Преобразователь углового перемещения в код

 

Союз Советсиик

Социалистичесиик республик

О П И С A Н И Е (i<)902043

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву— (22}Заявлеио10. 06. 80 (2! ) 2941247/18-24 с присоединением заявки J6 (23) Приоритет

Опубликовано 30.01.82. бюллетень М 4

Дата опубликования описания 02. 02 . 82 (53)N. Кл.

608 С 9/04

9вудеретмнный каиктет

CC CÐ во делеи взееретеккй в открытий (53) УДКб81. Зг (,088, 8) (72) Автор изобретения

Ю. П. Ворони н (7l ) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛОВОГО ПЕРЕИЕЦЕНИЯ

В КОД

Изобретение- относится к системам автоматического контроля и преобразования перемещений, а именно к преобразователям углового перемещения в код.

Известны преобразователи углового перемещения в код, содержащие датчик перемещения, входы которого подключены к выходам функционального преобразователя код-напряжение, управляемого кодом реверсивного счетчика.

Выход датчика через усилитель подключен к фазочувствительному выпрямителю, управляющему работой генератора, подключенного через логическое уст" ройство к входу реверсивного счетчика 311 .

Недостатками таких преобразователей перемещения в цифровой код являются, во-первых, их ограниченная точность, и, во-вторых, сложность. Оба недостатка связаны с применением цифроаналогового преобразователя, требующего для реализации большое количество прецизионных ключей и трансформаторов, изготовляемых по специальной технологии.

Наиболее близким к предлагаемому является преобразователь перемещения в код, содержащий генератор импульсов, выход которого через усилительформирователь подключен к входам реверсивных счетчиков, выходы одного из них соединены с входами блока индикации, выходы согласующего блока подключены к входам датчика перемещения, выход которого через фильтр нижних частот соединен с входом усилителя-формирователя, дополнительный реверсивный счетчик, выходы которого подключены через блок сравнения кодов к входам формирователя импульсов и через.дешифраторы - к входам триггера, выходы которого соединены с одноименными входами дополнительного ре" версивного счетчика и с входами фор" мирователя импульсов, вторые входы которого подключены к первым выходам

3 9020 другого реверсивного счетчика, выходы старших рязрядов которого подключены к другим входам блока сравнения кодов, генератор импульсов подключен к счетному входу дополнительного реверсивного счетчика (2J.

Недостатком известного устройства является применение комбинационных схем в блоке сравнения кодов, дешифраторах и формирователе импульсов синусно-косинусногo преобразователя при высокой дискретности преобразования ведет к большому количеству межэлементных соединений, что приводит к снижению надежности работы преобра

15 зователя, так как возникает возможность появления ложных срабатываний форми рователя импульсов.

Цель изобретения — повышение надежности его работы.

Поставленная цель достигается за счет того, что в преобразователь углового перемещения в код, содержащий датчик угла, входы которого подключены через блок согласования к выходам формирователя импульсов, выход датчика угла через фильтр нижних частот подключен к одному входу усилителяформирователя сигнала, к другому входу которого подключен выход генератора импульсов, выход усилите@я-формирователя сигнала соединен с установочными входами первого и второго реверсивных счетчиков, выходы второго реверсивного счетчика соединены со входами блока индикации, введены делитель импульсов и два суммирующих счетчика, выход генератора импульсов соединен с счетными входами делителя импульсов и суммирующих счетчиков, выходы делителя импульсов подключены к первому, второму, третьему и четвертому входам формирователя импульсов, к пятому и шестому входам которого подключены кодовые выходы старших разрядов первого реверсивного счетчика, к седьмому и восьмому входам формирователя импульсов подключены выходы суммирующих счетчиков, одни входы разрешения счета которых ссединены с соответствующими выходами формирователя импульсов, другие входы разрешения счета соединены с выходом предпоследнего старшего разряда первого реверсивного счетчика, установочные входы суммирующих счетчиков соединены с соответствующими кодовыми выходами первого реверсивного счетчика.

43 4

На чертеже приведена структурная схема преобразователя углового перемещения в код, Преобразователь содержит датчик 1 угла типа вращающегося трансформатора, фильтр 2 нижних частот, усилитель-Формирователь 3 сигнала, генератор 4 импульсов, первый и второй реверсивные счетчики и 6, блок 7 индикации, суммирующие счетчики 8 и 9, делитель 10 импульсов, формирователь импульсов. и согласующий блок 12.

Преобразователь углового перемещения в код работает следующим образом.

В реверсивном счетчике 5 хранится число, пропорциональное текущему положению ротора датчика 1 угла. Это число в прямом и обратном коде подается на установочные входы суммирующих счетчиков 8 и 9. На счетные входы делителя 10 импульсов и суммирующих счетчиков 8 и 9 поступают импульсы с генератора 4. Эти импульсы делятся делителем 10 и на выходе делителя образуется четыре последовательности импульсов одной частоты, сдвинутые

О относительно друг друга на 90 . Эти импульсы поступают на формирователь 11, который в зависимости от состояний, поступающих на его входы сигналов двух старших разрядов реверсивного счетчика, выдает по выходам управления сигналы на разрешение счета суммирующих счетчиков 8 и в которые предварительно записан в зависимости от состояния предпоследнего разряда реверсивного счетчика 5

его прямой или обратный код. Формирователь 11 по информационным выходам производит формирование двух импульсных сигналов, амплитуда первых гармоник которых меняется по синусоидальному и косинусоидальному законам в функции числа, хранящегося в реверсивном счетчике 5. Для формирования импульсного сигнала, амплитуда первой гармоники которого меняется по закону синуса, а для делителя 10 выбирается последовательность импульО сов с фазовым сдвигом 0 или 180, из которой формируется передний фронт этого импульсного сигнала B зависимости от состояния старшего разряда реверсивного счетчика 5, а его задний фронт формируется сигналом с выхода сумм рующего счетчика 8, s кото". рый по сигналу."Предварительная запись", записывается прямой или обратФормула и зобретения

Преобразователь углового перемещения в код, содержащий датчик угла, входы которого подключены через блок согласования к выходам формирователя импульсов, выход датчика угла через фильтр нижних частот подключен к одному входу усилителя-формирователя. сигнала, к другому входу которого подключен выход генератора импульсов, выход усилителя-формирователя сигнала соединен с установочными входами первого и второго реверсивных счетчиков, выходы второго реверсивного счетчика соединены со входами блока индикации, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности преобразователя, в него введены делитель импульсов и два суммирующих счетчика, выход генератора импульсов соединен со счетными входами делителя импульсов и суммирующих счетчиков, выходы делителя импульсов подклю" чены к первому, второму, третьему и четвертому входам формирователя импульсов, к пятому и шестому входам которого подключены кодовые выходы старших разрядов первого реверсивного счетчика, к седьмому и восьмому входам формирователя импульсов подключены выходы суммирующих счетчиков, одни входы разрешенеия счета которых соединены с соответствующими выходами формирователя импульсов, другие входы разрешения счета соединены с выходом предпоследнего старшего разряда первого реверсивного счетчика, 5 90204 ный код реверсивного счетчика 5, в зависимости от состояния его предпоследнего разряда, и по сигналу

"Разрешение счета", формирующемуся выбранным импульсом с делителя 10, разрешается работа суммирующего счет= чика 8, в счетном режиме. После появления сигнала на выходе счетчика 8 снимается сигнал "Разрешение счета".

Для формирования импульсного сиг- >0 нала, амплитуда первой гармоники которого меняется по закону косинуса, с делителя 10 выбирается одна из последовательности импульсов с фазовым сдвигом 90 или 270, в зависимости 15 от состояний двух старших разрядов реверсивного счетчика 5, указывающих в каком квадранте находится ротор датчика 1, из которой формируется сигнал "Разрешение счета", разрешающий работу суммирующего счетчика 9 в счетном режиме, в который по сигналу предварительной записи записывается прямой или обратный код реверсивного счетчика 5, B зависимости от состоя- 25 ния его предпоследнего разряда. Сигнал на выходе суммирующего счетчика 9 снимает сигнал "Разрешение счета" и формирует передний фронт импульсного сигнала, амплитуда первой гармоники которого меняется по закону косинуса, а задний фронт этого сигнала формируется последовательностью импульсов снимаемой с делителя 10.

С выходов формирователя 11 сигна35 лы 51п K u cos А через согласующий блок 12 поступают на входы датчика 1 угла.

Напряжение рассогласования с выходной обмотки датчика 1 поступает в фильтр 2 нижних частот, где происходит выделение первой гармоники. Гармонический сигнал далее поступает в усилитель-формирователь 3, где про" исходитт его усиление в зависимости

45 от его фазы, формирование импульсного сигнала рассогласования, который затем подается в реверсивный счетчик 5 и вызывает изменение числа в нем до тех пор пока значение угла d(. инфорФ

50 мация о котором хранится в счетчике 5, не станет равным значению угла поворота ротора датчика положения 9.

При а(= т выходное напряжение датчика равно 0 и разностный импульсный сигнал на выходе усилителя-формировате55 ля 3 отсутствует. Разностный импульсный сигнал одновременно подсчитывается счетчиком 6, управляющим блоком 7

3 6 индикации, обеспечи вая возможность осуществления визуального наблюдения эа работой преобразователя.

Такое выполнение преобразователя перемещения в код приводит к упроще" нию схемного решения, так как в нем синусно-косинусное преобразование осуществляется делителем, реверсивным счетчиком, двумя суммирующими счетчиками и формирователем импульсов, это в свою очередь уменьшает количество межэлементных связей, а так" же повышает надежность работы преоб" разователя за счет исключения комбинационных схем, вызывающих возможность появления ложных срабатываний формирователя импульсов, а значит и самого преобразователя перемещения в код.

902043

Составитель В. Рыгалин

P дактор Н. Ковалева Техред С, Мигунова Корректор ", Ше <м;Ор

Заказ 12387/60 Тираж 638 . Подписн е

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Раушская наб. д. 4/$

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, установочные входы суммирующих счетчиков соединены с соответствующими кодовыми выходами первого реверсивного счетчика.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Зверев В.П. и др. Преобразователи угловых перемещений в цифровой код. Л., "Энергия", 1974, с. 138.

2. Авторское свидетельство СССР

5 М 536501, кл. G 08 С 9/00, 1975 (Прототип).