Преобразователь угла поворота вала в код

Преобразователь угла поворота вала в код

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

j

I з

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Соаетскик

Социалистических

Республик

<, > 746655 (61) Дополнительное:к авт. свид-ву (22) 3аявлено 010277 (21) 2490105/18-24 с присоединением заявки М (51)М, Кл.

G 08 С 9/04

Государственный комитет.СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

l ..-Опубликовано 0207.80.Бюллетень М 25 (53) /PAL 681. 325 (088.8) Дата опубликования описания 070780. (72) Авторы изобретения

A.Ê.ÑMHðíîâ, В.Д.Фатеев и И.П.Глаголев (7 3 ) 3 а я в ит ель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА IIOBOPOTA ВАЛА

В КОД

Изобретение относится к дбласти автоматики и вычислительной техники и может быть использовано для смазки аналоговых источников информации с цифровым вычислительным устройст- 5 вом.

Известны преобразователи угла по,ворота вала в код, содержащие индукционный параметрический датчик угла, выходы которого соединены с выходами 10 источников постоянного тока и подключены к входам интегрирующего фазометра, в котором осуществляется усреднение следующих подряд мгновенных значений фазовых сдвйгов за оборот модулятора параметрического датчика угла и преобразование среднего значения фазового сдвига в код (1) .

Недостатком таких преобразователей является погрешность, вызванная тем- 20 пературной и временной нестабильностью источников постоянного тока и интегрирующего Фазометра.

Известен также преобразователь, содержащий датчик угла, подключенный 25 через коммутатор к цифровому Фазометру. В таком преобразователе перед началом измерений при неподвижном состоянии входного вала определяют доправку, соответствующую погрешнос- 3О ти, вносимой цифровым фазометром. величину угла определяют в виде суммы измеренного значения и величины поправки (2) .

Недостатком преобраэователя является необходимость проведения дополнительных измерений и вычислений.

Кроме того, такому преобразователю свойственна погрешность, связанная с изменением его параметров в процессе эксплуатации.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является преобразователь угла поворота вала в код, содержащий индукционный параметрический датчик угла, два источника постоянного тока, подключенные к входам компараторов, блок формирования унитарного кода (БФУК),.один выход которого подключен к входу установки в нуль реверсйвного счетчика, а выход разрядов реверсивного счетчика подключен к БФУК (3) .

БФУК формирует последовательность пачек имПульсов. Число импульсов в каждой пачке пропорционально мгновенному значению угла поворота. Число пачек импульсов, соответствующее одному циклу измерения, определяется

746655 счетчиКом пачек, входящим в состав

БФУК.

Недостатком известного преобразователя является погрешность, вызванная температурной и временной нестабильностью источников постоянного то.ка и. компараторов.

Целью изобретения является повыше;. ние точности работы преобразователя. Поставленная цель достигается тем, что в предложенный преобразователь угла поворота вала в код, введены

° два коммутатора, дешифратор, эле мент НЕ, четыре элемента И и триггер.

1Второй выход БФУК подключен ко вхо ду дешифратора, выход которого подлю чен к одним входам первого и второго

1 элементов И и через элемент НЕ к одним входам третьего и четвертого

1 элементов И, другие входы которых соединены соответственно с третьим и четвертым выходами; БФУК, а выходы 20 подключены к счетным входам реверсивного счетчика. Другие входы первого и второго элементов И соединены соответственно с пятым и шестым выходами

БФУК, а выходы подключены ко входам 25 триггера, выходы которого подключены к управляющим входам коммутаторов.

Другие входы первого коммутатора подключены к выходам индукционного параметрического датчика угла, а выходыко входам компараторов. Входы второго коммутатора подключены к выходам компараторов, а выходы — ко второму и третьему входам БФУК.

Структурная схема преобразователя угла поворота вала в код представле на на чертеже.

Преобразователь содержит индукционный параметрический датчик угла 1, подключейный к коммутатору 2, выходы которого соединены с выходами источ- 40 ников 3 и 4 постоянного тока и подклю-. чены через компараторы 5 и б к коммутатору 7. Выходы коммутатора 7 подклею; чены ко входам БФУК, один выход кбторого подключен ко входу установки в нуль реверсивного счетчика 9, второй выход — ко входу дешифратора 10, выход которого подключен к одним входам элементов И 11 и 12 и через элемент .13 НЕ к элементам И 14 и 15. gg

Выходы элементов И 11 и 12 подключены ко входам триггера 16, выходы которого подключены к управляющим вход коммутатора 2 и 7. Выходы элеме ов И 14 и 15 подключены ко вход сложения и вычитания счетчика 9.

БФУК 8 содержит элементы И 17 и

18>подключенные к единичным входам триггеров 19 и 20, единичные выходы которых через элементы И 21 и 22 подключены ко входам элемейтов Й 14 60 и 15. Вторые входы элементов И 21 и .22 .подключены к нулевым входам триггеров 19 и 20, а третьи входы — к выходу генератора 23 импульсов. Источник 24 команды "Пуск" подключен к единичным входам триггеров 25 и 26.

Выход триггера 25 подключен к элементу И 27, другой вход которого соединен через дешифратор 28 с выходом счетчика 9, а выход элемента И 27 подключен к нулевым входам счетчика

9 и триггеров 19 и 20.Единичные выходы триггеров 19 и 20 подключены к элементу И 29, выход которого подключен к нулевым входам триггеров

19, 20 и 25 и ко входу счетчика 30, импульсный выход переполнения которого подключен к нулевому входу триггера 26. Потенциальные выходы старшего разряда счетчика 30 подключены к элементам 11 и 12, а выходы разрядов счетчика 30 — к дешифратору 10.

Преобразователь работает следующим образом, При подключении обмотки статора датчика 1 через коммутатор 2 ко входу компаратора 5, а обмотки ротора датчика 1 ко входу кампаратора б на входах компараторов 5 и б формируются синусоидальные сигналы, сдвиг фаз между которыми пропорционален углу поворота входного вала датчика 1. Компараторы 5 и б формируют импульсы при переходе входных синусоидальных сигналов через нуль, например, при положительном градиенте.

Импульсы компараторов 5 и б через коммутатор 7 поступают на входы элементов И 17 и 18 блока 8..

По команде "Пуск" с источника 24 триггеры 25 и 26 устанавливаются в состояние "1", и открываются элементы

И 17 и 18. Первый после команды

"Пуск" выходной импульс коммутатора

7 устанавливает соответствующий из триггеров 19 или 20 в состояние "1", открывается один из элементов И 21 или 22, и импульсы с генератора 23 через последовательно соединенные элементы И 21 и 14 или через элементы И 22 и 15 поступают на вход сложения или вычитания счетчика 9; Импульс с другого выхода коммутатора 7 устанавливает другой триггер 20 или

19 в состояние "1". Элементы И 21--и 22 закрываются, и счет импульсов на счетчике 9 прекращается. При этом открывается элемент И 29, устанавливая триггеры 19, 20 и 25 в состояние "0" и занося "1" в счетчик

30. По приходе следующего выходного импульса коммутатора 7 цикл измерения мгновенного значения угла повторяется. След„-ющая пачка импульсов текущего отсчета угла складывается на счетчике 9 с числом импульсов предыдущих отсчетов.

При достижении определенного кода на счетчике 30 срабатывает дешифратор 10, через элемент 13 НЕ закрывая элементы И 14 и 15 и устанавливая триггер 16 в другое устойчивое состояние. На коммутаторах 2 и 7 происходит переключение каналов. Обмот146655

Формула изобретения

5 ка статора датчика 1 подключается ко входу компаратора 6, а обмотка ротора — ко входу компаратора 5. Выход компаратора 5 подключается ко входу элемента И 18, а выход компаратора

6 — ко входу элемента И 17.

При достижении в счетчике 30 половины полного значения кода дешифратор 10 отключается, элементы И 14 и

15 открываются, и в счетчик 9 поступают очередные пачки импульсов, соответствующие текущим отсчетам угла.

Повторное срабатывание дешифратора

10 происходит через половину периода работы счетчика 30 после первого срабатывания. Коммутаторы 2 и -7 возвращаются в первоначальное состояние, элементы И 14 и 15 закрываются до момента переполнения счетчика 30.

По импульсу переполнения счетчика

30 триггер 26 устанавливается в состояние "0", элементы И 17 и 18 закрываются, и цикл измерения заканчивается, В момент повторного срабатывания дешифратора 10 в счетчике 9 устанавливается среднее значение кода угла поворота за цикл измерения.

По окончании предыдущего цикла измерения по импульсу "Пуск" начинается следующий цикл измерений. Длительность цикла измерения определя- ется емкостью счетчика 30, число разрядов которого выбирается из условия обеспечения цикла измерения за один оборот модулятора датчика 1. Эа врепереключения коммутаторов 2 и 7 окончания переходных процессов, связанных с переключением, произвоl ится за цикл измерения два отключения входов счетчика 9 от блока 8, Моменты переключения коммутаторов 2 и и 7 равномерно расставлены в цикле измерения, что исключает влияние погрешности углового шага зубцов модулятора.

Для исключения погрешности при переходе через полное значение фазы выходных сигналов датчика 1 в процессе цикла усреднения предназначен .дешйфратор 28 и элемент И 27. Если число импульсов в первой пачке после команды "Пуск" превышает половину максимального числа импульсов в пачке, то срабатывает дешифратор 28 и элемент И 27. Счетчик 9 и триггеры

19 и 20 устанавливаются в состояние

"0". В результате суммирования всегда начинается с пачки импульсов, меньшей, чем половина максимального значения числа импульсов в одной пачке. После первой пачки импульсов, зафиксированной в счетчиках 9 и 30, триггер 25 устанавливается в состояние "0" и элемент H 27 закрывается.

Введение двух коммутаторов 2 и 7, дешифратора 10, элемента 13 НЕ, элементов И 11, 12, 14, 15 и триггера

16 исключает влиняие нестабильности

6 источников 3 и 4 постоянного тока и компараторов 5 и 6 на погрешность преобразователя. Все остальные элементы БФУК 8 и счетчик 9 выполняют вычислительные 1и логические функции и практически не вносят погрешности

5 в результаты измерения.

Таким образом, предложенный преобразователь обладает более высокими точностными характеристиками по сравнению с известными преобразовате10 лями того же назначения.

Экономический эффект от использования предложенного преобразователя определяется его техническими преимуществами.

Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий индукционный параметрический датчик угла, два источника постоянного тока, подключенных ко входам компараторов, блок формирования унитарного кода, один выход которого подключен к входу установки в нуль реверсивного счетчика, а выход разрядов реверсивного счетчика подключен к первому входу блока формирования унитарного кода, о т л и ч а юц и и с я тем, что, с целью повышения точности работы преобразователя, в него введены два коммутатора, дешифратор, элемент НЕ, четыре элемента И и триггер, второй выход блока формирования унитарного кода подключен ко входу дешифратора, выход которого под35 ключен к одним входам первого и второго элементов И и через элемент НЕ к одним входам третьего и четвертого элементов И, другие входы которых соединены соответственно с третьим и

4О четвертым выходами блока формирования унитарного кода, а выходы подключены к счетным входам реверсивного счетчика, другие входы первого и второго элементов И соединены соответственно 5 с пятым и шестым выходами блока формирования унитарного кода, а выходы подключены ко входам триггера, выходы которого подключены к управляющим входам коммутаторов, другие входы

5О первого коммутатора подключены к выходам индукционного параметрического датчика угла, а выходы — ко входам компараторов, входы второго коммутатора подключены к выходам компараторов, а выходы — ко второму и третьему входам блока форьирования унитарного кода.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

6О 9503268, кл. G 08 С 9/00, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

9455356, кл. G 08 С 9/00, 1972.

3. Авторское свидетельство СССР

9372682, кл. Н 03 К 13/20, 11.08.71

65 (прототип).

746655

Составитель И.Назаркина

Редактор Л.Утехина Техред М, Кузьма .Корректор Е.Папп йммыю

Заказ 3956/43 Тираж 682 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий. 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 й

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 а