Преобразователь угла поворота вала в код

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социапистических

Республик (i ii855713

* г (61) Дополнительное н авт. свид-ву (22) Заявлено 13,06.79 (21) 2778836/18-24 с присоединением заявки.% (28) Приоритет (51) М. Кл.

G 08 С 9/06 йиударствениьй ивмитет

СС СР до делам изобретений и открытий

Опубликовано 15.08.81. Бюллетень М 30

Дата опубликования описания 15.08.81 (53) УДК 681.34 (088.8) «

-*à —..

I (72) Авторы изобретения

Д. А. Федотов, В. Е. Тырса и О. А. Костюков

S с

Харьковский институт радиоэлектроники и Харьковск и автомобильно — дорожный институт

« (71) Заявители (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА

ВАЛА В КОД

Изобретение относится к системам автоматического преобразования неэлектрических величин в электрический сигнал, а именно к преобразователям угла поворота вала в код.

Известны преобразователи угла поворота вала в код, содержащие электроннолучевую трубку (ЭЛТ), электронную схему управления и блок цифрового отсчета, подвижный задаю.щий элемент, расположенный на входном валу и установленный соосно перед экраном ЭЛТ(1).

l0

Недостатком таких преобразователей является сравнительно низкая точность измерения, вызванная погрешностью эксцентриситета.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является преобра3$ зователь угла поворота вала в код, содержащий

ЭЛТ с блоком кольцевой развертки, дисковую диафрагму, закрепленную на валу и установленную перед экраном ЭЛТ, фотопрнемник, связанный через усилитель с одним входом коммутатора, к другим входам которого подключены выход генератора импульсов и выход последовательно соединенного с ннм делителя, связанные с выходами коммутатора счетчики подключены к усредняющему блоку, дисковый .светосборник оптически связан с фотоприемником и установлен соосно с дисковой диафрагмой и экраном ЭЛТ, отклоняющие пластины которой через дополнительные усилители подключены к выходам цифроаналогового преобразователя, вход которого соединен с выходом генератора импульсов 121.

Недостатками этого преобразователя являются сложный процесс устранения погрешности эксцентриситета, заключающийся в усреднении по множеству параллельных измерений, низкая помехозащищенность, а потому низкая надежность устройства, так как возможны сбои в определении соответствия между основными стартовыми и стоповыми сигналами.

Цель изобретения — повышение надежности, точности и помехозащищенности преобразователя угла поворота вала в код.

Поставленная цель достигается за счет того, что в преобразователь угла поворота вала в код введены триггер со счетным входом, оптимальный фильтр и пороговый элемент, выход фотоприемника соедииен со счетным входом введен3 855713 ного триггера, выход которого через оптимальный фильтр и пороговый элемент соединен со вторым входом фазового дискриминатора.

На фиг. 1 представлена структурная схема преобразователя; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие работу преобразователя; на фиг. 3 - пример размещения прозрачных радиальных щелей на дисковой диафрагме.

Преобразователь угла поворота вала в код (фит. 1) содержит ЭЛТ 1, кольцевую развертку электронного луча на экране которой обеспечивает блок 2 кольцевой развертки, который управляется импульсами генератора 3 импульсов. Генератор 3 импульсов связан с одним входом ключа 4 непосредственно,а со вторым входом — через делитель 5 частоты импульсов и фазовый дискриминатор 6. Выход ключа 4 соединен со входом счетчика 7. Дисковая диафрагма 8, закрепленная на валу 9, установлена перед экраном ЭЛТ 1. Дисковый светосборник

10 оптически связан с фотоприемником 11, расположен неподвижно соосно с дисковой диафрагмой 8 и экраном ЭЛТ 1. Выход фотоприемника 1! соединен со счетным входом триггера 12, один из выходов которого, например единичный, подключен ко входу оптимального фильтра 13, сигналы с которого через пороговый элемент 14 поступают на второй вход фазового дискриминатора 6.

Импульс генератора 3 (фиг. 2а!, прошедший через делитель 5 частоты импульсов являет-ся старт — сигналом (фиг. 2б), появление которого соответствует положению луча в точке, принимаемой за начало отсчета, что эквивалентно прохождению развертывающих напряжений блока 2 прецизионной кольцевой развертки через определенные характерные точки (фиг, 2в), например, переходу через ноль одного и максимума друтого напряжений.,Старт-сигнал посредством фазового дискриминатора 6 40 открывает ключ 4 и импульсы генератора 1 поступают в счетчик 7. Луч на экране ЭЛТ 1 движется от точки, принятой эа начало отсчета по окружности кольцевой развертки, последовательно проходит все прозрачные радиальные

45 щели размещенные в определенном порядке на дисковой диафрагме 8 и через дисковый светосборник 10 поступает иа фотоприемник 11, где световые сигналы преобразуются в электрический сигнал — импульсы, которые управляют работой триггера 12 со счетным входом (фиг. 2г). Функцию возбуждения триггера 12 (сигналы управления триггера 12) выбирают таким образом, чтобы за один полный оборот луча на экране ЭЛТ 1 на выходе триггера 12

55 формировалась последовательность импульсов, которая относится к известным. в радиолокации сложным бинарным (дискретным) сигналам

4 (фиг 2д). Полученные дискретные сложные сигналы поступают на оптимальный фильтр (для конкретного вида сигнала) 13, где определяется автокорреляпионная функция (фиг. 2е), Пороговый элемент 14 формирует сигнал, когда корреляционная функция превысила заданное значение.

Указанный сигнал образуется в результате вычисления корреляционной функции, поэтому наличие погрешности эксцентриситета может вызвать только перераспределение энергии боковых лепестков и главного всплеска корреляции, но не смещение во времени максимума корреляционной функции. Таким образом, сигнал с порогового элемента 14 свободен от погрешности эксцентриситета, появляется один раз за период и является стоп — сигналом (фиг. 2ж). Данный сигнал через фазовый дискриминатор 6 включает ключ 4 (фиг, 2и), счет импульсов прекращается, в счетчике 7 хранится числовой эквивалент измеряемого угла (фиг. 2к), выраженный числом импульсов генератора 3, прошедших в счетчик 7 за временной интервал, пропорциональный измеряемому углу.

В качестве сложных дискретных сигналов можно применять коды Баркера или другие, например, М-последовательности или псевдослучайные и др. Для организации требуемой функции возбуждения триггера 12 со счетным входом относительно сигнала Баркера протяжен.ностью, например, И-"11" (код имеет запись

+++ + — — + — и переключение фазы, т. е.

"8", "10" и "11" позициях) необходимо из одиннадцати равномерно по окружности расположенных прозрачных щелей оставить только те, которые расположены иа укаэанных позициях.

"1" * 4" "7™ "8" "10" "1 1" а именно (фиг. 3). Аналогично можно использовать и другие коды произвольной протяхн ности, в том числе и циклические.

Такое выполнение преобразователя позволит исключить влияние эксцентриситета простыми средствами. Поскольку выделение стоп — сигнала происходит на основе корреляционного анализа относительно огибающей всего сложного дискретного сигнала, то повышается помехозащищенность и надежность всего устройства.

Формула изобретения

Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий электроннолучевую трубку, перед экраном которой на валу закреплена дисковая диафрагма, дисковый светосборник, связанный с фотоприемником н расположенный неподвиж5 855713 4 но соосно с дисковой диафрагмой, генератор введены пересчетный триггер оо счетным вхоимпульсов, выход которого соединен с входом дом, оптимальный фильтр н пороговый эледелителя частоты импульсов, с первым входом. мент, выход фотоприемника соединен со счетным ключа и с ввххооддоом м ббллоокка а ккооллььццееввоой и рраазэввееррттккии, входом триггера, выход которого через оптивыходы которого соединены с электроннолуче. 5 мальный фильтр и пороговый элемент соединен вой трубкой, выход делителя частоты соединен со вторым входом фазового дискриминатора. с первым входом фазового дискриминатора, Источники информации, выход которого соединен с вторым входом принятые во внимание прн экспертизе ключа, выход ключа соединен с входом счет- 1. Авторское свидетельство СССР М 613355, чика, отличающийся тем, что, с щ кл. б 08 С 9(06, 1977. целью Зовышения надежности, точности и по- 2. Авторское свидетельство СССР N 645191, мехоэащищенности преобразователя, в него кл. 6 08 С 9/06, 1977 (прототип).

Фua. 1