 5.

Работа преобразователя заключается в следующем, На выходе генератора формируется непрерывная последовательность высокочастотных импульсов. В блоке 2 путем деления частоты формируются низ-. кочастотные сигналы, из которых выделяется первая гармоническая составляющая, использующаяся для питания фаФ зовращателя 3 гониометрического типа.

На выходе фазовращателя 3 формируются два синусоидальных сигнала, сдвинутые по фазе на угол, .пропорциональный углу поворота фазовращателя 3. На выходах компараторов 4 и 5 формируются периодические последовательности старт-. и стоп-импульсов. При отсутствии

Ф наводок в фазовращателе, а также в его входных цепях положение старт- и стоп-импульсов относительно импульсов генератора 1 весьма стабильно, По сигналу "Пуск" производится установка триггеров 7 и в состоянИй "1",. открываются элементы И 7 и 8, пропуская выходные сигналы компараторов 4 и 5 на единичные входы триггеров 9 и, 10.

Если первым после сигнала "Пуск" приходит старт-импульс, то.открывается элемент И 12, пропуская импульсы генератора 1 на вход сложения реверсивного счетчика 13 до момента поступления стоп-импульса, который, производя установку триггера 10 .в состояние "!", закрывает элемент И 12 и открывает элемент И 19. Фронт выходного сигнала элемента И 19 с некоторой задержкой устанавливает триггеры 9 и 10 в состояние "0". При этом содержимое счетчика 20 увеличивается на единицу.

Если первым приходом стоп-импульс, то открывается элемент И 11 а импульФормула изобретения

8428 сы генератора 1 поступают на вход вычитания реверсивного счетчика 13 до момомента поступления старт-импульса.

При этом содержимое счетчика 20 также увеличивается на единицу. С приходом следующих старт" и стоп-импульсов к содержимому реверсивного счетчика

13 добавляется очередная пачка импульсов с выходом элементов И 12 или И ll а к содержимому счетчика 20 добавляет-1в ся единица. Так продолжается до переполнения счетчика 20, после чего триггер 18 устанавливается в состояние

"0", закрывая элементы И 7 и 8. Цикл. измерений заканчивается. Выходной д код счетчика 20 поступает на вход блока 21. После сложения каждой очередной пачки импульсов на реверсивном, счетчике 13 выходное напряжение блока

21 изменяется на один дискрет, изменяяу пороги срабатывания компараторов 4 и

5. В результате производится дискретное смещение старт- и стоп-импульсов относительно импульсов генератора .1.

Величина дискрета изменения выходного 2s напряжения блока 21 выбирается таким образом, чтобы величина смещения старти стоп-импульсов за время заполнения счетчика 20 составила один период генератора 1. Выпрямитель 22 форми- 30 рует опорное напряжение блока 21 из одного из выходных сигналов фазовращателя 3 для исключения влияния взаим- ного изменения опорного напряжения блока 21 и выходного напряжения фазо- зз вращателя 3 в процессе эксплуатации преобразователя.

94 Ь производит установку триггера 17 в "0 закрывая элемент И 15.

Таким образом, суммирование временных интервалов всегда начинается со значения, меньшего половины полного значения фазы, Если временной интервал от старт- до стоп-импульса s начале измерений больше половины полного значения фазы, то до момента перехода через полное значение фазы временные интервалы от .стоп- до старт-импульсов вычитаются из общей суммы. После перехода через значение фазы (движение в сторону увеличения кода) временные интервалы суммируются. Если временной интервал от старт- до стоп-импульса в начале цикла измерений меньше половины полного значения фазы, то до момента перехода временные интервалы от стартдо стоп-импульсов суммируются, а после перехода через полное значение фазы (движение в сторону уменьшения кода) временные интервалы от стоп до старт-импульсов вычитаются.

Введение блока 21 преобразования кода в напряжение и выпрямителя 22 для формирования ойорного напряжения блока 21 с соответствующими связями повышает точность работы предлагаемого преобразователя по сравнению с другими известными преобразователями того же типа.

Выходы разрядов реверсивного счет- чика 13 подключены к дешифратору 14, на выходе которого формируется сигнал, когда содержимое реверсивного счетчика превышает половину полного значения сдвига фаз выходных сигналов фазовра- . щателя 3, Этот сигнал необходим для

" анализа длительности временного интервала в начале каждого цикла измерений.

Если первый после сигнала "Пуск" временной интервал между старт- и стопимпульсами превышает половину полного значения фазы, то выходной сигнал элемента И 15 производит установку ре» версивного счетчика 13, триггеров 9 и 10 в "0", а содержимое счетчика 20 остается нулевым, При этом следующий после выходного сигнала элемента И 15 временной интервал обязательно будет меньше половины полного значения фазы.

Первый входной импульс счетчика 20

Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий генератор импульсов, подключенный через блок питания к фазовращателю, выходы которого подклки чены к одним входам первого и второго компараторов, а выходы компараторов подключены к измерителю временных интервалов, третий вход которого соедйнен с выходом генератора импульсов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в него введены выпрямитель и пре. образователь кода в напряжение, один. из выходов фазовращателя через выпрямитель подключен к одному входу преобразователя кода в напряжение, другой вход которого соединен с выходом измерителя временных интервалов а выход преобразователя кода в напряжение подключен к другим входам компараторов.

7 842894 8

Источники информации„ электрической редукцией. М., "Энергия" принятые во внимание при экспертиэе 1978, с, 187, рис, 6.5, 1. Патент США Ф 3505669, 3. Ахметжанов А.А. Электромеханическл, 340-347, опублик. 1970. кие преобразователи угла с электричесАхметжанов А,А, и др, Электроме- 5 кой редукцией. "Энергия", М., 1978, ханические преобразователи угла с с. 181, рис, 62.

Составитель И. Назаркина

Редактор Н. Бушаева Техред И. Асталош - Корректор Ю.Макаренко

Заказ 5109/65 Тираж 691 Подписное

ВНИППИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4