Преобразователь скорости перемещения в код

Преобразователь скорости перемещения в код

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК цд) 6 08 С 9/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР; . Г

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ i

k АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3398625/18-24 (22) 19.02.82 (46) 23.09.83. Бюл. Р 35 (72) Б.И.Бреслав, И.,З.Бреслав, A.Ì.Êoëåñíèêîâ и Д.П.Яковенко (71) Научно-исследовательский проек тно-конструкторский и технологиче- ,ский институт комплектного электропривода (53) 621.314.2(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР;

Р 325619, кл..G J 3/00, 1968.

2. Авторское свидетельство СССР .

Р 334582, кл. G 08 С 9/04, 1970..

3 ° A.Å.Зверев е др. Преобразователи угловых перемещений в цифровой код. Л., "Энергия", 1974, с. 154, рис. 79 (прототип). (54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ CKOPOCTH

ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В КОД, содержащий последовательно соединенные генераторимпульсов, блок питания, фазовраща» тель и формирователь фазовых импуль- сов, один элемент И, первый вход

„„Su„„1043700 А которого соединен с генератором импульсов, а выход подключен к одному счетчику, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем преобразования скорости перемещения в код, в него введены. делитель частоты, синхронизатор, другой элемент

И, другой счетчик и коммутатор, вы- ход генератора импульсов подключен к первым входам синхронизатора и..другого элемента И, выход формирователя фазового ..импульса через делитель частоты подключен к второму входу синхронизатора, первый выход которого подключен к второму входу одного элемента И, второй выход — к, Pg второму входу другого элемента И, а третий выход - к управляющему входу коммутатора; выходы одного и другого- элементов И подключены к одному С и другому счетчикам соответственно, выходы которых подключены к сигналь- Я ным входам коммутатора. в®

1043700

Изобретение относится к автоматике н вычислительной технике и может быть использовано для измерения скорости, в частности, в следящих электроприводах с фазовращателями.

Известно устройство для преобра- 5

-зования угловой скорости вращения вала в частоту импульсов, содержащее последовательно соединенные генератор высокочастотного синусоидального.напряжения, делитель частоты, фазорасщепительный блок, многополюсный фазовращатель, соединенный с валом, умножитель частоты, блок сравнения, второй вход которого подключен к выходу генератора высокочастотного синусоидального напряжения, а выходы блока сравнения явля- ются выходами устройства t.1 J.

Недостатком устройства является наличие динамической погрешности вызываемой инерционностью умножи - 20 теля частоты.

Известно устройство для получения сигнала скорости с фазовращателя, которое содержит последовательно соединенные генератор, пре:образователь выходного сигнала генератора в напряжение питания фазовра.щателя и фазовращатель, первый и второй компараторы, подключенные к выходу фазовращателя, первый триггер. 30 подключенный первым входом к выходу первого компаратора, первый элемент

И, подключенный первым входом к. выходу второго компаратора, а вы-. ходом - к второму входу первого 35 триггера, .второй триггер, подклю- . ченный к второму входу первого элемента И, а первым входом - к выходу первого элемента И, третий.и четвертый компараторы, подключенные gp входами к выходу преобразователя выходного сигнала генератора в напряжение питания фазовращателя, третий триггер, подключенный первым входом к выходу третьего компаратора, второй элемент И, подключенный первйм входом к выходу четвертого компаратора, а выходом - к второму входу третьего триггера, четвертый триггер, первым входом подключенный к выходу второго элемента И, а.выходом — к второму входу второго элемента И, третий элемент И, подключенный первым входом к выходу первого триггера, четвертый элемент И, под.ключенный первым входом к выходу третьего триггера, второй генератор, подключенный выходами к вторым входам третьего и четвертого элементов И, элемент сравнения, подключенный первым и вторым входами соответ- бО ственно к выходам третьего и четвертого элементов И, элемент задержки, подключенный,к вторым входам второго и четвертого триггеров, датчик циклов, подключенный к входу элемента 65 задержки и третьему входу элемента сравнения. Выход элемента сравнения является выходом устройства (2 ).

Недостатком устройства является невысокая точность ввиду того, что скорость измеряется только в течение полупериодов напряжения питания и выходных сигналов фазовращателя.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является преобразователь перемещения в код, содержащий последовательно соединенные генератор импульсов, блок питания, фазовращатель и формирователь фазовых импульсов, один элемент И, первый вход которого соединен с генератором импульсов, а выход подключен к одному счетчику, другой выход . фазовращателя подключен к другому формирователю фазовых импульсов, выходы формирователей фазовых импульсов подключены к входам триггера, а выход триггера подключен .к второму входу одного элемента И (3 ).

Недостатком такого преобразователя является получение только кода угла. для получеиия кода скорости необходим сумматор для формирования разности текущего и предыдущего измерений.

Целью изобретения является расширение функциональных воэможностей преобразователя путем преобразования скорости. перемещения в код.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь скорости перемещения.в код, содержащий последовательно соединенные генератор импульсов, блок питания, фазовращатель и формирователь фазовых импульсов, один элемент И, первый вход которого соединен с генератором импульсов, а . выход подключен к одному счетчику, введены делитель частоты, синхронизатор, другой элемент И., другой счетчик и коммутатор, выход генератора импульсов подключен к первым входам синхронизатора и другого элемента И, выход формирователя фазового импульса через делитель частоты подключен . к второму входу синхронизатора, первый вход которого подключен к второму входу одного элемента И, второй выход - к второму входу другого элемента И, а третий выход - к управляющему входу коммутатора, выходы одно- го и другого элементов И подключе-, ны к одному и другому счетчикам соответственно, выходы которых подключены к сигнальным. входам коммутатора.

Введение делителя частоты, под» ключенного к выходу формирователя фазовых ймпульсов, позволяет выделить временный интервал выходного напряжения фазовращателя, равный целому (один и более ) числу периодов, 1043700 укаэанного напряжения, что можно, нуль в одном направлении, например, выполнить с помощью одного фор- ; из — в + ) мирователя фазовых импульсов, при -Делитель частоты 5 делит частоту этом возможное изменение уровня выходного сигнала формирователя 4 срабатывания формирователя не влияет, на два и служит для получения на вына точность выделения указанного ходе делителя 5 двух противоположных временного интервала. Введение дру- состояний, задающих соответственно гого счетчика, коммутатора и друго- соседние четный и нечетный периоды го элемента И позволяет производить выходного напряжения фазовращателя. измерение скорости в каждом периоде Синхронизатор б служит для синхвыходного напряжения фазовращателя, lo ронизации выходного сигнала делителя т.е. без перерывов во времени. Вве- . 5, фаза которого может плавно измедение синхронизатора исключает по- няться, с импульсами генератора 1, грешность заполнения временного -для чего последний подключен к входу интервала выходного напряжения фа- синхронизатора 6. зовращателя импульсами генератора 15 Первый (прямой) и второй (инверс благодаря тому, что начало и конец ный) выходы синхронизатора б подклювыделяемого временного интервала при-. .чены к элементам И 7 и 8, которые хоттоя на паузы между заполняющими служат для подачи импульсов генератоэтот интервал импульсами генерато- . Ра 1 на счетчики 9 и 10. Выходы счетРа. В противном случае за счет сов- ъО чиков 9 и 10 подключены к входам компадения импульса генератора с грани- мутатора 11, выход которого являетцей временноГо интервала имело бы . ся выходом преобразователя. место прохождение в этом интервале коммутатор управляется сигналом лишнего импульаа, т.е, могла бы - с третьего выхода синхроннзатора 6. возникнуть систематическая ошибка. щ . Формирователь 13 управляющих сигНа чертеже показана блок-схема налов, связанный с выходами формиропреобразователя скорости перемещения вателя 4 фазовых импульсов и генерав код. " тора 1, служит для формирования в

Преобразователь содержит после- каждом периоде выходного напряжения . довательно включенные генератор 1 .О,фазовращателя 3 сигналов начальной импульсов, блок 2 питания фазовраща- установки счетчиков 9 и 10, т.е. теля, угловой или линейный фазовра- для ввода, через управляемые синхщатель 3,(ротор или,подвижная часть ронизатором б элементы И 14 и 15, которого получает соответственно, . .когда константы из формирователя 12 угловое или линейное перемещение), констант в один из счетчиков 9 или формирователь .4 фазовых импульсов, З 10. делитель 5 частоты, представляющий . Преобразователь работает следуюсобой в данном случае триггер со,щим образом. счетным входом, синхронизатор б, эле С генератора 1 импульсы высокой менты И 7 и 8, счетчики 9 и 10 с .. частоты поступают на вхоД блока 2, коэффициентом пересчета й, коммута- 40 .;Фор ирующего синусоидальное напряжетор 11, а также соединенные с ними : ние питания фаэовращателя 3/. ВыФормирователь 12 констант., формиро- .. .ходное напряжение фазовращфтеля 3 ватель 13 управляющих сигналов, эле- при .вращении его ротора будет. иметь менты И 14 и 15; изменяющийся фазовый сдвиг относи"

Выходной сигнал генератора 1 пред-4 тельно напРяжения питания. При этом ставляет собой непрерывную.последо- .: частота..выходного напряжения фазовательность импульсов высокой часто- . вращателя 3 будет (в зависимости от ты и используется для получения на- - направления измененения фазы - в стопряжения питания фазовращателя, за- Рону опережения или отставания) выполнения временных интервалов (пе- -.." О ше или ниже частоты напряжения питариодов ) выходного напряжения фазовра- : ния, а период выходного напряжения щателя и синхронизации устройства. . будет соответственно меньше или.

Блок 2 содержит делитель часто- . . больше периода напряжения питания. ты генератора до частоты напряже- . .Разность между периодом выходного ния питания фазовращателя и включен-- напряжения и периодом напряжения пиний последовательно с этим делите- . тания соответствует приращению фазы лем фазорасщепитель, образующий,си- выходного напряжения фазовращателя нусоидальное напряжение питания :., или приращению углового положения

Фазовращателя., (угловому .перемещению) ротора фазоФормирователь 4 фазовых импульсов, -вращателю. за период выходного наформирует сигналы прямоугольной фор- 60 пряжения, т.е. скорости вращения мы из синусоидального выходного на-, ротора Фазовращателя. Поскольку от.пряжения фазовращателя для выделения ношение частоты следования импульсов момента перехода этого напряжения генератора 1.и частоты питания фазочерез нуль (в преобразователе ис- вращателя 3 постоянно и равно й, то пользуется переход напряжения через 65 код скорости перемещения формируется

1043700 мутатора 11.

Составитель A. Смирнов

Редактор Т. Киселева ТехредС. Мигунова . Корректор р. Тигор.

«»

Заказ 7342/54 Тираж 618 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 путем заполнения импульсами генератора 1 счетчика 9 или 10 с коэффициентом пересчета N в течение длительности периода выходного напряжения фазовращателя 3.

Выделение временного интервала, равного периоду выходного напряжения фазовращателя 3, выполняется. следующим образом.

Указанное напряжение преобразует.— ся иэ синусоидальной формы впрямоугольную в формирователе 4 фазовых импульсов, и частота этого сигнала

I делится на два делителем 5, фронты выходных сигналов которого синхронизируются в синхронизаторе б с импульсами генератора 1 . Прямой и инверсный выходы синхронизатора б, сигналы которых .соответствуют четному и нечетному периодам выходного напряжения фазовращателя 3, уп.равляют элементами 7 и 8, через которые импульсы генератора 1 поступают в течение одного периода выходного напряжения фазовращателя 3 для заполнения счетчика 9, в течение другого периода — для заполнения счетчика 10, Синхронизация выполняется таким образом., что моменты переключения по управляющим входам элементов 7 или 8 приходятся на -аузы между поступающими на эти элементы импульсами генерато.ра 1.

Определение разности между длительностью периода выходного напря жения и напряжения питания фазовра-. щателя 3 выполняется путем счета импульсов генератора 1 счетчиками

9 или 10, имеющими коэффициент пересчета N. При Ьтом, если выделенный период выходного напряжения фазовращателя 3 больше периода напряжения его питания (случай вращения ротора фазовращателя 3 в одну сторону ), счетчик 9 или 10 после отсчета количества импульсов, равного й, переполнится и начнет считать сначала. В этом случае код в данном счетчике по окончании счета (т.е. в конце данного периода выходного напряжения фаэовращателя 3) будет представлять собой иепосред ственно разность между количеством импульсов в выделенном периоде выходного напряжения и коэффициентом пересчета счетчика N. Если же выделенный период выходного напряжения меньше периода напряжения питания (случай вращения ротора фазовраща-. теля в другую сторону ), счетчик

9 или 10 не успеет заполниться до конца, и в этом случае указанная разность будет представлена .в дополнительном коде.

Код полученной разности с выходов.счетчиков 9 или 10 поступает

10 в каждом периоде на вход коммутатора 11, который „управляется сигна.— лом .с вйхода синхройизатора б таким образом, что во время счета импульсов счетчиком 9 на выход ком15 мутатора выдается код со счетчика

10 и наоборот. Информация с выхода коммутатора представляет собой сигнал скорости. При этом выходной сигнал старшего разряда счетчика

9 или 10, выдаваеьйй коммутатором

11, используется в качестве сигнала направления скорости, код остальных разрядов представляет собой величину скорости.

Выбранный коэффициент пересчета счетчиков 9 или 10, определяемый; системой счисления и разрядностью счетчика, может быть больше коэффициента пересчета й.

Тогда перед началом счета соответствующего счетчика в нем сигналом начальной установки записывается определенный код, поступающий из формирователя 12 констант, благодаря чему коэффициент пересчета счетчика изменяется таким образом, чтобы он стал равиым N. Сигналы начальной установки поступают на счетчики 9 или 10 с формирователя

13 управляющих сигналов соответст40 венно через элементы И 14 и 15, управляемые сигналами с выходов синхронизатора 6 таким образом, что начальная установка в счетчике 9 выполняется во время заполнения .

45 счетчика 10 и наоборот.

Код перемещения образуется путем суммирования выходных кодов ком50 ". Таким образом, преобразователь формирует код угла и код скорости перемещения.

Экономический эффект от ыспользования преобразователя определя- ется его техническим преимуществом.