Преобразователь кода в угол поворота вала Советский патент 1983 года по МПК G08C11/00 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для связи вы. числительного устройства с объектом управления.

Известны преобразователи кода в угловое положение вала, содержащие генератор ИIvlпyльcoв, выход которого подключен к делителю частоты и блоку преобразования кода в фазу, формирователь синусоидального сигнала, первый и второй выходы которого подключены к фазовращателю, выходы фазовращателя подключены к одним входам первого и второго фазовых детекторов , другие входы которых соединены с выходами делителя частоты, а выходы через последовательно соединенные сумматор и усилитель подключены к двигателю, кинематически связанному с валом фазовращателя QlJ

Такой преобразователь не приспособлен к работе в устройствах с элементами, ограничивающими перемещение вала.

Наиболее близким к предлаг аемому по технической сущности является преобразователь кода в угол поворота вала, содержащий генератор импульсов, подключенный через делитель частоты

к формирователю синусоидального сигнала, выход которого подключен к фазовращателю, выход фазовращателя подключен к одному входу фазового детектора, выход которого подключен к двигателю, кинематически связанному с валом фазовращателя, одни цифровые входы преобразователя подключены к одним входам первого блока преобра10зователя кода в фазу, другой вход которого соединен с выходом делителя частоты, а выход блока преобразования кода в фазу подключен к другому вкоду фазового детектора 2 .

15

Недостатком такого устройства является невозможность его работи в устройствах с элементами, ограничивакхцими перемещение.

Цель -изобретения - расширение

20 диапазона измерения путем обеспечения отработки углов поворота вала при наличии элементов, ограничивающих перемещение.

Поставленная цель достигается

25 тем, что в преобразователь кода в угол поворота вала, содержащий генератор импульсов, подключенный через делитель частоты к формирователю синусоидального сигнала, выход кото30рого подключен к фазовращателю, выход фазовращателя подключен к одному входу фазового детектора, выход которого через усилитель подключен к двигателю, кинематически связанному с валом фазовращателя, одни цифровые входы преобразователя подключены к одним входам первого блока преобразования кода в фазу, другой вход которого соединен с выходом делителя частоты, введены второй блок преобразования кода в фазу, компаратор, два триггера, элемент ИЛИ и два коммутатора, другие цифровые входы преобразователя подключены к одним входам второго блока преобразования кода в фазу, другой вход которого соединен с ВЕЛХОДОМ делителя частоты, одни выходы первого и второго блоков преобразования кода в фазу подключены к первому коммутатору, другие выходы через элемент ИЛИ подключены к счетному входу первого триггера, нулевой вход которого соединен с одним выходом первого блока преобразования кода в фазу, а выход первого триггера подключен к управляющему к входу второго коммутатора, выход фазовращателя через коммутатор подключен к сигнальному входу второго коммутатора, выходы которого подключены к входам второга триггера, выход , второго триггера подключен к управ ляющему входу первого коммутатора, выход которого подключен к другому входу фазового детектора. На чертеже представлена структурная схема преобразователя. Преобразователь кода в угол поворота вала содержит генератор 1 импул сов, подключенный через делитель 2 частоты к формирователю 3 синусоидал ного сигнала, выход которого подключей к фазовращателю 4, выход фазовращателя 4 подключен к одному входу фазового детектора 5, выход которого Через усилитель 6 подключен к двигателю 7, кинематически связанному с валом фазовращателя 4, одни цифровые входы 8 преобразователя подключены к одним входам первого блока 9 преобразования кода в фазу, другой вход которого соединен с выходом далителя 2 частоты, другие цифровые входы U. IP преобразователя подключены к одним входам второго блока 11 преобразования;, кода в фазу, другой вхо которого соединен с выходом делителя 2 частоты, одни выходы первого 9 и второго 11 блоков преобразования кода в фазу подключены к первому коммутатору 12, другие выходы через элемент ИЛИ 13 подключены к счетному входу первого триггера 14, нулевой вход которого соединен с одним выходом первого блока 9 преобразования кода в фазу, а выход первого триггера 14 подключен к управляющему входу ВТОРОГО коммутатора 15, выход фазовращателя 4 через компаратор 16 подключен к сигнальному входу второго коммутатора 15, выходы которого подключены к входам второго триггера 17, выход второго триггера 17 подключен к управляклдему входу первого коммутатора 12, выход которого подключен к другому входу фазового детектора 5. Преобразователь работает следующим образом. На входы 8 преобразователя поступает код, который надо преобразовать в угол поворота, а на вход 10 поступает код, соответствующий угловому положению элемента, ограничивающего перемещение. Импульсы с генератора 1 делятся по частоте на 2 в делителе 2. Из.опорного сигнала делителя 2 формирователь 3 вырабатывает синусоидальное напряжение для питания фазовращателя 4, выходное напряжение которого смещено по фазе на .величину, пропорциональную текущему угловому положению oiy вала фазовращателя 4. Блок 9 вырабатывает два парафазных сигнала. Сдвиг по фазе сигнала, поступающего на вход коммутатора 12, относительно опорного с выхода делителя 2 пропорционален входному коду 8 и угловому положению Ыц вала фазовращателя в конце цикла преобразования. Блок 11 также вырабатывает два парафазных сигнала. Сдвиг по фазе сигнЬла, поступающего на вход элемента 13 пропорционален входному коду 10 и угловому положению dg элемента, ограничивающего перемещение. Отработка рассогласования между углом поворота вала фазовращателя 4 и заданным кодом 8 производится по кратчайшему расстоянию в направлении уменьшения абсолютного значения разности если перемещению не будет препятствовать ограничивагаций элемент. При. этом на вход фазового детектора 5 поступают выходные сигналы фазовращателя .4 и блока 9. Напряжение фазового детектора 5, пропорциональное разности фаз входных сигналов, через усилитель 6 воздействует на двигатель 7, который поворачивает вал фазовращателя 4 до тех пор, пока фаза его выходного сигнала не станет равной фазе Ыц выходного сигнала блока 9. Если отработке угла по кратчайшему расстоянию препятствует ограничивающий элемент, то отработка угла поворота вала фазовращателя 4 производится от его исходного положения до положения Ыо+Я . При этом на входы фазового детектора 5 поступают выходные сигналы фазовращателя 4 и блока 11. При повороте вала фазовращателя 4 в положение do Л коммутатор 12 переключает входные сигналы и на входы фазового детектора 5 вместе с сигналами фазовращателя 4 поступают выходные сигналы блока 9. Отработка угла продолжается до дост жения валом фазовращателя 4 угловог положения, соответствующего коду 8 и фазовому сдвигу обк Управление, коммутацией выходных сигналов блоков 9 и 11 производится на основании.анализа фазовых соотно шений сигналов и выходных сигн лов фазовращателя 4. Импульс, соответствующий сдвигу по фазе на угол /с выхода блока 9 поступает на нулевой вход триггера 14, а на его счетный вход через элемент ИЛИ пост пают импульсы с блока 9 и 11, сдвин тые по фазе на угол Л + л и d. соо ветственно. Если триггер 14 находится в нуле вом состоянии, то выходной импульс компаратора 16 устанавливает триггер 17 в нулевое состояние и через коммутатор 12 проходят выходные сиг налы блока 9. Если триггер 14 находится в единичном состоянии, то выходной импульс компаратора 16 устанавливает триггер 17 в единичное со тояние и через коммутатор 12 проходят выходные сигналы блока 11. В результате предлагаемый преобразователь может быть использован для отработки угла поворота вала в устройствах с элементами, ограничивающими перемещение (стопорами}, например в планшетах, координатогра фах и других устройствах вывода информации из ЦВМ в графическсм4 виде. Формула изобретения Преобразователь кода в угол поворота вала, содержащий генератор импульсов, подключенный через делитель частоты к формирователю синусоидаль- 45 ного сигнала, выход которого подключен к фазовращателю, выход фазовращателя подключен к одному входу фазового детектора, выход которого через усилитель подключен к двигателю, кинематически связанному с валом фазовращателя, одни цифровые входы преобразователя подключены к одним входам первого блока преобразования кода в фазу, другой вход которого соединен с выходом делителя частоты, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измерения, в него введены второй блок преобразования кеда в фазу, компаратор, два триггера, элемент ИЛИ и два коммутатора, другие цифровые входы преобразователя подключены к одним входам второго блока преобразования кода в фазу, другой вход которого соединен с выходом делителя частоты, одни выходы первого и второго блоков преобразования кода в фазу, подключены к первому коммутатору, другие выходы через элемент ИЛИ подключены к счетному входу первого триггера, нулевой вход которого соединен с одним вьлходом первого блока преобразования кода в фазу, а выход первого триггера подключен к управляющему входу второго коммутатора, выход фазовращателя через компаратор подключен к сигнальному входу второго коммутатора, выходы которого подключены к входам второго триггера, выход второго триггера подключен к управляющему входу первого коммутатора, выход которого подключен к другому входу фазового детектора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР . J 680014, кл. С; 08 С 11/00, 1978. 2. Авторское свидетельство СССР № 285372, кл. d 08 С 9/00, 1969 {прототип).