Преобразователь угла поворота вала в код

Преобразователь угла поворота вала в код

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ изовгетения ""88 806

К АВЧОРСКОНУ СВ ТИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 2202S0 (21) 2886763/18-24 (51)М. Кл.

G 08 С 9/04 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР

Ао делам изобретений н открытий

Опубликовано 15.11.81. Бюллетень Н9 42

Дата опубликования описания 15.1181 (53) УДК 681. З25 (088.8) (72) Авторы изобретения

Н. Ф. Меховской, M. П. Давиденко, А, Г. и В. С. Куши аренко (73) Заявитель (54 ) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в автоматизированных информационных и управляющих системах для построения преобразователей угла поворота вала в цифровой код.

Известен преобразователь фаза-интервал времени, который может работать в составе преобразователя угол-. 1О код, содержащий пороговое устройство, пусковой триггер, пусковую схему совпадения, стоповый.триггер, стоповую схему совпадения, дифференцирую- . щее устройство и два коммутатора 35 аналоговых сигналов, управляющие входы которых соединены с соответствующими выходами пускового триггера, а выходы подключены к первому входу порогового устройства, выход которого 20 через дифференцирующее устройство соединен с первыми входами пусковой и стоповой схем совпадения, вторые входы которых подключены к соответ-. ствующим выходам пускового триггера, 25 выходы пусковой и стоповой схем совпадения соединены с нулевыми входами одноименных триггеров, единичные входы которых, а также второй вход порогового устройства и третий вход пус- 30 ковой схемы совпадения соединены со входами запуска устройства, а третий вход стоповой схемы совпадения соединен с единичным выходом стопового триггера $1) .

Недостатком такого преобразователя является его низкое быстродействие.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является преобразователь угла поворота вала в код, содержащий коммутатор, фаэовращатель, выходы которого подключены к фазо-сдвигающей RC-цепочке, а вход— к генератору возбуждения, другие выходы которого соединены со входом дат. чика циклов и одним входом первого элемента И, выход которого соединен со входом счетчика импульсов, а другой вход через первый вход первого триггера подключен к выходам второго и третьего вентилей, первые входы которых соединены с выходом блока выделения нуля, состоящего иэ нуль-органа и формирователя импульсов, второй выход первого триггера соединен с первым входом второго триггера, ко второму входу которого подключен выход датчика циклов Управляющие входы коммутатора подключены к выходам

881806 второго триггера и ко вторым входам второго и третьего элементов И, входы .коммутатора соединены с выходами фазосднигающей цепочки, а выход — co входом блока выделения нуля (2).

Недостаткам такого преобразователя является ега низкое быстродей— ствие.

Цель изобретения — повышение быстрадействия преобразователя угла поворота нала в код за счет снижения времени о измерения.

Поставленная цель достигается =ем, что в преобразователь угла поворота нала н код, содержащий коммутатор, нуль-орган, три элемента И, первый и второй триггеры, счетчик импуль- 15 сов, датчик циклов, генератор возбуждения и фазонращатель, выходы которого соединены с сигнальными входами коммутатора, а вход — с выходом генератора возбуждения, другие выходы ко- 20 торого соединены с первым входом первого элемента И и датчиком циклов, выход которого соединен с первым входом первого триггера, выходы которого подключены к управляющему входу комму- 25 татара и к первым входам второго и третьего элементов И, вторые входы которых через нуль-орган соединены с выходам коммутатора, выход второго элемента И соединен с первым входом второго триггера, выходы которого соответственно соединены с вторым входом первого триггера и вторым входом первого элемента И, выход которого соединен со входом счетчика импульсов, введены сумматор, элемент ИЛИ-НЕ, тре35 тий и четвертый триггеры и элемент

НЕ, причем выход третьего элемента И непосредственно и через элемент HE соединен соответственно с первыми входами третьего и четвертого тригге- 4О ров, вторые входы которых соединены с вторым входом второго триггера и выходам датчика циклов, а выходы через элемент ИЛИ-НЕ соединены с третьим входом первого элемента И и с одним из входов сумматора, другие входи которого соединены соответственно с выходами счетчика и четвертого триггера.

На фиг. 1 изображена функциональная схема преобразователя угла поворота вала н кад, на фиг. 2 — временная диаграмма работы преобразователя.

Преобразователь угол-код содержит генератор 1 возбуждения, фазовращатель 2, выполненный, например, н виде синусна-касинуснага вращающего трансформатора, коммутатор 3, представляющий,собой, например, аналоговый переключатель, нуль-орган 4, элементы

И 5, 6, 7 первый 8 и второй 9 триг- Щ) геры, элемент НЕ 10, третий 11 и четвертый 12 триггеры, элемент ИЛИ-HE 13, датчик 14.циклов, выполненный, например, в виде формирователя импульсов, счетчик 15 импульсан и сумматор 16. Я

На фиг. 2 обозначена: Ц вЂ” напряжение генератора возбу дения 1

1 Ц

14 циклон выходные напряжения фазовращателя сигналы с выхода нуль органа 4

I — сигналы управления с триггера 8 — сигналы управления с триггеров 9, 11, 12, х — временной интервал.

Преобразователь угла поворота ва— ла в код работает следующим образом, С выхода фазовращателя 2 сигналы поступают на коммутатор 3, который последовательно подключает их на вход нуль-органа 4. Нуль-орган 4 выдает прямоугольные импульсы, соответствующие отрицательной полуволне синусо— идального напряжения с выхода коммутатора 3. В начале работы преобразо,вателя импульсом

"1", а триггеры 9, 11 и 12 — в состояние "0", на выходе элемента ИЛИ-НЕ

13 при этом формируется высокий уровень, Уровень "1" с выхода триггера

8 подключает на вход нуль-органа 4 опорное напряжение 1д с выхода фазонращателя 2 и одновременна открывает элемент И 6. В момент прохождения отрицательной полуналны напряжения д на выходе нуль-органа 4 формируется прямоугольный импульс о., который через открытый элемент И 6 поступает на вход триггера 9. В момент прохождения заднего фронта импульса триггер 9 переходит н состояние "1", разрешая тем самым прохождение импульсон с выхода генератора 1 возбуждения на вход счетчика 15 импульсов.

Одновременно триггер 9 переводит триггер 8 в состояние "0", по которому на вход нуль-органа 4 поступает сдвинутое напряжение 6 с выхода фазовраща— теля 2. Дальнейшая работа происходит в зависимости от величины преобразуе— мого угла поворота. При величине уг— ла поворота больше 180 первым на выходе элемент И 7 появляется передний фронт прямоугольного импульса с выхода нуль-органа 4.

Этот фронт, проходя через элемент

НЕ 10„ переворачивает триггер 12 в состояние "1", формируя на выходе элемента ИЛИ-НЕ 13 низкий уровень и прекращая прохождение частоты генератора 1 возбуждения н счетчик 15 импульсон.

Кроме того, перепадом триггера 12 из "0" в "1" через элемент ИЛИ-HE 13 происходит добавление к содержимому счетчика 15 импульсов цифрового эквивалента полонины периода напряжения. Это добавление разрешается высоким уровнем с выхода триггера 12.

При величине угла поворота меньше

180 первым на выходе элемента И 7 появляется задний фронт прямоугольного импульса с выхода нуль-органа 4. Этот фронт не изменяет состояние тригге881806

20 ра 12, а переводит в состояние "1", триггер 11, формируя на выходе элемента ИЛИ-НЕ 13 низкий уровень, пре.кращая протекание частоты генератора

1 возбуждения в счетчик 15 импульсов.

При этом добавление к содержимому счетчика 15 импульсов цифрового эквивалента половины периода напряжения не происходит, так как оно запрещено низким уровнем с выхода триггера 12.

Таким образом, на выходе сумматора 16 формируется код, пропорциональный входной величине угла поворота.

Из приведенной на фиг. 2 временной диаграммы работы устройства видно, что независимо от величины угла поворота, время измерения не превышает половины длительности периода напряжения.

Формула изобретения

Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий коммутатор, нульорган, три элемента И, первый и второй триггеры, счетчик импульсов, датчик циклов, генератор возбуждения и фазовращатель, выходы которого соединены с сигнальными входами коммутатора, а вход — с выходом генератора возбуждения, другие выходы которого соединены с первым входом первого элемента И и датчиком циклов, выход которого соединен с первым входом первого триггера, выходы которого подключены к управляющему входу коммутатора и к первым входам второго и третьего элементов И, вторые входы которых через нуль-орган соединены с выходом коммутатора, выход второго элемента И соединен с первым входом второго триггера, выходы которого соответственно соединены с вторым входом первого триггера и вторым входом первого элемента И, выход которого соединен со входом счетчика импульсов, отличающийся тем, что, с целью повыаения быстродействия преобразователя, в него введены сумматор, элемент ИЛИ-НЕ, третий и четвертый триггеры и элемент

НЕ, причем выход третьего элемента И непосредственно и через элемент НЕ соединен соответственно с первыми входами третьего и четвертого триггеров, вторые входы которых соединены с вторым входом второго триггера и выходом датчика циклов, а выходы через элемент ИЛИ-HE соединены с третьим входом первого элемента И и одним из входов сумматора, другие входы которого соединены соответственно с выходами счетчика и четвертого триггера.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 394830, кл, G 08 С 9/00, 1971.

2, Авторское свидетельство СССР

Р 414615, кл. G 08 С 9/04, 1972 (прототип).

881806

Составитель Е. Бударина

Редактор С. Тимохина Техред. М.Гергель Корректор Г.Решетннк т

Заказ 9979/76 Тираж 694 .Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4