Преобразователь угла поворота вала в код

Преобразователь угла поворота вала в код

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано для связи аналоговых источников информации с цифровым вычислительным устройством. С целью упрощения преобразователя путем использования фазовращателя грубого отсчета (ГО) с большой инструментальной погрешностью вне диапазона точного отсчета (ТО) генератор вырабатывает стабильную по частоте последовательность импульсов, которая через делитель частоты поступает в блок питания, вырабатывающий два сдвинутых на 90° относительно друг друга синусоидальных напряжения питания фазовращателя ТО и фазовращателя ГО. Формирователи вырабатывают из выходных напряжений фазовращателей фазовые импульсы, по .котор ым производится перезапись кода делителя в регистр ТО и регистр ГО. В регистр записываются младшие согласующие разряды ГО. Формирователь вырабатывает импульс интервала согласования , симметричный относительно нулевого состояния делителя. В триггер всегда записывается информация старшего разряда делителя. Вне зоны согласования запись старшего разряда производится фазовым импульсом ГО .через элементы И и ШШ, а в зоне согласования - фазовым импульсом ТО через элементы И и ИЛИ. В счетчике циклов производится сравнение кодов ТО с выхода регистра текущего цикла преобразования с предьщущим и вырабатываются сигналы перехода через границу полюсного деления с соответствующим знаком, которые подсчитываются реверсивным счетчиком, входящим в счетчик циклов. А установка счетчика в О производился по фронту выходного импульса триггера при прохождении валом преобразователя положения О . При этом фазовращатель ГО определяет нулевой цикл ТО и направление смещения от нулевого положения . Код ГО поворота вала от нулевого положения деформируется в счетчике 21 циклов по переходам ТО через границы полюсных делений. Код ТО формируется в регистре. 2 з.п. ф-лы, 4 ил. (Л с |С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЯ4АЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU 1261116

Н 03 M 1/46

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3841141/24-24 (22) 07.01 ° 85 (46) 30.09.86. Бюл. К 36 (72) Л.Г. Матвеев, О.A. Беляков, И.Я. Прокофьева, В.И. Защиринский и С.А. Петроченков (53) 68 1.325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1Ф 71464 1, кл. Н 03 К 13/02, 1969.

Электромеханические преобразователи угла с электрической редукциек/Под ред. А. Ахметжанова. M.;

Энергия, 1978, с. 201, рис. 6-9.

Авторское свидетельство СССР

У 4 11623, кл . Н 03 К 13/02, 197 1. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА

ВАЛА В КОД (57) Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано для связи аналоговых источников информации с цифровым вычислительным устройством.

С целью упрощения преобразователя путем использования фазовращателя грубого отсчета (ГО) с большой инструментальной погрешностью вне диапазона точного отсчета (TO) генера,— тор вырабатывает стабильную по частоте последовательность импульсов, которая через делитель частоты поступает в блок питания, вырабатывающий два сдвинутых на 90 относительно друг друга синусоидальных напряжения питания фазовращателя ТО и фазовращателя ГО. Формирователи вырабатывают из выходных напряжений фазовращателей фазовые импульсы, по .которым производится перезапись кода делителя в регистр ТО и регистр ГО. В регистр записываются младшие согласующие разряды ГО. Формирователь вырабатывает импульс интервала согласования, симметричный относительно нулевого состояния делителя. В триггер всегда записывается информация старшего разряда делителя. Вне зоны согласования запись старшего разряда производится фазовым импульсом ГО через элементы И и ИЛИ, а в зоне согласования — фазовым импульсом TO через элементы И и ИЛИ. В счетчике циклов производится сравнение кодов ТО с выхода регистра текущего цикла преобразования с предыдущим и вырабатываются сигналы перехода через границу полюсного деления с соответствующим знаком, которые подсчитываются реверсивным счетчиком, входящим в счетчик циклов. А установка счетчика в "0" производится по фронту выходного импульса триггера при прохождении валом преобразовате0 ля положения 0 . При этом фазовращатель ГО определяет нулевой цикл ТО и направление смещения от нулевого поло. жения. Код ГО поворота вала от нуле1 вого положения деформируется в счетчике 21 циклов по переходам ТО через границы полюсных делений. Код TO формируется в регистре. 2 s,ï. ф-лы, 4 ил.

1 261116

Преобразователь работает следующим образом. г

Генератор 1 импульсов вырабатывает стабильную по частоте последовательность импульсов. Два старших раз. ряда делителя 2 частоты поступают в блок 3 питания фазовращателей для формирования двух сдвинутых на

90 друг относительно друга синусоидальных напряжений, подаваемых на входные обмотки фазовращателей 4 и 5.

55

Изобретение относится к автомати.ке и вычислительной технике и может быть использовано для связи аналоговых источников информации с цифровым вычислительным устройством. 5

Цель изобретения — упрощение преобразователя путем использования фазовращателя грубого отсчета с больgofi инструментальной, погрешностью вне диапазона точного отсчета. l0

На фиг. 1 представлена структурная схема преобразователя; на фиг,2— структурная схема формирователя строба точного отсчета, на фиг. 3 структурная схема счетчика циклов, на фиг. 4 — временная диаграмма работы формирователя строба точного отсчета.

Преобразователь угла поворота вала в код (фиг.1) содержит генератор 1 импульсов, делитель 2 частоты, блок

3 питания, фазовращатель 4 точного отсчета (ТО), фазовращатель 5 грубого отсчета (ГО), первый 6 и второй

7 формирователи, первый 8 и второй

9 синхронизаторы, регистр 10 точного отсчета (ТО), регистр 11 гру— бого отсчета, формирователь 12 строба грубого отсчета, формирователь 13 строба точного отсчета, коммутатор 14,М первый 15, второй 16 и третий 1? триггеры, первый элемент 18 И, второй элемент 19 И, элемент 20 ИЛИ, счетчик 21 циклов а !

Формирователь 13 строба точного отсчета (фиг.2) содержит регистр 22, элемент 23 И, первый элемент 24 ИЛИ, второй элемент 25 ИЛИ.

Счетчик 21 циклов (фиг. 3) содержит цифровой компаратор 26, регистр

27, генератор 28, инвертор 29, первый 30, второй 31 третий 32, четвертый 33 элементы И, элемент 34 ИЛИ, первый 35 и второй 36 элементы дифференцирования и реверсивный счетчик 37.

Синусоидальные напряжения с выходов фазовращателей 4 и 5 поступают соответственно на входы формирователей 6 и 7, где формируются фазовые импульсы в момент перехода через 0 (от минуса к плюсу) выходных напряжений фазовращателей 4 и 5. Временное полажение фазовых импульсов относительно кодовой шкалы, образованной делителем 2, линейно зависит от угла поворота роторов фазовращателей 4 и 5 относительно их статоров. Для обеспечения однозначности записи текущих значений кодов ТО и

ГО в регистры 10 и 11 в синхронизаторах 8 и 9 осуществляется синхронизация фазовых импульсов, поступающих с формирователей 6 и 7, к частоте генератора 1 импульсов.

При начальной юстировке преобразователя механическим поворотом статоров совмещают нулевое значение фазовращателя 5 ГО и любое нулевое значение фазовращателя 4 ТО с нулевым состоянием делителя 2 частоты.

Формирователь 12 формирует импульс интервала согласования длительностью а„ = Т/Р, симметричный относительно нулевого состояния делителя 2, где Т вЂ” период выходных напряжений блока 3, P — коэффициент электрической редукции фазовращателя 4. Этим импульсом разрешается проведение согласования отсчетов только в одном из P циклов Т0 в дно апазоне Π— 360, совпадающем с точо кой 0

С выхода формирователя 12 строб ГО поступает на второй управляющий вход регистра t1 на первый управляющий вход которого поступают фазовые импульсы ГО с выхода синхронизатора 9, обеспечивающие запись дополнительных младших разрядов ГО с выходов разря дов делителя 2 частоты.

Импульсы (фиг,4 б ) с выхода старшего разряда делителя 2 поступают на информационный вход регистра 22 формирователя 13. На синхронизирующий вход регистра 22 поступают ипульсы (фиг.4a) с делителя 2, частота кото> рых в 4 раза больше частоты импульсов, поступающих на информационный вход регистра 22. На выходах регистра 22 формируются четыре импульса (фиг, 4 в,г,д,е) длительностью Т/2, сдвинутых относительно друг друга на величину Т/8. На выходе элемента 23 И, 1261116 втором выходе регистра 22 и выходах элементов 24 и 25 ИЛИ формируются импульсы Г, = Т/4, = Т/2, с, = ЗТ/4, 4 = Т (фиг.4 ж,з,и,.к), симметричные, ! относительно нулевого состояния дели- 5 теля 2.

В зависимости от кода ГО, поступающего с выхода регистра 11 на управляющий вход коммутатора 14, по— следний пропускает на выход один из четырех импульсов с,,,,. При этом, чем ближе к нулю делителя 2 расположен фазовый импульс ГО, тем больший по длительности из выходных импульсов формирователя 13 проходит на выход коммутатора 14.

При несовпадении строба ГО с выхода формирователя 12 с синхроимпуль- сом ГО с выхода синхронизатора 9 триггер 15 вырабатывает сигнал установки в "0" триггера 16. При совпадении строба ГО с синхроимпульсом ГО сигнал установки в 0" снимается и в триггере 16 разрешается запись "1" при совпадении строба ТО с выхода коммутатора

14 с синхроимпульсом ТО с выхода синхронизатора 8, В триггер 17 всегда записывается информация старшего разряда делителя

2 частоты. Вне зоны согласования (триггер 16 в нулевом состоянии) зао пись старшего разряда (+ 180 ) производится фазовым импульсом ГО через элементы 19 И и 20 ИЛИ, а в зоне согласования — фазовым импульсом ТО 35 через элементы 18 И и 20 ИЛИ.

Таким образом, в начальный период после включения преобразователя до проведения первого согласования отсчетов по информации, записанной в 40 триггер . 17, определяется в каком о полупериоде +180 или — 180 находится реальное значение угла поворота фазовращателя ГО. Учитывая, что сигнал на выходе триггера 17 потенциаль-4S ный, изменение уровня сигнала на его о выходе происходит только в 0 прч о о изменении угла от + 180 до -180

На первые входы цифрового компаратора 26 (в качестве которого может 5О быть использована микросхема 134 СП1) поступает текущее значение кода ТО с выхода регистра 10, а на вторые входы — код ТО предьдущего цикла преобразования, записанный импульсами 55 генератора 28 в регистр 27. По результату вычитания текущего значения кода ТО и предьдущего значения кода

ТО с первого или второго -выхода цифрового компаратора 24 на входы элементов 30 и 32 И поступает. положительный потенциал зависимости от того нарастает или убывает код угла

ТО, что и определяет суммирование или вычитание полных циклов ТО в реверсивном счетчике 37. Старший разряд кода ТО с выхода регистра 10 поступает на вход элемента 31 И и через инвертор 29 - на вход элемента

33 И, на другой вход которого поступает управляющий сигнал вычитания с второго выхода цифрового компаратора 26, с первого выхода которого подается управляющий сигнал на вход элемента 31 И. С выходов элементов 3 1 И, 33 И через элемент 34 ИЛИ на вход элемента 35 подается. прямой или инверсный старший разряд регистра 10. Элемент 35 формирует импульс небольшой длительности по отрицательному фронту старшего разряда кода ТО при увеличении кода (окончание полного цикла ТО) и по положительному фронту при уменьшении числа циклов

ТО на единицу. Счетные импульсы сложения и вычитания через элементы

30 И и 32 И поступают соответственно на входы сложения и вычитания реверсивного счнтчика 37, на третий вход которого (установки в "0 ) с выхода элемента 36 поступают импульсы сброса, сформированные по отрицательному фронту импульса с выхода триггера

17 при прохождении валом преобразоо вателя положения О . Полный код угла складывается из п -разрядов регистра

10 и ш-разрядов счетчика 21 циклов ТО.

Упрощение преобразователя обеспечивается возможностью использования фаэовращателя грубого отсчета с большой инструментальной погрешностью вне диапазона точного отсчета. От фазовращателя грубого отсчета требуется определение нулевого цикла точного отсчета и направление смещения от нулевого положения. Код грубого отсчета поворота вала от нулевого положения формируется по переходам точного отсчета через полюсные деления.

Формула изобретения

1. Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий генератор импульсов, выход которого через дели12611

S тель частоты подключен к блоку питания, выходы блока питания подключены к входам фазовращателей точного и грубого отсчетов, выходы которых через первый и второй формирователи соответственно подключены к информационным входам первого и второго синхронизаторов, синхронизирующие входы которых соединены с выходом генератора импульсов, а выходы подключены 10 соответственно к управляющему входу регистра точного отсчета и к первому управляющему входу регистра гру бого отсчета, информационные входы

1 оторых соединены с выходами разрядов 15 елителя частоты, первый и второй эле-. менты И, выходы которых подключены к входам элемента ИЛИ, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью упрощеНия преобразователя, в него введены 20 счетчик циклов, первый, второй, тре тий,триггеры, коммутатор, формирователи стробов точного и грубого отсчетов, входы которых соединены с

Выходами разрядов делителя частоты, выход формирователя строба грубого отсчета подключен к второму управляющему входу регистра грубого отсчета и к информационному входу первого триггера, выход формирователя строба 30 точного отсчета подключен к информационному входу коммутатора, управо„ ляющий вход которого соединен с выходом регистра грубого отсчета, а выход подключен к информационному входу второго триггера, первый и второй выходы второго триггера подключены к первым входам первого и второго элементов И соответственно, вторые входы которых соединены с выходами пер- 10 вого и второго синхронизаторов соответственно, выход старшего разряда делителя частоты подключен к информационному входу третьего триггера, синхронизирующий вход которого соединен с выходом -элемента ИЛИ, а выход подключен к установочному входу счетчика циклов, информационный вход счетчика циклов., соединен с выходом регистра точного отсчета, синхронизирующие входы первого и второго триггеров соединены соответственно с выходами второго и первого синхронизаторов, а выход первого триггера подключен к установочному входу вто- рого триггера.

2. Преобразователь по и. 1, о тли чающийся тем, чтоформи16 рователь строба точног о отсчета содержит регистр, элемент И, первый и второй элементы ИЛИ, вхоцы регистра являются входами формирователя, первый выход регистра подключен к одним входам первого элемента ИЛИ и элемента И, выход которого является первым выходом формирователя, второй выход регистра является вторым выходом формирователя, третий выход регистра подключен к другим входам элемента

И и первого элемента ИЛИ, выход которого является третьим выходом формирователя, четвертый выход регистра и один вход регистра подключен к второму элементу ИЛИ, выход которого является четвертым выходом формирователя.

3. Преобразователь по и. 1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что счетчик циклов содержит цифровой компаратор, регистр, генератор, инвертор, первый и второй элементы дифференцирования, первый, второй, третий, четвертый элементы И, элемент ИЛИ, реверсивный счетчик, первая группа входов цифрового компаратора соединена с информационными входами регистра и является информационным входом счетчика циклов, генератор подключен к управляющему входу регистра, выходы которого подключены к второй группе входов цифрового компаратора, первый выход цифрового компаратора подключен к первым входам первого и второго элементов И, второй выход — к первым входам третьего и четвертого элементов И, выходы второго и четвертого элементов И соединены с входами элемента ИЛИ, выход которого через первый элемент дифференцирования подключен к вторым входам первого и третьего элементов

И, выхсды которых подключены к входам сложения и вычитания реверсивного счетчика соответственно, вход второго элемента дифференцирования является установочным входом и одним выходом счетчика циклов, а выход второго элемента дифференцирования подключен к установочному входу реверсивного счетчика, выходы которого являются группой выходов счетчика циклов, один вход из первой группы входов цифрового компаратора подключен к второму входу второго элемента И, а

"ерез инвертор — к второму входу четвертого элемента И, 1261116

Фиг.2! 26) I !6

Составитель А. Смирнов

Техред И.Попович

Редактор С. Лисина

Корректор Е, Сирохман

Заказ 5245/58 Тираж 816

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4