Преобразователь угла поворота вала в код

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву.— (22) Заявлено 17.06.80 (21) 2967129/18-24 (51) М. Кл. с присоединением заявки №вЂ”

/ (23) Приоритет—

Опубликовано 15.04.82. Бюллетень № 14 б 08 С 9/00

Гасударственный кеаетет

CCCP (53) УДК 681.325 (088.8) M JLoJI3M кзебретенкй. и еткрмтий

Дата опубликования описания 25.04.82

А. С. Перминов, И. Г. Котлубовский и (72) Авторы изобретения

t,, 1 (,".,;,.„,, ": з

Кемеровское отделение Научно-исследовательского и:нроектно - конструкторского института по автоматизации.,угольной Ъ « - |-

i (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в цифровых системах управления при форми, ровании функциональной зависимости от уг-, ла поворота вращающегося вала, в частности при формировании составляющей .веса . рукоятки мехлопаты от угла поворота барабана напорного механизма.

Известен преобразователь угла поворота вала в код, содержащий сельсин-датчик, блок фазочувствительных выпрямителей, компараторы, блок формирования управляющих импульсов, блок определения сектора, коммутатор, блок подбора кода, реверсивные счетчики, коммутаторы кодов, блок памяти, цифроаналоговый преобразователь, выпрямитель, блок сравнения, элемент И, генератор тактовых импульсов и трансформатор питания (1).

Недостатками преобразователя являются его узкие функциональные возможности.

Известен преобразователь- угла поворо.та вала в код, содержащий последовательно подключенные к генератору импульсов де-, литель частоты, формирователь синусоидал1ного напряжения, фазовращатель, формирователь фазового импульса, элементы И, триггер, блок коэффициентов, блоки приращения угла, нереверсивный счетчик, элемент НЕ и реверсивный счетчик. Преобразователь обеспечивает, возможность формирования линейной функции параллельно с про; цессом развертки в делителе частоты разрядной шкалы по времени (2).

Однако у известного преобразователя узкие функциональные возможности, так как

1о обеспечивается формирование кода лишь линейной функции угла.

Цель изобретения, — расширение функциональных возможностей преобразователя при повышении его быстродействия путем обеспечения формирования кода любой не15 линейной функции угла в процессе его измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий последовательно соединенные щ генератор импульсов, делитель частоты, формирователь синусоидального напряжения, фазовращатель и формирователь фазового импульса, выход которого соединен с одним входом блока элементов И, реверсив920803 ный и нереверсивный счетчики и блок коэффициентов, введены дополнительный делитель частоты, блок сравнения кодов, запоминающее устройство и дешифратор, а нереверсивный счетчик выполнен дополнительным реверсивным, входы дешифратора соединены с выходами делителя частоты, первый и второй выходы дешифратора соединены с первым и вторым входами дополнительного реверсивного счетчика, третий выход дешифратора соединен с первым входом реверсивного счетчика, четвертый выход дешифратора соединен с вторым входом реверсивного счетчика, третьим входом дополнительного реверсивного счетчика и входом блока коэффициентов, выход которого соединен с четвертым входом дополнительного реверсивного счетчика, выходы которого соединены с первой группой входов блока сравнения кодов, вторая группа входов которого соединена с выходами дополнительного делителя частоты, первый вход которого сое динен с выходом генератора импульсов, а второй вход — с выходом блока сравнения кодов, который соединен с третьим входом реверсивного счетчика, выходы которого соединены с остальными входами блока элементов И, выходы которого соединены с входами запоминающего устройства.

На фиг. 1 представлена блок-схема преобразователя угла поворота вала в код; на фиг. 2 — график реализуемой функции.

Преобразователь угла поворота вала в код, содержит генератор 1 импульсов, делитель 2 частоты, формирователь 3 синусоидального напряжения, фазовращатель 4, формирователь 5 фазового импульса, блок 6 элементов И, запоминающее устройство (ЗУ)

7, реверсивный счетчик 8, дешифратор 9, блок 10 коэффициентов, дополнительный реверсивный счетчик 11, блок 12 сравнения кодов, дополнительный делитель 13 частоты.

Выходы 14 и 15 дешифратора 9 подключены к реверсивному счетчику 11, выход 16 к задатчику углового коэффициента 10 и реверсивным счетчикам 8 и 11, а выход 17— только к счетчику 8, выход 18 блока 12 сравнения кодов подключен к третьему (счетному) входу счетчика 8 и ко второму входу (входу сброса) делителя 13.

Преобразователь работает следующим образом.

Фазовращатель 4. воспринимает вращение вала контролируемого механизма и напряжение формирователя 3, подключенного к генератору 1 импульсов через делитель 2 частоты. С выхода фазоврашателя 4 синусоидальное напряжение, сдвинутое по фазе относительно входного на угол <Л, пропорциональный развороту вала, поступает на формирователь 5 фазового импульса, который выдает сигнал в момент перехода синусоидального напряжения через нуль, например, от положительного значения к отрицательному.

1а

fs ъо и эе зз

46

so

И а

Для реализации нелинейной функции y(Vt) (фиг. 2) от угла, изменяющегося от ь.И=

0 до Ы„,к,- с максимумом в точке 1, минимумом в точке 3 и точками перегиба

2 и 4, задаются начальным значением углового коэффициента К,. и количеством точек аппроксимации К. .При включении генератора 1 импульсы частоты f поступают в делители 2 и 13 частоты, причем одновременно с первым импульсом из блока 10 коэффициентов код К 11. переносится в счетчик 11. Первые импульсы частотой f/К на выходе 18 блока 12 сравнения кодов появятся по достижении в делителе 13 кода Ко, а с приходом на счетный вход 14 счетчика ll импульсов частотой — (где N — коэффициент деления делителя 2) частота на выходе 18 будет постоянно снижаться от f/К р к

В момент К, (точка 1 на фиг. 2 — функция достигла максимума) с выходов 15 и

17 дешифратора 9 поступают сигналы, переключающие шины счетчиков 11 и 8 на «минус», вследствие чего частота на выходе 18 начинает увеличиваться с „до „к+к.

КO+ К1 Кф4 К1+К, а код счетчика 8 — уменьшается. В точке перегиба 2 сигнал на выходе 15 меняется и переключает шины счетчика 11 на «плюс», вследствие чего частота на выходе 18 начнет уменьшаться до „„„. В

1 К2 Кз точке минимума 3 (фиг. 2) потенциалы на выходах 15 и 17 меняются и переключают шины счетчика 11 на «минус», а счетчика 8-на «плюс», вследствие чего частота на выходе 18 вновь начинает увеличиваться до

„„и начинает возрастать код счетf

К,+ К, -К2+К -Ка чика 8, а йосле переключения шин счетчика

11 на «плюс» в точке перегиба 4 (фиг. 2) частота на выходе 18 вновь уменьшается до к +к -к +к-к.„мf а код счетчика 8 пр

f должает увеличйваться.

Таким образом, за период времени Т=ф функция 1 (cd t) развертывается по углу

orat = 0 noc1)t„,д, и по времени от нуля до Т. причем код в счетчике 8 каждый раз пропорционален функции q (М1) в момент формирования фазового импульса формирователем 5, благодаря чему за каждый период преобразования Т код функции обновляется и переносится из счетчика 8 в

ЗУ 7 импульсом, сформированным формирователем 5.

В общем виде код функции Ч (cdt) рагде i — номер характерной точки кривой у (

К,— значение К; в момент срабатывания преобразователя фазового импульса 5.

Благодаря сравнительно простому преобразованию угла в код можно аппроксимировать практически любую. функцию (в том числе и линейиую) без применения спе4

920803 циальных множительных устройств. Экономический эффект от использования изобретения обусловлен его техническими особенностямии.

Формула изобретения

Преобразователь угла поворота. вала в код, содержащий последовательно соединенные генератор импульсов, делитель частоты, формирователь синусоидального напряжения, фазовращатель и формирователь фазового импульса, выход которого соединен с одним входом блока элементов И, реверсивный и нереверсивный счетчики и блок коэффициентов, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей при повышении быстродействия преобразователя, в него введены дополнительный делитель частоты, блок сравнения кодов, запоминающее устройство и дешифратор, а нереверсивный счетчик выполнен.дополнительным реверсивным, входы дешифратора соединены с выходами делителя частоты, первый и второй выходы дешифратора соединены с первым и вторым входами дополнительного реверсивного счетчика, третий выход дешифратора соединен с первым входом реверсивного счетчика, четвертый выход дешифратора соединен с вторым входом реверсивного счетчика, третьим входом дополнительного реверсивного счетчика и входом блока коэффициентов, выход которого соединен с четвертым входом дополнительного реверсивного счетчика, выходы которого соединены с первой группой входов блока сравнения кодов, вторая группа входов которого соединена с выходами дополнительного делителя частоты, первый вход которого соединен с выходом генератора импульсов,- а второй вход — -с выходом блока сравнения кодов, который соединен с третьим входом реверсивного счетчика, выходы которого соединены с остальными входами блока элементов И, выходы которого соединены с входами запоминающего устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Авторское свидетельство СССР № 520607, кл, G 08 С 9f00, 1975.

2. Авторское свидетельство . СССР № 525987, кл. G 08 С 9(04, l974 (прототип) .

920803

Составитель Е. Бударина

Редактор Т; Парфенова Texpea А. Бойкас Корректор С. Щомак

Заказ 2351 60 Тираж 639 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4