Преобразователь угла поворота вала в код

Преобразователь угла поворота вала в код

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(72) Автор изобретения

Ю. И. Царапкин

Одесская научно-исследовательская станция

Государственного союзного ордена Трудового Красного

Знамени научно-исследовательского тракторного института (7l ) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД

Изобретение относится к автоматике, предназначено для ав гоматизации сбора и регистрации информации и может быть использовано в устройствах кодирования и дистанционной передачи дискретной информации об углах поворота оси прибора с целью последующей регистрации ее на табло и в схемах автоматики, в частности в системе автоматизации стендовых испытаний двигателей тракторов.

Известен преобразователь угловых перемещений в код, содержащий синусно-косинусный трансформатор, формирователь кода, два делителя частоты, генератор импульсов, блок памяти, сумматор и блок сравнения(!).

Недостаток преобразователя — его невысокая точность.

Известен преобразователь угла поворота вала в код, содержащий датчик угла поворота, выход которого соединен с первым входом формирователя импульсов счета, выход которого,соединен с входом реверсивного счетчика точного отсчета, другой вход которого соединен с выходом корректирующего контура, блок синхронизации, один выход которого соединен с вкодом датчика угла поворота, а другой выход- со вторым входом формирователя импульсов счета, канал грубого отсчета, состоящий из последова тельно соединенных дополнительного формирователя импульсов, формировате ля кода и счетчика шагового отсчета, и регистратор, соединенный с выходами счетчиков (2

Недостатками преобразователя явля . ются его сложность и невысокая точность из-за наличия мультипликативной погрешности.

Цель изобретения — повышение точности и упрсщение преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь угла.поворота вала в код, содержащий датчик угла поворота, выход которого соеди896653 4

30

55 нен с первым входом формирователя импульсов счета, первый выход которо»

ro соединен с первым входом реверсивного счетчика, выход которого соединен со входом регистратора, и блок синхронизации, первый выход которого соединен с вторым входом формировате ля импульсов счета, в второй - с вторым входом реверсивногосчетчика, введены нереверсивный счетчик, блок совпадения, регистр задания кодов и блок вычитания, первый выход которого соединен с первым входом неревер,сивного счетчика, второй вход которого соединен со вторым выходом формирователя импульсов счета, первый выход нереверсивного счетчика соединен с первым входом блока вычитания, второй вход которого соединен со вторым выходом реверсивного счетчика, третий вход блока вычитания соединен с первым выходом регистра задания кодов, второй выход которого соединен с первым входом блока совпадения, второй вход которого соединен с вторым выходом нереверсивного счетчика, выход блока совпадения соединен с третьим входом реверсивного счетчика и третьим входом нереверсивного счетчика.

На фиг. 1 показана блок-схема преобразователя угла поворота вала в код; на фиг. 2 — графики систематических погрешностей преобразователя.

Преобразователь содержит датчик

1 угла поворота, формирователь 2 импульсов счета, реверсивный счетчик 3, регистратор 4, нереверсивный счетчик 5, блок 6 совпадения, регисгр

7 задания кодов, блок 8 синхронизации и блок 9 вычитания.

Преобразователь работает следующим образом.

Счетчик 3 считает, а регистратор

4 фиксирует количество импульсов, сформированных формирователем 2, пропорциональное углу поворота датчика !. В счетчике 3 счет в прямом направлении осуществляется подачей на его вход, наряду с тактовыми импульсами блока 8 синхронизации, счетных импульсов от формирователя 2, а счет в обратном направлении — запретом каждым счетным импульсом одного тактового.

Перед экспериментом в регистр 7 наносится значение коэффициента коррекции К. Тогда при достижении счета

1О

35 .40

К импульсов".счетчиком 5 на выходе блока 6 совпадения появляется импульс коопекпи для счетчика 3. Ðåгистпатоо 4 показывает скорректированное значение угла. Импульс коррекции одновременно сбрасывает на нуль счетчик 5., подготавливая его к последующей работе.

При реверсе, который яожет наступить в любой момент счета, реверсивный счетчик 3 начинает вычитать счетный импульс, а счетчик 5 продолжает суммировать. При этом возникает дополнительная погрешность за счет неопределенного состояния счетчика 5. Для исключения этого в момент воздействия измерительного и опорного сигнала на входах реверсивного счетчика 3, последний выдает сигнал на блок 9, при котором иэ содержимого регистра 7 вычитается со,цержимое счетчика 5 и результат за1исывается в счетчик 5. Содержимое

2егистра 7 при этом сохраняется.

Счетчик 5 суммирует импульсы, считая их в обратном направлении от момента реверса и выдает корректирующий сигнал в нужный момент. Дополнитель-. ная ошибка коррекции за счет реверса не возникает.

В общем виде задача ставится следующим образом.

При автоматическом измерении, кодировании и дистанционной регистрации какой-то линейной величины, в частности угла поворота вала, преобразователь имеет абсолютную систематическую ошибку 1„, которая может быть представлена в виде линейновозрастающей функции от О до 1 в течение измерения от О до полной шкалы б (фиг. 2). Среднее значение равно с1„. При этом относительная погрешность равномерна по всей шкале и равна

O ф-—

В процессе измерения абсолютная систематическая погрешность Оураспределена равномерно по всему диапазону измерения со средним значением By, Относительная же погрешность до первого корректирующего импульса равна Ф = ††- а при последующих ф ° уменьшаться по закону, близкому к экспоненциальному.

На графиках фиг. 2 (при f = 345, К = 23, где К - коэффициент коррекции) представлены:

8966Ã

5 график а изменения абсолютной погрешности со средним значением 6

I без компенсации а- а " то же, посЙ ле компенсации мультипликативной пог решности; график Ф изменения относи- тельной погрешности без компенсации;

Ф вЂ” то же, после компенсации.

Из графиков видно, что систематические погрешности значительно уменьшаются. Так на уровне пбловины шкалы абсолютная ошибка уменьшается в lO раз, а относительная погрешностьв 20 раз.

Таким образом, использование предлагаемого преобразователя снижает систематическую погрешность не менее, чем на порядок. Экономический эффект от использования изобретения обусловлен его техническими особенностями, приведенными выше.

Формула изобретения

Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий датчик угла поворота, выход которого соединен с первым входом формирователя импульсов счета, первый выход которого соединен с первым входом реверсивного счетчика, выход которого соединен со входом регистратора, и блок синх-, ронизации, первый выход которого соединен с вторым входом фсрмироватепя импульсов счета, а второй - с

Ьторым входом реверсивного счетчика, о т л и ч а ю щ-и и с я тем, что, целью повышения точности и упроще3 ния преобразователя, в него введены нереверсивный счетчик, блок совпадения, регистр задания кодов и блок вычитания, первый выход которого соединен с.первым входом нереверсивного

16 счетчика, второй вход которого соединен,со вторым выходом формирователя импульсов счета, первый выход нереверсивного счетчика соединен с пер вым входом блока вычитания, второй

1Ю вход которого соединен со вторым выходом реверсивного счетчика, третий вход блока вычитания соединен с первым выходом регистра задания кодов, второй выход которого соеди36 нен с первым входом блока совпадения второй вход которого соединен с вто рым выходом нереверсивного счетчика, выход блока совпадения соединен с третьим входом реверсивного счетчика

И и третьим входом нереверсивного счет чика.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Зе Ф 547802, кл.. G 08 С 9/04, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

И - 532876, кл; G 08 С 9/04, 1975 (прототип).

Составитель Е. Бударина

Техред В. Харитончик Корректор В. Бутяга

Редактор А. Мотыль

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

Заказ 11710/39 Тираж 638 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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