Преобразователь угла поворота вала в код

Преобразователь угла поворота вала в код

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА . ПОВОРОТА ВАЛА В КОД, содержащий счетчик с переменным коэффициентом ае ления, первый реверсивный счетчик и по следовательно соединенные генератор импульсов , целитель частоты, источник питани1я фазоврашателя, фазовращатель и формирователь фазового импульса, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и упрощения преобразователя, в него введены второй реверсивный счетчик, комму: татор, блок регистрации и фазовый дискриминатор , перюый вход которого соеди-нен с выходом формирователя фазового импульса, а второй вход - с выходом первого реверсивного счетчика, выходы фазового дискриминатора соединены с входами второго реверсивного счетчика, ин формационные выходы которого подключены к управляющим входам счетчика с переменным коэффициентом деления, первый вход коммутатора соединен с первым входом генератора импульсов, второй выход которого соединен со счетным входом счетчика с переменным коэ4 фициентом деления, знаковый выход второ (Л С го реверсивного счетчика соединен с вторым входом коммутатора, первь1й и второй выходы которого соединены с входами первого реверсивного счетчика, а третий и четвертый выходы - с входами блока регистрации, третий вход ком; мутатора соединен с выходом счетчика с переменным коэффициентом деления.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

j g й.й 08 С 9/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ е т

« е: /

° и с.1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2 1 ) 3427326/18:-2 4 (22) 14.04.82 (46 ) 1 509 83. Бюл, Хо 34 (72) П. С. Иванов, В. П. Росляков, А. А. Корбут, С. А. Калинин, И. Б. Баранов, В. И. Левашов и El. И. Вышецкий (53) 681..325 (088.8) (56) 1. Электромеханические преобразователи угла с электрической редукцией.

Под ред. А. А. Ахметжанова. М., "Энергия, 1978, с, 206.

-2. Авторское свидетельство СССР

Ию 487405, кл. С, 08 С 9/00, 1975 (прототип). (54) (57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА .

ПОВОРОТА ВАЛА В КОД, содержаший счетчик с переменным коэффициентом деления, первый реверсивный счетчик и последовательно соединенные генератор импульсов, делитель частоты, источник питания фазоврашателя, фазоврашатель и . формирователь фазового импульса, о тл и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей

„.SU„„42058.и упрощения преобразователя, в него введены второй реверсивный счетчик, коммутатор, блок регистрации и фазовый дискриминатор, первый вход которого соеди -нен с выходом формирователя фазового . импульса, а второй вхоц - с выходом первого реверсивного счетчика,. выходы фазового дискриминатора соединены с вхо дами второго реверсивного счетчика, информационные выходы которого подключены к управляюшим входам счетчика с переменным коэффициентом деления, первый вход коммутатора соединен с первым входом генератора импульсов, второй выход которого соединен со счетС2 ным входом счетчика с переменным коэф- Е фнпнентом Пепеннн, знаковый выкон второ го реверсивного счетчика соединен с вторым szoao««коммутеторв, первый н второй выходы которого соединены с входами первого реверсивного счетчика, ра третий и четвертый выходы - с входами блока регистрации, третий вход ком.мутатора соединен с выходом счетчика с переменным коэффициентом деления.

«.

1 10 420

Изобретение относится к автоматике, телемеханике и вычислительной технике и может быть использовано в системах числового программного управления.

Известен преобразователь угол - коа, 5 в котором питание цвухфаэной обмотки фазоврашателя асушествляется от функционального преобразователя коц — напряжение, а напряжение с оцнофаэной обмотки. является управляющим. Обязательными узлами преобразователя угон - коц явля" ются послецовательно поцсоециненные к выхоцной обмотке фазочувствительный выпрямитель, генератор переменной частоты н реверсивный счетчик с логическим устройством, управляемым фазочувствительным выпрямителем Р 1 ).

Нецостаток цанного преобразователя угол - коц - большие аппаратные затраты на реализацию преобразователя коцнапряжение, основного узла, опрецеляюшего точность преобразования. Преобразователь коц «напряжение может прецставлять собой трансформатор с перемен ным коэффициентом трансформации либо управляемый резисториый целитель. В обоих случаях управление вецется с помощью прецизионных развязанных ключей . переменного тока с малым прохопным сопротивлением в открытом состоянии и высоким — в закрытом.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является преобразователь угла поворота вала в коц, соцер1 жаший счетчик с переменным коэффици35 энтом деления, первый реверсивный счетчик и последовательно соединенные генератор импульсов, делитель частоты, ио точннк питания фаэоврашателя, .фазоврешатель и формирователь фазового импульса, а также блок коэффициентов и блок выявления величины и знака приращения угла 2 j.

Оцнако в известном преобразователе угол - коц отсутствует возможность иэ45 мерения скорости врашения вала. Кроме того, это устройство является сложным.

Белью изобретения является расширение функциональных возможностей преобразователя угла поворота вала в коц эа счет

50 изменения скорости вращения вала фазо врашетеля, упрощение преобразователя эа счет нового схемного решения.

Поставленная цель достигается тем, что s преобразователь угла поворота вала в код, соцержаший счетчик с перемен, «5 ным коэффициентом вселения, первый реверсивный счетчж и послецователъно соециненные генератор импульсов, цели58 2 тель частоты, источник питания фаэовра- шатеня, фаэоврашатель и формирователь фазового импульса, ввецены второй реверсивный счетчик, коммутатор, блок регистрации и фазовый цискриминатор, riepвый вход которого соецинен с выхоцом формирователя фазового импульса, а второй вход - с выхоцом первого реверсивного счетчика, выхоаы фазового дискриминатора соецинены с входами второго реверсивного счетчика, информационные

BblxoQbl которого поцключены к управляюшим входам счетчика с переменным коэффициентом целения, первый вход коммутатора соединен с первым выхоцом гене» о. ратора импульсов, второй выхоц которого соецинен со счетным вхоцом счетчика с переменным коэффициентом деления, знаковый выход второго реверсивного счетчика соецинен с вторым вхоцом коммутатора, первый и второй выхоцы которого соецинены с вхоцами первого реверсивного счетчика, а третий и четвертый выхоцы — с вхоцами блока регистрации, третий ахоп коммутатора соецинен с выхоцом счетчика с переменным коэффициентом целения.

На фиг. 1 приведена структурная схема преобразователя угла поворота вала в коц; на фиг. 2 - временные циаг раммы, поясняющие принцип работы преобразователя; на фиг. 3 - схема коммутатора, вариант; на фиг, 4 - схема фазового цискриминатора.

Преобразователь угла поворота вала в «оп сопержит генератор 1 импульсов, целитель 2 частоты, источник 3 питания, фмюврашажль 4, формирователь 5 фаэо вого импульса, фазовый дискриминатор 6, реверсивный счетчик 7, счетчик 8 с переменным коэффициентом деления, коммутатор 9, реверсивный счетчик 10, блок 11 регистрации, ось 12 фазоврашателя.

На фиг. 2 обозначено: 13 - выхлопной сигнал фазоврашателя 4; 14 - фазовый импульс на вьгхоце формирователя 5; 15опорный сигнал на выхоае реверсивного счетчика 10; 16 - суммирующий импульс на выхоце фазового цискриминатора 6;

17 — вычитаюший импульс иа выходе фазового цискриминатора; 18 - тактовые импульсы на первом выходе генератора 1; 19. - тактовые импульсы на втором выхопе генератора 1; 20 - импульсы на выхоце счетчика 7 с пещменным коэффициентом деления; 21 - импульсы на суммирующем входе реверсивного счетчика 10р 22 - импульсы на вычттаюшем exode реверсивного счетчика 1П;

3 1042

23 — импульсы на суммируюшем входе блока ll регистрации; 24 — импульсы на вычитаюшем входе блока 11 регист» рации.

Генератор 1 импульсов представляет собой станцартный двухфазный генератор, на выходах которого формируются цве несовпацаюшие во времени серии импульсов 18 и 19 (фиг. 2). Делитель 2 частоты представляет собой станцартный счет- щ чик с коэффициентом деления М, который. в случае двоичной системы равен и =2", где n - число разряцов делителя. Источ« ник 3 питания. фаэоврашателя состоит из активного фильтра, выцеляюшего первую гармонику из сигнала на выходе целителя 2, и усилителя мошности. В качестве фаэоврашателя 4 могут быть использованы врашаюшиеся трансформаторы, сельси- . ны, резольверы и т.п. 20

Фазовый дискриминатор 6 может быть реализован на основе элемента HE 25 и элементов И 26 и 27 (фиг.3):. Реверсивный счетчик 7 может быть реализован на основе стандартных микросхем,: 25 например К 155 ИЕ 7. Счетчик 8 с

° переменным коэффициентом деления выполняет функции цифрового управляемого делителя частоты и может быть реализован на основе. микросхем К 155 ИЕ8.

КомМутатор 9 (фиг. 4) может быть реа» лизован на элементах НЕ 28, элементах И 29 и 30 и элементе ИЛИ 31. Коммутатор 9 подключает импульсы 20 (фиг. 2), с выхода счетчика 8 на суммируюшие входы35 счетчика 10 и блока 11 регистрации при З5 положительном знаке кода в счетчике 7 и иа вычитаюшии входы счетчика 10 и блока 11 при отрицательном знаке кода.

Кроме того, на суммируюший вьыоц ком

40 мутатора 9 постоянно поступают импульс сы 18 с первого выхода генератора 1.

Реверсивный счетчик 10 может быть выполнен на микросхемах типа К 155 ИЕ7 и имеет такой же коэффициент деления N 2, как и целитель 2. Блок 11, fl 45 регистрации представляет собой ревер сивный счетчик с произвольным. числом разрядов, оббспечиваюш им однозначность . информации (при этом за время между. обрашениями к преобразователю измене ние кода в нем не превышает половины. максимального значения коца) ..

Преобразователь работает следуюшим образом.

Импульсы 18 (фиг. 2) с генератора 1 55 с частотой Е., заполняют целитель 2 частоты. Источник 3 питания преобразу ет опорные сигналы частотой f йс вы

058 4 хоца делителя 2 в цвухфазное гармоническое напряжение питания фазоврашателя 4, работающего в фазовом режиме. Синусоицальное напряжение 13 (фиг. 2) с выхода фазоврашателя 4, сдвинутое по фазе отн ос ительн î в кедног о на пракени я фаз евюшателя 4 на угол, пропорциональный углу разворота оси фаэоврашателя 4, поступает на вход формирователя 5 фазового импульса, который формирует короткий импульс 14 (фиг. 2) в момент перехода напряжения 13 (фиг. 2) из отрицательной области в положительную.

Импульсы 14 (фиг. 2) поступают на первый вход фазового дискриминатора 6, на цругой вхоц которого поцается сигнал 15 (фиг. 2) со старшего paaprrna .реверсивного счетчика 10. На сумми» руюший вхоц реверсивного, счетчика 10 через коммутатор 9 поступают импульсы 18 (фиг. 2), при этом частота сит нала 15 на его выхоце равна частоте напряжения питания фазоврашателя 4 f /Я, 1

В начальный момент ось 12 фазоврашателя.4 непоцвижна, блок 11 и реверсивный счетчик 7 обнулены, а сигнал 15 (фиг. 2) с выхоца реверсивного счетчика 10 совпацает по фазе (с точностью цо одного периоца частоты . ) с выходным сигналом 13 (фиг. 2) фаэоврашателя.

При медленном повороте оси 12 фаэоврашателя 4 в положительном направле- нии сигнал 13 начинает опережать по фазе сигнал 15, а фазовый импульс 14 появляется при нулевом значенйи сигнала 15. Фазовый цискриминатор 6 направляет импульс 14 на суммирующий вход второго реверсивного счетчика 7, устанавливая его код 5Н равным 1. При этом на выходе счетчика 8 с переменным коэффициентом целения появляется один импульс 20, полученный делением частотът входных импульсов 19, который. вызывает появление импульса 23 на выходе коммутатора 9, увеличивая коц в блоке 11 на единицу. В то же время импульс 20, добавляется коммутатором 9 к . импульсам 18, вызывая появление (2Ъ1) положительных импульсов 21 эа оцин пе риод напряжения питания фаэоврашйтеля 4 вместо 2 импульсов, что в свою очередь приводит к увеличению фазы сигнала 15 на один период импульсов 18.

В этом случае сигнал 13 начинает опережать по фазе сигнал 15 и фазовый импульс 14, вызывая появление oTpHrla» тельного импульса 17, устанавливает код 5Н реверсивного счетчика 7 в ноль.

58 6 формирователя 5 фазового импульса не оказывает влияния на погрешность преобразования.

Импульсы 20 корректируют фазу сигнала 15 в сторону опережения при положительном знаке кода и Н .и в сторону отставания при отрицательном знаке, а их число эа один периоц напряжения пи-

I тания датчика равно отношению частоты Е к частоте fЗ/2 питания gamma: и

З „2 2 1(г" 2 и при выполнении условия

2 2 — — = 1

rn

В этом случае эа один периоц напряжения питания датчика код блока 11 и фаза сигнала 15 изменяются на величину,д Н, а фазовый импульс, импульс, корректируя код Н, поддеркивает равен-, ство фаз сигналов 15 и 13 с точностью до одного периода тактовых сигналов 18.

В блоке ll при этом формируется код, пропорциональный изменению фазы сигнала 14 и, следовательно, углу поворота оси 12 фазоврашателя.

Экономический эффект от использования изобретения обсуловлен указанными техническими. особенностями. (+Pll7. 2

5 10420

Импульсы 20 в этом случае не вырабатываются, а коц Н блока 11 и фаза сигнала 15 не изменяются. При дальнейшем мецленном повороте оси 12 фазоврашателя 4 указанные процессы повторяются, а в блоке 11 формируется коц Н, соотвеьствуюший углу поворота фазоврашателя 4.

При вращении оси 12 фаэоврашателя 4 в отрицательном направлении работа пре 10 образователя аналогична описанной, а отрицательное изменение фазы. сигнала 15 и кода Н блока 11 осуществляется подачей импульсов 20 на вычитаюший вход реверсивного счетчика 10 и вычитаюший 15

sxog блока 11, При большой скорости вращения (фиг. 2) фазоврашателя 4 в реверсивном счетчике 7 накапливается код Н, соотвеэ ствуюший скорости врашения оси 12. щ

Ири этом частота равномерно распреце ленных во времени импульсов 20 на выходе счетчика 8 равна

ДН 25

3 2 где У1- частота импульсов 19, íà вто ром выходе генератора 1;

rn - число управляющих раэрацов счетчика 8. 30

За счет начальной установки ф@э сигна-. лов 15 и 13 смеШение фазы сигнала 13 путем изменения параметров источника 3 питания фазоврашателя 4 и дрейфа нуля

1Ф

16

f7

18

19

2f

У

24 выполняется соотношение

К = Н., t

1

1

1

1042058

Составитель А. Сидоренко

Рецактор M. Дылын Техрец С.Мигунова Корректор Л. Бокшан

Заказ 7132/51 Тираж 618, . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР но целам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент", г. Ужгороц, ул. Проектнаи, 4