Преобразователь угла поворота вала в код Советский патент 1983 года по МПК G08C9/04 

00 KD

Изобретение относится к автоматик и вычислительной технике, в частност к преббразователям аналоговой величины в код,.и может быть использован в системах передачи данных на вход ЦВМ. Известен преобразователь угла поворота вала в код, содержащий датчик угла, подключенный к блоку формирова ния кода, в котором датчик угла работает в режиме пульсирующего поля. Выход датчика угла подключен к блоку формирования кода, содержащему несколько каскадно включенных ступеней, пpeJc нaзнaчeнныx для последовательног уменьшения зоны вычисляемого угла поворота. В каждой ступени используются элементы для вычитания из угла фиксированных опорных углов решением тригонометрических тождеств 1 . Недостатками известного преобразо вателя являются сложность и невысока разрешающая способность. Известен также преобразователь угла поворота вала в код, содержащий последовательно включенные генератор импульсов, делитель частоты, фильтр, фазовращатель, два компаратора, формирователь импульсов приращения фазы регистр юстировки начального кода преобразователя, реверсивный счетчик 2.. Недостатком этого преобразователя является асинхронная работа, .что ограничивает время доступа внешних устройств к реверсивному счетчику для считывания кода. В этом устройстве имеет место накопление ошибки, так как каждое последующее измерение угла производится с учетом предыдущего Кроме того, устройство имеет сложную схему юстировки начального кода. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является преобразователь угла поворота вала в код, содержащий последовательно соединенные генератор импульсов, делитель частоты, фильтр, фазовращатель, выходные обмотки которого через фазосдвигающие цепи подключены к входа компараторов, выходы которых подключены к входам блока преобразования вре менных интервалов в последовательност импульсов, состоящего из триггера и схемы И. Другой вход блока преобразования временных интервалов в после довательность импульсов подключен к выходу генератора импульсов, а его выход - ко входусчетчика 3J. Недостатком данного преобразовате ля является то,-чГо перед каждым последующим измерением угла код предыдущего стирается, что ограничивает время доступа и соответственно ослож няет доступ внешних устройств для считывания кода преобразователя. В устройстве отсутствует юстировка начального кода преобразователя. Кроме того, точность преобразователя снижается из-за неидентичности Гнеравенства порогов срабатывания ) компараторов . Цель изобретения - повышение точности и расширение функциональных возможностей преобразователя. Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий последовательно соединенные генератор импульсов, делитель частоты, фильтр, фазовращатель и компаратор, выход которого соединен с первым входом триггера, выход которого соединен с первым входом элемента И, выход которого соединен с первым входом счетчика, введены регистр и элемент задержки, выход которого соединен со вторыми входами триггера и счетчика, выход делителя частоты соединен с первым входом элемента задержки, выход генератора импульсов соединен со вторым входом элемента задержки, выход компаратора соединен со вторым входом регистра. В таком преобразователе исключается погрешность, связанная с неидентичностью компараторов, появляется возможность автоматической юстировки начального положения преобразователя путем задания кода в линии задержки квантующего типа, кроме того, увеличено время доступа внешних устройств для считывания кода за счет введения регистра., На чертеже представлена структурная схема предложенного преобразователя. Преобра.зователь содержит последовательно соединенные генератор 1 импульсов, делитель 2 частоты, фильтр 3, фазовращатель 4, компаратор 5 и триггер б, элемент 7 задержки квантующего типа, вход которого подключен к выходу делителя 2, а выход - к .другому входу триггера б, элемент и 8, один вход которого подключен к выходу триггера 6, а другой - к выходу генератора 1 импульсов, выход элемента И 8 подключен к входу счетчика 9, вход сбррса которого подключен к выходу элемента 7 задержки, выходы счетчика 9 подключены к входам ре- гистра 10, вход- записи которого подключен к выходу компаратора 5. Преобразователь работает следующим образом. Выходные импульсы с генератора 1 импульсов высокой частоты поступают на параллельно включенные делитель 2 частоты и элемент И 8. Из выходных сигналов делителя 2 частоты в фильтре 3 формируется напряжение первой гармоники, поступающее на питание фазовращателя 4, выходное напряжение которого сдвинуто по фазе на угол,

пропорциональный углу поворота вала фазовращателя 4. Компаратор 5 формирует Й1лпульсы из выходного сигнала, фазовращателя 4 при нулевых значениях этого сигнала и положительном градивнте. Импульс с делителя 2 частоты чёрёз элемент 7 задержки квантующего типа, которьай задерживает входной импульс на заданное -количество периодов выходных импульсов генератора 1, поступает на триггер 6, устанавливая его в состояние 1. При этом импульсзл высокой частоты с генератора 1: через элемент И 8 поступают на счетчик 9. Импульс с компаратора 5 поступает на другой вход триггера б, сбрасывая его. При этом запрещается прохождение импульсов высокой частоты через элемент И 8 на счетчик 9. Этим же им.пульсом с компаратора 5 происходит перезапись содержимого счетчика 9 в регистр 10, с которого снимается выходной код.

Импульс о элемента 7 задержки квантующего типа перед каждым новым измерением сбрасыват счетчик 9.

Изменяя величину кода в элементе 7 задержки квантующего типа, можно изменять выходной код преобразовател) при неизменном угловом положении фазовращателя 4. .

Так как в выходном регистре 10 в промежутках между счетом сохраняется и изменяется только момент конца сче.та, то доступ внешних устройств к регистру 10 для считывания кода может осуществляться в любой момент време-. ни, что упрощает систему, в которой применяется преобразователь.

В предложенном преобразователе исключено накопление ошибки, так как каждое последующее измерение производится без учета предыдущего.

Таким образом, предложенный преобразователь угла поворота вала, в код имеет более высокие точности характеристики по сравнению с прототипом, обеспечивает простую автоматическую дистанционную юстировку начального ;,кода преобразователя без механическо- го смещения элементов фазовращателя относительно посадочных мест.

Экономический эффект от использования преобразователя определяется его техническими преимуществами.

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД, содержащий последовательно соединенные генератор им-. . пульсов, делитель частоты, фильтр, фазовращатель и компаратор, выход которого соединен с первым входом триггера, выход которого соединен с первым входом элемента И, выход котр рого соеди11ен с первым входом счетчи- ка, о т л и ч а ю щ и и с я тем,что, с целью.повышения точности преобразователя и ргасширения Функциональных возможностей, в него введет регистр и элемент задержки, выход которого соединен со вторыми входанш триггера и счетчика, выход делителя ttacrom соединен с первым входом э«п««ен1га 3 адержки, выход генератора й в1ульоов ( соединен, со входом элемента задержки,выход компаратора соедаЕнен со вторым входом регистра.