Преобразователь угла поворота в код

Преобразователь угла поворота в код

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Реслублик

ОП ИСАНИЕ

И ЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (и) 561210 (61) Дополнительное к авт. свид-ву-(22) Заявлено 23.01.76 (21) 2317679/24 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 05.06.77. Бюллетень №21 (45) Дата опубликования описания, 14.04.78

Я (5е) М. Кл.

6 08 С 9/04

Государственный квинтет

Совете Мнннстрое СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК

681.325 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. Г. Абакумов, А. M. Горбань, В. И. Коржов, В. П. Михайлов, А. И. Петренко н В. Т. Писков

Киевский ордена Ленина политехнический институт имени 50-летия

Великой Октябрьской социалистической революции (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть испольэовано в системах программного управления и в технике аналого - цифрового лреобразовання.

Известны преобразователи угол - код с использованием фазовращателя (индукционный датчик но схеме "угол - фаза - временной интервал- . код") 111, Из известных преобразователей наиболее близким по технической сущности является преобразо- 1р ватель угла поворота вала в код, содержащий последовательно соединенные генератор импульсов, делитель частоты, формирователь синусоидального напряжения и фазовращатель, вход и выход которого подключены к соответствующим нуль - органам, счетчик и шину питания. Выход генератора импульсов соединен с первым входом ключа, второй вход которого соединен с выходом синхронизатора. Выход первого нуль - органа подключен к первому входу синхронизатора (2) . 20

В этом преобразователе с промежуточным преобразованием угла ротора фаэоврашатсля в фазу и во временной интервал формирование лоследнего при помощи нуль - органов ироиэволится между началами положительных или отрицательных полу- 2к волн напряжения на входе и выходе фазовращате. ля. Однако при работе таких преобразователей возникают погрешности, обусловленные искаже. киями формы входного и выходного напряжений фаэовращателя и зависимостью получаемых данных от качества нуль - органов.

Целью изобретения является повышение точности преобразования за счет снижения погрешностей.

Поставленная цель достигается тем, что в предложенный преобразователь введены формирователь импульсов, триггеры, элементы ИЛИ и И. Входы первого элемента И соединены с первым выходом первого нуль - органа и первым выходом первого триггера, а выход — с первым входом второго триггера, второй вход которого подключен к первому выходу второго нуль ° органа. Входы второго элемента И соединены соответственно со вторым выходом первого нуль - органа, вторым выходом первого триггера и выходом третьего триггера, а выход второго элемента И - с первым входом четвертого триггера, второй вход которого подключен ко второму выходу второго нуль - органа.

Первый вход третьего элемента И подключен к выходу второго три гера, соединенного со вторым

561210

50 входом первого триггера, а второй вход — к первому выходу формирователя импульсов, первый вход которого соединен с выходом ключа.

Второй выход формирователя импульсов соединен е первым входом четвертого элемента И. Выход четвертого триггера соединен с первым входом третьего триггера и вторым входом четвертого элемента И, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, ко второму входу которого подключен выход третьего элемента И. Выход элемента ИЛИ подключен к первому входу счетчика, второй вход которого объединен с соответствующими входами триггеров и стшхронизатора и подключен к шине питания.

На фиг. 1 изображена блок - схема преобразователя угла поворота вала в код; на фиг.2— временная диаграмма напряжений, где обозначены: эпюры а — д, показывающие форму напряжешгй в некоторых точках преобразователя при измерении углов свыше 180 . На эпюрах приведены е-и— фррное напряженйе 01 ц выходное напряжение 0з фазовращателя; б — импульсное напряжение на выходе ключа 2, в, ж — напряжение на выходе триггера 14, r, з — напряжение на выходе триггера 16, д, и- — импульсы на входе счетчика 19.

Преобразователь содержит генератор импульсов 1, ключ 2, делитель частоты 3, формирователь синусоидального напряжения 4, фаэовращатель 5, нуль - органы 6,7, синхронизатор 8, формирователь импульсов заполнения 9, элементы И 10-13, триггеры 14, элемент ИЛИ 18, счетчик 19 и шину питания.

Выход счетчика является выходом преобразователя.

Импульсы генератора 1 поступают на ключ 2 и делитель частоты 3. С делителя 3 напряжение подается на формирователь 4 с частотой, необходимой для питания фазовращателя 5, Формирователь 4 преобразует его в синусондальное напряжение запитки фазовращателя 5, которое одновременно является опорным напряжением. Для повышешя точности в преобразователе производится получение суммарного кода об измеряемом угле между началами положительных и отрицательных полуволн опорного и выходного напряжений фазовращателя 5. При этом опорное и выходное напряжение фазовращателя подаются соответствешго на входы нуль - органов 6 и 7, которые формируют на первом выходе импульсы от начала положительных полуволн, а на втором — импульсы от начала отрица тельных полуволн.

После поступления запускающего импульса на шину питания под воздействием импульса с первого выхода нуль - органа 6 от начала положительной полуволны опорного напряжения начинается отсчет углового положения ротора фазовращателя 5. При этом происходит подключение импульсов генератора 1 через синхронизатор 8 и ключ 2 к первому входу формирователя 9, а также формирование через элемент И 10 на выходе триггера 14 прямо

l0

Я

4 угольного импульса, задний фронт ко1орого сcx)I ветствует поступлению импульса с перво о выхода нуль - органа 7 на второй вход триггера 14 от начала положительной полуволны выходного налряжения фазовращателя 5. Для исключения повгорного срабатывания триггера 14 при первом появлении импульса на его выходе переключается триггер 15 и отключается элемент И 10. Одновременно триг1

rep 15 подает разрешающий потенциал на weСмент И 11 с целью формирования импульса с длительностью равной времешгому интервалу между началами отрицательных полуволн. При этом с приходом импульса со второго выхода нуль органа 6 через элемент И 11 на выходе триггера 16 формируется соответственно прямоугольный импульс, который заканчивается при поступлении импульса со второго выхода нуль - органа 7 на второй вход триггера 16. Для исключения повторного включения триггера 16 триггер 17 под воздействием импульса с выхода триггера 16 снимает разрешающий потенциал с элемента И 11. Импульсы с выходов триггеров 14 и 16 поступают соответсгвешго на элементы И 12 и 13, на вторые входы которых подаются последовательности импульсов, образованных формирователем 9 из импульсов генератора 1, прошедших через ключ 2. Формирование импульсов заполнения может быть проведено при помощи триггера, счетный вход. которого соединен с выходом ключа 2, путем дифференцирования получаемых на его выходах прямоугольных напряжений, Прн этом импульсы заполнения на входах элементов И 12 и 13 сдвинуты один относительно другого на полпериода и имеют частоту следования, равную половине частоты генератора импульсов 1. Импульсы, прошедшие через элементы И 12 и 13, объединяются элементом ИЛИ 18 и поступают на счетчик 19, выдающий код об измеряемом угле. Преобразователь устанавливается в исходное состояние для следующего цикла считыванин углового положения путем подачи импульса на шину питания. Последний производит сброс предыдущего показания счетчика 19, подачу разрешающего потенциала на элементы И 10,11 соответственно через триггеры 15 и 17, сброс по третьему входу триггеров 14 и 15 и установку в исходное состояние синхронизатора 8 и формирователя 9. Установка в исходное состояние синхронизатора 8 и формирователя 9 необходима для синхронизации момента появления импульса на первом выходе нуль - органа 6 и поступления первого импульса мшолнения на вход элемента И 17, что lIoBbllHMI точность преобразования.

Использование дополнительных элементов в предлагаемом преобразователе угол - код позволяет уменьшить погрешности, обусловленные искажениями формы входного и выходногo напряжений фаэовращателя, а также умсныпить зависнмос1ь получаемых данных от качества нуль - ор анов. В результате повыл1ается точность работы пре 1бра:и вателя на 50 Я (данные были получены врл .>лспе5f» 1 210

Фия 1 риментальном исследовании точности макета преобразователя). При агом стоимость усгройсгна может быть снижена на 20% благодаря применению с гандартиэированных узлов вычислительной текнйки. Изобретение може быть использовано при построении прецизионных преобразователей угол . код.

Формула изобретения

Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий последовательно соединенные генерагор импульсов, делитель частоты, формирователь синусоидального напряжения и фазовращатель, вход и выход которого подключены к соответствующим нуль - органам, выход генератора импульсов соединен с первым входом ключа, второй вход которого соединен с выходом синхронизатора, выход первого нуль-органа подключен к первому входу синхронизатора, счетчик и шину питания, отличающий с я тем, что, с целью повышения точности работы преобразователя, s него введены формирователь импульсов, триггеры, элементы ИЛИ и И; входы первого элемента И соединены с первым выходом первого нуль - органа и первым выходом первого триггера, а выход — с первым входом второго триггера, второй вход которого подключен к первому выходу второго нуль - 0pl8H3, входы вторсчо элемента 11 ос: иИHhl cooTBercIBeHtlo со вго1ым «ь холом пернм нуль - органа, вторым выходом первого !.лиера lt выходом третьего триггера, а выход с первым входом четвертого трнпера, второй вход которого подключен ко второму выходу второ о нуль органа; первый вход третьего элемента И подключен к выходу Второго триггера, который соединен со вторым входом первого триггера, а второй вход- к первому выходу формирователя импульсов, первый вход которого соединен с выходом ключа; второй выход формирователя импульсов соединен с первым входом четвертого элемента И; выход четвертого триггера соединен с первым входом третьего триггера и вторым входом четвертого элемента И, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, ко второму входу которого подключен выход третьего элемента И; выход элемента ИЛИ подключен к первому входу счет п1ка, второй вход которого объединен с соответствующими входами триггеров и синхронизатора и под. ключен к шине питания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР, V367э42, кл,1103 К 13/22, 21.06.71.

2. Авторское свидетельство СССР, М 341065, кл. 6 08 С 9/04,,26.04.7!.

1 т— (> ШШШйНФ(1ШШШШ

Составитель И. Назаркина

Техред И. Андрейцук

Корректор Г. й1екмар

Редактор Д. Утзхина

Заказ 1577/153

Филиал ИПП "Патент", r. Ужгород, ул Проек(ная, 4 Гираж 778 Подписное

ЦИИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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