Преобразователь угол-код

Преобразователь угол-код

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С A E (ti) 506893

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительной к авт. свид-ву (22) Заявлено 11.11.74 (21) 2074079/18-24 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.03.76. Бюллетень № 10

Дата опубликования описания 13.05.76 (51) М, Кл, - С 08С 9,06

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий (53) УДК 681.325(088.8) (72) Авторы изобретения

Б. А. Казаков, Б. Ц. Яхилевич, В. Ф. Безобразов, К. Н, Назарбаев и Н. К. Михеенков (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГОЛ-КОД

Изобретение относится к аналого-цифровым устройствам, предназначенным для преобразования пространственных величин в цифровую форму, в частности к преобразователям угол-код с переменным счетным интервалом. Эти устройства могут использоваться, например, для углоизмерительных столов и зубофрезерных станков с коррекцией в делительной цепи, а также в астрономических и навигационных приборах и при контрольноюстировочных работах.

Известны преобразователи угол-код, содержащие вращающийся кодовый диск, подвижное считывающее устройство, жестко связанное с входным валом и соединенное со входом устройства управления счетом, которое соединено с электронным счетным устройством, неподвижное считывающее устройство, нульогран и генератор заполнения, соединенный с устройством управления счетом. Точность этих преобразователей определяется многократным измерением одного и того же угла с последующим усреднением результата, Однако известные преобразователи характеризуются неопределенностью результатов при измерении углов, для которых импульсы начала и конца счетных интервалов во времени расположены близко один к другому. Это справедливо для углов, близких к 0 и 360, кроме того, точность их зависит от стабильности частоты генератора заполнения и скорости вращения кодового диска. Все это ведет к понижению точности преобразовате,чей.

В описываемый преобразователь для по5 вышения точности его работы введены фазовый детектор, делитель частоты, фильтр, генератор импульсов, триггер, элемент «И» и блок сдвига начала счета, первый вход которого соединен с нуль-органом, второй вход

lO соединен с выходом триггера, а выход подключен к устройству управления счетом и к одному из входов элемента «И», другой вход которого подключен к подвижному считывающему устройству, выход элемента «И» через

15 триггер соединен с первым входом генератора импульсов, второй вход которого соединен с устройством управления счетом, а выход — с электронным счетным устройством, неподвижное считывающее устройство подключено че-.

20 рез последовательно соединенные фазовый детектор и фильтр к генератору заполнения, который через делитель частоты соединен с фазовым детектором.

На чертеже представлена блок-схема описываемого преобразователя.

Кодовый диск 1, вращаемый электродвигателем 2, представляет собой стеклянный лимб с дорожкой 3 пропускающих свет штрихов.

Один из штрихов 4 дорожки 3 выполнен уд30 линенным и является опорным. С входным ва506893

f,=-m f, (2) лом 5, угловое положение которого измеряется, жестко связаны фотоэлектрическое считывающее устройство б и источник света 7. Эта фотоэлектрическая пара предназначена для считывания опорного штриха 4. Неподвижная фотоэлектрическая пара, состоящая из считывающего устройства 8 и источника света 9, является нуль-органом, дающим сигнал начала счета, и считывает опорный штрих 4. Неподвижное считывающее устройство 10 с источником света 11 предназначено для считывания штрихов дорожки 3. Устройство управления счетом 12 состоит из селектора 13 импульсов и счетчика 14 количества опорных штрихов. Селектор 13 импульсов служит для пропускания импульсов от управляемого генератора 15 заполнения на электронное счетное устройство 16, точнее на его делитель 17.

Вход счетчика 14 соединен с выходом считывающего устройства 6, выход счетчика 14 соединен с цепями сброса делителя 17, счетчика

18 младших разрядов измеряемого угла и соединенного с ним через двухвходовый элемент «ИЛИ» 19 счетчика 20 старших разрядов. Первый управляющий .вход селектора 13 соединен с устройством 21 устранения неопределенности результата, в частности с выходом управляемого блока 22 сдвига начала счета, вход которого соединен со считывающим устройством 8. Второй управляющий вход селектора 13 соединен с выходом считывающего устройства 6. Выход блока 22 соединен также с одним из входов двухвходового элемента «И» 23, второй вход которого соединен с выходом считывающего устройства б. Выход элемента «И» 23 соединен со входом триггера 24 (счетного), с одного плеча которого осуществляется управление блоком 22, а с другого — генератора 25, выход которого соединен с одним из входов двухвходовото элемента «ИЛИ» 19. Устройство 26 фазовой автоподстройки частоты управляемого генератора 15 включает в себя фильтр 27, делитель частоты 28 и фазовый детектор 29.

Один из входов фазового детектора 29 соединен с выходом делителя частоты 28, вход которого соединен с выходом управляемого генератора 15. Другой вход фазового детекгора 29 соединен с выходом неподвижного

;читывающего устройства 10. Выход фазового детектора 29 соединен через фильтр 27 со входом управляемого генератора 15.

Частоту генератора 15 выбирают, исходя из необходимой дискретности отсчета, угловой скорости вращения кодового диска 1, плотности нанесения штрихов на дорожке 3.

При количестве штрихов дорожки 3, равном k и скорости вращения диска п(об/с) частота электрических импульсов f, поступающих с выхода считывающего устройства 10, определяется из выражения

Частота генератора 15 определяется выражением

65 где число m характеризует дискретность отсчета.

Коэффициент делителя частоты 28 численно равен т.

Постоянную времени фильтра 27 выбирают в зависимости от качества изготовления кодового диска, неравномерности его вращения при заданной дискретности счета, скорости вращения и плотности нанесения штрихов на дорожке 3. Под качеством угловой меры понимается качество самих штрихов и точность их нанесения.

Описываемое устройство работает следующим образом.

При вращении кодового диска 1 импульсы со считывающего устройства 8 поступают через блок 22 на управляющий вход селектора 13, открывают селектор, обеспечивая прохождение заполняющих импульсы с генератора 15 на счетное устройство 16. Импульсы с подвижного считывающего устройства 6 закрывают селектор 13.

Таким образом, селектор 13 открывается и закрывается один раз за один оборот диска

1, обеспечивая прохождение на счетное устройство 16 количество заполняющих импульсов, пропорциональное величине, хар актеризующей угловое положение входного вала 5.

Делитель 17 осуществляет деление количества заполняющих импульсов, прошедших через селектор 13, на заранее установленное число отсчетов (количество оборотов р диска 1). 3а время, соответствующее р оборотам диска 1, количество заполняющих импульсов, прошедших через селектор 13 и делитель 17 на счетчики 18 и 20, пропорционально величине, характеризующей угловое положение входного вала 5. 3а время, соответствующее р оборотам диска 1, счетчик 14 переполняется и выдает импульс сброса на счетчики 18 и 20 и делитель 17, а также осуществляет перенос результата, например, на цифровой индикатор.

В счетном устройстве 16 предполагается наличие различных задержек (сброса, переноса) для правильной обработки результата.

Устройство 21 работает следующим образомм.

При одновременном приходе им пульсов с блока 22 и с устройства б на оба входа элемента «И» 23, на его выходе возникает импульс, который своим передним фронтом опрокидывает счетный триггер 24, Сигнал с одного плеча этого триггера воздействует на блок 22, который задерживает открытие селектора 13 на временной интервал, соответствующий, например, времени прохождения q импульсов, считываемых с дорожки 3 считывающим устройством 10. Сигнал со второго плеча триггера 24 воздействует на генератор

25, дающий q импульсов. Эти импульсы поступают через элемент «ИЛИ» 19 на счетчик

20 и добавляются в соответствующие разря506893 ды один раз за время оборотов р диска 1, что достигается подачей управляющего сигнала со счетчика 14 на генератор 25. При повторном совпадении во времени сигналов, открывающих и закрывающих селектор 13, триггер 24 опрокидывается еще раз, задержка начала счета снимается, выход генератора импульсов 25 закрывается.

Устройство 26 работает как обычное устройство фазовой автоподстройки частоты.

Делитель 28 обеспечивает равенство частот сигналов на обоих входах фазового детектора 29. Опорный сигнал со считывающего устройства 10 поступает на фазовый детектор 29 непрерывно, поддерживая таким образом постоянное соотношение частот f и f, с точностью до фазы, т. е. постоянную дискретность счета.

Дорожка штрихов 3 кодового диска необходима только для работы устройства 26 фазовой автоподстройки частоты.

Формула изобретения

Преобразователь угол-код, содержащий вращающийся кодовый диск, подвижное считывающее устройство, жестко связанное с

1О

25 входным валом и соединенное со входом устройства управления счетом, которое соедине»о с электронным счетным устройством, неподвижное считывающее устройство, нульорга н и генератор запол нения, соединенный с устройством управления счетом. о т л и ч аю щийс я тем, что, с целью повышения точности работы преобразователя, в него введены фазовый детектор, делитель частоты, фильтр, генератор импульсов, триггер, элемент «И» и блок сдвига начала счета, первый вход которого соединен с нуль-органом, второй вход соединен с выходом триггера, а выход подключен к устройству управления счетом и к одному из входов элемента «И», другой вход которого подключен к подвижному считывающему устройству, выход элемента «И» через триггер соединен с первым входом генератора импульсов, второй вход которого соединен с устройством управления счетом, а выход — с электронным счетным устройством, причем неподвижное считывающее устройство подключено через последовательно соединенные фазовый детектор и фильтр к генератору заполнения, который через делитель частоты соединен с фазовым детектором.

506893

17

Составитель H. Михеенков

Текред Т. Писакина

Редактор Л. Тюрина

Корректор В. Брыксина

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1028/7 Изд. № 1217 Тираж 830 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5