Устройство для преобразования угла поворота вала в код

 

О П И С A Н И Е (1ц877593

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советск ив

Социапистическкк

Рес убп (61) Дополнительное к авт. свид-ву (51)М. Кл. (22)Заявлено 11.0280 (21) 2881953/18-24 с присоединением заявки ¹

G 08 С 9/Об

3Ьаударатаакный каиитет

СССР ве делатт взабретеквй и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 30.1 081 Бюллетень № 40

Дата опубликования описания 30.1081 (53) УДК 681 325 (088.8) (72) Авторы изобретения

В.В.Дюняшев, Н.В.Скиба и В.Е.Тырса (Vl) Заявитель

Харьковский автомобильно-дорожный ин (54) УСТРОЙСТВО. ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ УГЛА .

II0B0P0TA ВАЛА В КОД

Изобретение относится к системам автоматического контроля и преобразования неэлектрических величин в дискретный электрический сигнал, а именно к преобразователям угла поворота ва-. ла в код.

Известен преобразователь угла поворота вала в код, содержащий чувствительные элементы, один из которых связан со входным валом, а другой за1 креплен неподвижно, электроннолучевую 10 трубку (ЭЛТ) с кольцевой разверткой, блок питания которой связан с дели- телем частоты, а чувствительные элементы, расположенные перед экраном

ЭЛТ, подключены через усилители ко 15 входам триггера, выход которого соединен с ключом fl), К недостаткам этого преобразователя относятся ограниченный диапазон рр измерения и наличие погрешности в определении моментов начала и окончания временного интервала, пропорционального угловому положению.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для преобразования угла поворота вала в код, содержащий электронно" лучевую трубку (ЭЛТ), подвижный элемент, расположенный с внешней стороны экрана ЭЛТ и связанный с валом генератор, выход которого соединен с одним входом первого ключа, другой вход которого подключен к выходу первого триггера, делитель, счетчик, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП), выходы ЦАП соединены с вертикальными отклоняющими пластинами f2).

Недостатком этого известного устройства является наличие погрешности эксцентриситета.

Цель изобретения — повышение точности устройства для преобразования угла поворота вала в код.

Поставленная цель достигается за счет того, что в устройство для преобразования угла поворота вала в код, содержащем электроннолучевую

3 87 трубку, перед экраном которой расположен чувствительный элемент, связанный с валом генератор, выход которого соединен с входом делителя частоты и с одним входом первого ключа, другой вход которого подключен к выходу первого триггера, выход первого ключа соединен с первым входом счетчика, и цифроаналоговый преобразователь, выходы которого соединены с вертикальными отклоняющими пластинами электроннолучевой трубки, введены генератор линейно-изменяющегося напряжения, второй триггер, второй и третий ключи, выход делителя часто ты соединен с первыми входами второго и третьего ключей и с входом генератора линейно-изменяющегося напряжения, выходы которого подключены к горизонтальньж бтклоняющим пластинам электроннолучевой трубки, второй вход второго ключа соединен с выходом первого триггера, выход второго ключа соединен с первым входом цифроаналогового преобразователя, второй вход которого и первый вход второго триггера подключены к входу запуска устройства, выход второго триггера соединен со вторым входом третьего ключа, выход которого соединен с вторым входом счетчика и с первым входом пер-. вого триггера, вторые входы первого и второго триггеров соединены с чувствительным элементом.

На фиг.,! представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие принцип его работы; на фиг. 3 — прямоугольный растр на экране ЭЛТ и положения чувствительного элемента.

Устройство для преобразования угла поворота вала в код содержит генератор 1 (фиг.l), делитель 2 частоты, цифроаналоговый преобразователь 3, генератор 4 линейно-изменяющегося напряжения, электроннолучевую трубку 5, чувствительный элемент 6, связанный со входным валом 7, первый, второй и третий ключи 8-10, первый и второй триггеры 11 и 12, счетчик 13 и вход

14 запуска устройства.

Работа устройства происходит следующим образом.

Генератор 1 генерирует последовательность импульсов (фиг.2a) которая поступает на делитель 2 частоты.

Сигнал с делителя 2 (фиг.2о) управляет работой цифроаналогового преобразователя (ЦАП) 3 и генератора 4 ли7593 4 нейноизменяющегося напряжения. По заднему фронту импульсов генератор:

4 начинает вырабатывать напряжения, обеспечивающие прямой ход электронноro луча, а по переднему - напряжения, обеспечивающие обратный ход луча (фиг. 2 6, В) электроннолучевой труб!

5

55 ки (ЭЛТ) 5

Пилообразное напряжение (фиг. 2 ) с генератора 4 осуществляет горизонтальную развертку электронного луча на экране ЭЛТ 5. На вертикальные отклоняющие пластины ЭЛТ 5 подается ступенчатое напряжение с выхода

ЦАП 3. Каждый последующий импульс с делителя 2 частоты изменяет напряжение на выходе ЦАП 3 íà aU, которое вызывает смещение электронного луча по вертикали на величину с (фиг.3).

Таким образом, за время Т = То Й (где То — период следования импульсов с делителя 2 частоты, и — число состояний ЦАП 3) электронный луч вычерчивает на экране ЭЛТ 5 прямоугольный растр.

Сигнал с входа 14 устанавливает второй триггер 12 в единичное состояние, а ЦАП 3 в нулевое состояние.

Ключ 10 открывается. Импульс с делителя 2 частоты через ключ 10 переводит первый триггер 11 в единичное состояние, ключи 8 и 9 открываются, и на вход счетчика 13 начинают поступать квантующие импульсы с генератора l.

Импульсы с делителя 2 частоты обнуляют счетчик !3 и переводят ЦАП 3 в последующее (первое, второе и т.д.) состояния (фиг.2Э). При достижении электронным лучом места положения чувствительного элемента 6 (точка А на фиг.3), íà его выходе формируется сигнал "стоп" (фиг.2е) . Триггеры Il и 12 устанавливаются в нулевое состояние, ключи 8-10 закрываются..В счетчике

13 (фиг.2 ) и в дискретной части

ЦАП 3 фиксируются,.коды координат (х у ) точки А, причем в счетчике 13 код

1 х, а в ЦАП 3 — код у!(фнг.3) °

При изменении углового положения вара 7 чувствительный элемент 6 перемещается из точки А в точку А (фиг ° 3) что вызывает изменение кодов на Дх и лу соответственно.

Угловое перемещение .! определяется по теореме косинусов

à=crcccs (- — р» — 1 х+ е5

Формула изобретения

5 8 где R - расстояние до чувствительного элемента 6 от оси вала 7.

Таким образом, используя растровую развертку, .исключается погрешность, возникающая за счет .несоосности входного вала и электроннолучевой трубки (погрешность эксцентриситета), вследствие чего точность преобразователя существенно повышается.

Зкономический эффект от использо- . вания предлагаемого преобразователя обусловлен его .техническими преимуществами перед известными.

Устройство для преобразования угла поворота вала в код, содержащее электроннолучевую трубку, перед эк- раном которой расположен чувствительный элемент, связанный с валом генератор, выход которого соединен с входом делителя частоты и с одним входом первого ключа, другой вход которого подключен к выходу первого триггера, выход первого ключа соединен с первым входом счетчика, и цифроаналоговый преобразователь, выходы которого соединены с вертикальными отклоняющими пластинами электронйолучевой трубки, о т л и ч а ю щ е е—

77593 6 с я тем, что, с целью повышения точности устройства,в него введены генератор линейно-изменяющегося напряжения, второй триггер, второй и третий ключи, выход делителя частоты соединен с первыми -входами второго и третьего ключей и с входом генератора линейно-изменяющегося напряжения, выходы которого подключены к горизонтальным отклоняющим пластинам электронноЛучевой трубки, второй вход.второго ключа соединен с выходом первого триггера, выход второго ключа.соединен с первым входом цифроаналогового преобразователя, второй вход которого и первый вход второго триггера под" ключены к входу запуска устройства, выход второго триггера соединен со вторым входом третьего ключа, выход

2О которого соединен с вторым входом счетчика и с первым входом первого триггера, вторые входы первого и второго триггеров соединены с чувстви-, тельным элементом.

Источники информации, принятые во-внимание при экспертизе

l.,Авторское свидетельство СССР

9359682, кл. 6 08 С. 9/06, 1971, 2. Авторское свидетельство СССР

9643943, кл. G 08 С 9/06, 1976 (прототип}.

877593

Составитель В.Рыгалин

Техред M.Ãîëèíêà

Корректор В.Синицкая

Редактор Е.Па*п

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

Заказ 9622/76 Тираж 694 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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