Преобразователь угла поворота в код

Преобразователь угла поворота в код

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик «642753 (Sl) Лополнительиое к авт. свил-ву(22) Заявлеио06.08.76 (Я) 2393793/18 24 с присоединением заявки ¹ (23) ПриоритетовЂ

Опубликоваио15.01.79.Бюллетень № 2

Дата опубликования описания18Я1.79 (51) М. Кл.

Я 08 С 9/00

Гааударетваиимй иаматат

СССР аа делам изабретеиий и атирытий (53) УДК 681.395, «3(088,8) (72) Автор изобретения

Ю. Б. Шварпьаая г с

t (Vt) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА В КОД

Предлагаемое устройство относится к области автоматики и вычислительной техники и может найти применение в цифровы: системах автоматического управления.

Известен преобразователь угла поворота в код, содержащий синхронный двигатель, генератор частоты и аппаратуру, сравнивающую код контролируемого преобразователя с формируемыми временными интервалами (i). Недостатком этого преобразователя является недостаточная точность работы.

Известен преобразователь угла пг чорота тв в код, содержащий кодовый датчик, тахогенератор, интегратор„сумматоры, шину опроса (2J Однако этот преобразователь имеет невысокую разрешающую способность, определяемую дискретностью кодового датчика.

Наиболее близким к предлагаемому является преобразователь угла поворота в код, содержащий многоотсчетиый кодовый датчик, вход которого через редуктор кинематически связан с входным валом тахогенератора. При этом выход тахогенератора сое- а динен с одним из входов интегратора, выход интегратора соединен с первым входом сумматора, а выход многоотсчетного датчика— с,входом регистра, один из выходов которого соединен с вторым входом сумматора (3) .

Целью изобретения является повышение точности работы преобразователя угла.

Это достигается тем, что в преобразователь введены дешифратор, блок хранения поправок, блок передачи и хранения кода, блок выявления изменения кода, электромагнитная муфта и блок включения питания, один из выходов которого соединен .с первым входом блока передачи и хранения кода и входом электромагнитной муфты, а другой выход — с вторым входом блока. передачи и хранения кода. Прн этом выход электромагнитной муфты соединен с входным валом тахогенератора, выход многоотсчетного датчика соединен через блок выявления изменения кода с другим входом интегратора и третьим входом блока передачи и хранения кода, выход которого соединен с третьим входом сумматора, а другой выход регистра через последовательно включенные дешифратор и блок хранения поправок соединен с четвертым входом суМматора.

На фиг. l представлена функциональная схема предлагаемого преобразователя; на фиг. 2 показаны первый и второй разряды блока точного отсчета датчика.

Многоотсчетный кодовый датчик l связан через редуктор 2 с электромагнитной муфтой 3 и тахогенератором 4. Интегратор 5 подключен к блоку 6 выявления изменения кола и блоку 7 передачи и хранения йода, соединенному с блоком 8 включения питания и сумматором 3, связанным с регистром 10 и через блок 1! хранения поправок с дешифратором 12.

Датчик 1 содержит блок 13 точного отсчета, соединенный через понижающий редуктор 14 с блоком 15 грубого отсчета, и блок 16 формирования кола. Блок 7 солержит триг гер 1?, регистр 18, элементы И 19 и 20.

Принцип лействия предлагаемого преобразователя основан на том, что он содержит многоотсчетный кодовый датчик, блок точmorc} отсчета которого предста вляет собой цифровой датчик (например, кодовый лиск, оцифрованный .в I.J-коде) . Точность такого датчика определяется в основном точностью изготовления младшей дорожки кодового диска точного отсчета. Длн конкретного экземпляра датчика точность нанесения каж дой границы квантования может быть замерена и запомнена как поправка к коду. При работе датчика, определяя факт изменения его кода и зная по считываемому коду какая граница кванта определяет этот код, можно суммированием считанного кода с известной поправкой получить код, соответствующий этому положению с точностью, более высокой, чем величина кванта. Далее установкой тахогенератора 4, кинематически жестко связанного с поворотом кодового датчика, можно измерить путем интегрирования его показаний от момента перехода границы одного кванта до момента перехода границы следующего кванта угол разворота кодируемого вала внутри угла, соответствующего ква нту.

На фиг. 2 О, 1, II, 111 — идеально точные границы соответствующих квантов, Ь р, Ь и т.д. — погрешности реального экземпляра кодового диска. Дополнительные разряды образуются эа счет интегрирования скорости поворота кодируемого вала.

Укаэанный принцип действия преобразователя имеет следующие особенности с точки зрения включения и выключения его питания.

При выключении питания необходимо запоминать код дополнительных разрядов с тем, чтобы при включении питания эти разряды не пропали. Кроме того, при выключении питания предварительно должна отключаться кинематическая цепь, вращающая кодовый датчик и тахогенератор, после остановки которых должно выключаться питание электронной аппаратуры - преобразователя.

Кинематика преобразователя должна обеспечивать отсутствие возможности вращения кодового датчика в обесточенном состоянии.

Работает преобразователь следующим аб разом.

Вращение на многоотсчетный кодовый латчик 1 передается через электромагнитную муфту 3, которая при. этом вклю и:на, н понижающий редуктор 2. 11а фнг. прелставлен лвухотсчетный кодовый датчик, имеющий блок 13 точного отсчета и блок 5

3 грубого отсчета, соединенные соответствующим редуктором 14.

Блок 16 формирования кола вырабатывает код, пропорциональный углу поворота кодового датчика.

Одновременно с вращением кодового датО чика происходит вращение тахогенератора 4, выходные сигналы которого поступают на интегратор 5, формирующий на своем выходе код, пропорциональный углу поворота за время между сигналами, поступающими с выхода блока 6, которые вырабатываются в моменты изменения кола датчика I. Если кодовый диск точного отсчета оцифрован, например, в U-коде, то это происходит иа границах участков младшей дорожки кодового диска, соответствующих съему сигна26 ла «1» нли «О». Таким образом, на выходе интегратора формируются дополнительные разряды по отношению к кванту кодового датчика.

Код датчика 1 хранится в регистре 10 в течение времени между опросами датчика, когда на его выходе код не формируется.

На вход дешифратора 12 с выхода регистра поступают те разряды преобразователя, которые вырабатываются блоком 13 точного отсчета датчика. На выходе дешифратора

Зб формируются адресные сигналы запоминающего блока 1!, количество их равно количеству кодовых комбинаций точного отсчета.

В запоминающем блоке по этим адресам хранятся величины А >, Лу и т.д. Таким образом, на выходе сумматора 9 вырабатывает ся код преобразователя, представляющий собой сумму кода датчика 1, поправки к этому коду, поступающей из блока 11, и кода интегратора 5, который поступает на вход сумматора.

Сказанное выше относится к случаю, когда преобразователь работает в режиме «продолжение работы», Этот режим наступает после включения питания преобразователя с момента поступления первого сигнала с блока 6. В этом режиме на выходе триггера

4 !7 устанавливается сигнал «1», на выходе 21 блока 8 — сигнал «I», при котором электромагнитная муфта 3 включена, на выходе 22 блока 8 — сигнал «О».

Если происходит выключение питания преобразователя, в том числе и аварийное (s.e. внезапное), то он переходит в режим

«окончание работы». Прн этом блок 8 сначала выключает электромагнитную муфту 3, а затем через время, необходимое для останонки кииематической цепи преобразователя, на выходе 22 формирует импульсный сигнал «1», который открывает элемент И 19, и кол интегратора 5, равный показанию дополнительных разрядов в этот момент временн, запоминается в регистре 8. Посл= этого блок 8 отключает источники питания элект642753 ронных блоков преобразователя. Регистр 18 по сигналу на входе. связанном с блоком Я, после выключения питания сохраняет неизменным код, хранящийся в нем.

Включение питания преобразователя пр >изводится блоком 8 путем включения сначала источников питания электронных блоков, а затем электромагнитной муфты.

Режим «начало работы» начинается с того, что код интегратора 5 равен нулю, триггер 17 установлен в состояние «О» и код регистра 18 поступает через элемент И 20 на вход 23 сумматора 9, тем самым на выходе преобразователя формируется код, равный коду в момент выключения питания. Далее при вращении кодируемого вала интегратор формирует на своем выходе код, который поступает на вход 24 сумматора наряду с остальными кодами, которые при этом не меняются. В таком режиме преобразователь работает до тех пор, пока с выхода блока 6 не поступит сигнал, свидетельствующий о прохождении границы кванта первого разряда кодового диска точного отсчета.

При этом триггер 17 переходит в состояние

«i», при котором элемент И 20 не пропуска л код регистра !8. Таким образом преобразователь переходит в режим «ïpoäîëæåíèå работы».

В обесточенном состоянии электромагнитная муфта 3 не позволяет осуществлять вращение преобразователя со стороны кинематической цепи, которую она отключает от него, Следует отметить, что объем блока 11 пропорционален количеству хранимых поправок, а значит, количеству разрядов кодового диска блока точного отсчета. Уменьшение количества разрядов блока точного отсчета за счет увеличения количества разрядов других отсчетов позволяет соответственно сократить обьем блока 11.

Применение преобразователя в средних оптических телескопах, где установлены многоотсчетные многооборотные кодовые датчики, позволит при тех же кодовых датчиках достигнуть большей разрешающей способности и точности.

Формула изобретения

Преобразователь угла поворота в код, содержащий и ногоотсчетный кодовый датчик, вход которого через редуктор кинематически связан с входным валом тахогенератора, выход которого соединен с одним из входов интегратора, причем выход интегра. тора соединен с первым входом сумматора, а выход многоотсчетиого датчика — с входом регистра, один из выходов которого соединен с вторым входом сумматора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в него введены дешифратор, блок хранений поправок, блок передачи н хранения кода, блок выявления изменения кода, электромагнитная муфта и блок вклю26 чения питания, один из выходов которого соединен с первым входом блока передачи и хранения кода и входом электромагнитной муфты, а другой выход — с вторым входом блока передачи и хранения кода, при этом выход электромагнитной муфты соединен с входным валом тахогенератора, выход мно гсютсчетного датчика соединен через блок выявления изменения кода с другим входом интегратора и третьим входом блока передачи и хранения кода, выход которого соединен с третьим входом сумматора, а другой выход регистра через последовательно включенные

"дешифратор и блок хранения поправок соединен с четвертым входом сумматора.

Источники информации, принятые во вниЗ мание при экспертизе.

1. Авторское свидетельство СССР

¹ 312285, кл. G 08 С 9/00, I8.12.69.

2. Авторское свидетельство СССР № 416719, кл. G 08 C 9/00, 19.07.71.

3. Авторское свидетельство СССР № 470850, кл. G 08 С 25/04, 03.01.74, 642753

l у

8жааай рваряд кгаУааяаа

Унгюу

Составитель И. Назаркина

Редактор Т. К)рчикова Техред О. Луговая Корректор Д. Мельниченко

Заказ 7765/48 Тираж 799 Подписное

ИНИИПИ Государственного комитета СССР яо делам изобретений и отк р ыт и я

I 13035, Москва, Ж-35, Рву ш.кая наб., д. 4/Ь

Филина ППП кПатентэ, г. Ужгород, ул. Проектная, 4