Преобразователь угла поворотавала b код

Авторы патента:

G08C9/04 - Системы для передачи измеряемых переменных величин, управляющих или подобных сигналов (пневмогидравлические передающие системы F15B; чувствительные элементы для определенных физических переменных см. в соответствующих подклассах, например классов G01,H01; индикаторные или регистрирующие устройства см. в соответствующих подклассах, например G01D,G09F; механические средства для преобразования выходного сигнала чувствительного элемента в различные переменные величины G01D 5/00; мостовые схемы с автоматической балансировкой G01R; управление положением вообще G05D 3/00; механические системы управления G05G; системы для передачи только сигналов "включено-выключено", системы для передачи сигналов тревоги G08B;

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советски к

Соцналмстмческни

Республик (1) 849263 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 23.10.79 (21) 2780158/18-24 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 23.07.81.. Бюллетень М 27

Дата опубликования описания 23.07.81 (51)М. Кл.

CIO8 С 9/04

Гаеударетвеинмй комитет

СССР ао делам иэебретеиий и втиритий (53) УДК 681. ,325 (088.8) 1

В. Б. Ибрагимов

r.,: / у /

E г / .Азербайджанский институт нврти и храмик, им. М.А.Азизбекова

1 ( (72) Автор. изобретения (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРСУГА ВАЛА

В КОД

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в информационно-измеритель ных системах для построения аналогощфровых преобразователей угловых перемещений.

Известно устройство, содержащее сельсин, первичная обмотка которого соединена с источником напряжения питания, а Эвторичные обмотки через выпрямитето ли и переключатель вЂ” с одним из входов первого компаратора, другой вход которого подключен к источнику напряжении питания, а выход вЂ” к триггеру, блок грубого измерения, входы которого соединены со вторичными обмотками сельсина и источником напряжения питания, à BbIxo» ды вЂ” с переключателем и входами старших разрядов счетчика, второй компаратор, вход которого подключен к источнику напряжения питания, а выход через вентиль вЂ” к триггеру, выход которовЂ” го соединен с управляющим входом ключа, связывающего генератор импульсов

2 со счетчиком, и блок управления, вход которого соединен с источником напряжении питания, а выходы - с блоком грубо

ro измерения, другим входом вентиля и установочным входом счетчика fl).

Недостатками этого устройства являются невысокая точность и низкое быст» родействие, обусловленные необходимостью выпрямления в процессе преобразования ! фазных напряжений сельсина.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому явлиетси устройство, содержащее вращающийси трансформатор, выходные обмотки которого подклю чены ко входам первого блока сравнения (компаратора) непосредственно и через фазовращатель с фиксированным сдвигом фазы на 90о, второй блок сравнения, вход которого подключен к выходу фазовращателя, а выход - к одному из входов первого элемента совпадении (вентили) другой вход которого соединен со входом Пуск устройства, а выход - со входом триггера, и второй элемент совпаде- .

84926 ния, входы которого соединены с выхода,ми первого блока сравнения, триггера и генератора импульсов, а выход вЂ” со вхоt дом счетчика A), За счет исключения операпии выпрямпенин точность и быстродействие этого устройства увеличиваются по сравнению с известным. Однако его быстродействие остается низким. Зго объясняется тем, что "Старт импульс, формируемый вто- 10 рым блоком сравнении в момент времени, соответствующий переходу через нуле. вое значение напряжения с выхода фазовращатепя, проходит через первый элемент совпадения на триггер и устанавпи- 15 вает его в положение 1 только при «условии наличия разрешающего потенпиала высокого уровня Пуск устройства, а этот потенпиал в текущем пикле Tj может появиться в любой момент времени относительно Старт импульсов, но всегда позже него. Поэтому Старт импульс в текушем цикле измерения не успевает пройти на триггер (и этот иикп оказывает ся холостым, т.е. не содержащим полез- 25 ной информаиии ), он проходит только в следующем пикле 1.(+, перебрасывая триггер в положение 1 и разрешая поступление тактовых импульсов генератора на счетчик через второй элемент совпаде- 50 ния. После этого "Стоп" импульс, формируемый первым блоком сравнения в момент времени, соответствующий равенству напряжений на его входах, возвращает триггер в исходное положение и фиксирует З5 в счетчике код, пропорпиональный углу поворота.

Таким образом, в текущем цикле измерения (устройство полезной ин орма«

Igfg не выдает, что увеличивает суммар- 40 ное время преобразования на время, пропорпионвльное длительности этого никла и сужает область его применения, в част-ности неэффективное использование ис . вестного устройства в многоканальных

45 системах при работе со многими датчиками углового положении.

Бель изобретения вЂ” повышение быстродействия преобразователя угла поворота

50 вала в код.

Поставленная дель достигается тем, что в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий синусно-косинусный вращающийся трансформатор, обмотка возбуждения которого соединена с источ55 ником питания первая выходная обмотка соединена с первым входом первого элемента сравнения, а вторая обмотка соеди3 ф иена через фазовращатепь со вторым входом первого элемента сравнения и входом второго элемента сравнения, выход перво» го элемента сравнения соединен с Я вЂ” входом триггера управления, выход второго элемента сравнения соединен с 5 вЂ” вхо дом триггера управления, первый выход триггера управления соединен с первым . входом первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, а выход - со входом счетчике, второй элемент И, первый вход которого соединен со входом "Пуск преобразователя, введен регистр, информаиионные входы которого соединены с информапионными выходами счетчика, управляющий вход регистра соединен с выходом второго элемента И а выход - с выходом э преобразователя, второй вход элемента И соединен со вторым выходом триггера упр авпенйя.

На фиг. 1 показана структурны схема предлагаемого устройства; на фиг. 2вЂ” временные диаграммы работы устройства, Преобразователь угол-код содержит вращающийся трансформатор (ВТ) 1, выходные обмотки которого подключены ко входам элемента 2 сравнения непосредственно и через фазовращатель 3 с фйксированным сигналом фазы на 90

О элемент 4 сравнения, вход которого под« ключен к выходу фазовращателя, триггер

5 управлении, входы которого подключены к выходам элементов 2 и 4 сравнения, элемент И 6, входы. которого соединены с прямым выходом Я триггера управления и выходом генератора 7 импульсов, а выход - со входом счетчика 8, и элемент

И 9, входы которого соединены с инверсным выходом 6 триггера управле- ния и входом 10 "Пуск" устройства, а выход - с управляющим входом перенос регистра 11, входы разрядов которого соединены с выходами счетчика.

Преобразователь работает следующим обр азом.

Выходные напряжения М и Ч синуснокосинусного вращающегося трансформатора l подаются на элемент 2 сравне ния непосредственно (Чд ) и через фазовращатель 3 (Yg ), который формирует сигнал Ч, сдвинутый по фазе относитеп но 1/(на 90 . В момент времени, соответствующин переходу этого сигнала, выбранного в качестве опорного, через нулевое значение (фиг. 2 a), срабатывает элемент 4 сравнения, "Старт импульс с

S, 8492 выхода которого (фиг. 2 б) устанавливает триггер 5 управления в положение «1« по входу $ (фиг. 2 r), открывая эле- мент И 6 и разрешая поступление тактовых импульсов генератора 7 на счетчик

8 (фиг. 3 к).

Как отмечалось выше, разрешающий по. тенциал высокого уровна в текущем цикле измерения Т< (фиг. 2 б) появляется (на фходе 10. Пуск устройства) в любой 10 момент времени относительно «Старт" ям» пульса. Возможны два варианта, т.,е. сперва подается разрешающий потенциал высокого уровяя на вход 10 Пуск". усч ройства (фиг. 2), а потом, в" соответствующий момент врамени, срабатывает элемент 2 сравнения, формируя Стоп импульс (фиг. 2, в) и элемент 2 сравнения срабатывает (фяг. 2 в) до момента подачи на вход 10 Пуск устройся 20 ва разрешающего потенциал а высоко

ro уровня (фиг. 2, з).

В первом варианте ближе по времеsm к "Старт» импульсу в текущем цикле измерения оказывается момент подачи 25 на вход 10 Пуск устройства разрешающего потенциала высокого уровня (фяг. 2, е) который пока только подготавливает элемент И 9 (на другом входе этого элемента - нулевой потенциал с инверсного 30 выхода триггера 5 управленж.), так как процесс . преобразования еще не закончен, и содержимое счетчика 8 нельзя переносить в регистр 11 (фиг. 2q). В момент времени, соответствующий равенству нап- ряжений Ч и Ч на входах элемента 2 .сравнения (фиг. 2, a) последний формирует Стоп импульс (фяг. 3, в), который возвращает триггер 5 управления в исходное положение 0 по входу R (фиг. 2, г), теперь на инферсном выходе указанного триггера - потенциал высокого уровня (фиг.,2, д), поэтому элемент И 9 срабатывает, а перепад нуль-единища потенциала на его выходе (фиг. 2, ж) разре!

5 шает перезапись (перенос) содержимого счетчика 8 (фяг. 2, к) в регистр 11, Во втором варианте ближе по времени к Старт импульсу в текущем цикле измерения Т сказывается момент срабаI взывания элемента 2 сравнения, который формирует "Стоп импульс (фиг. 2, в), перебрасывающий триггер 5 в исходное положение 0 по входу Я (фиг. 2, r).

Процесс преобразования на этом заканчи» вается (фиг. 2, к), однако разрешающе,го потенциала высокого уровня на входе

10 Пуск устройства пока нет и резуль63 Ь чирующяй код некоторое время хранится в счетчике 8. В момент подачи на вход

10 Пуск устройства указанного потенI» пиала (фиг. 2, з) элемент И 9 срабатывает и перепад О-1 потенциала на его выходе (фиг. 2, и) разрешает перезапись (перенос) содержимого счетчика в pergc Tp 11

Таким образом, при любом временном положении "Стоп" импульса и момента подачи разрешающего потенциала высокого уровня на вход 10 «Пуск» устройства относительно Старт«импульс а отсчет результата преобразования угла поворота

Q, вала в код может быть снят в текущем цикле измерения 7< т.е. за интервал времени, не превышающий периода опорного сигнала (Ч ). Это позволяет исключить характерный для известного устройств а пропуск упомянутого цикла и обеспечить положительный эффект, указанный в качестве цели изобретения. Одновременно расширяется область примене- ния предлагаемого устройства, в частности реальной становится возможность его использования в многоканальных системах.

Формула язобретениа

Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий синусно-косинусный вращающийса трансформатор, обмотка возбуждения которого соединена с источником питания, первая выходная обмотка соединена с первым входом первого элемента сравнения, а вторая обмотка соединена че рез фазовращатель со вторым входом первого элемента сравнения и входом второго элемента сравнения, выход первого элемента сравнения соединен с Я -входом триггера управления, выход второго эле-. мента сравнения соединен с Я -входом триггера управления, первый выход триггера управления соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, а выход - со входом счетчика, второй элемент И, первый вход которого соединен со входом Пуск преобразователя, о т л и ч а ю щ и и с а тем, что, с целью повышеняа быстродействия, в него введен регистр, иифсрмажон- ные входы которого соединены с информационными выходами счетчика, управляющий вход регистра соединен с выходом второго элемента И, а выход вЂ” с выходом преобразователя, второй вход элемента И

7 849263 соединен со вторым выходом триггера упра влениа.

Мо

Составитель A. Сидоренко Гекред А.Ач Корректор Л. Иван

Редактор Г. Волкова

Подписное .

Заказ 6098/66 Thaw 691

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Источники информапии принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

428427, кл. 508 С 9/04, 18.09.72.

2. Авторское свидетельство СССР