Преобразователь угол-код Советский патент 1983 года по МПК G08C9/00 

Ф

OQ О Изобретение относится к автоматик ;1 вычислительной технике и может быть использовано при построении сле дящих систем автоматического регулирования и управления, а также в счетно-решающих и контрольно-измври тельных устройствах. Известен цифровой преобразователь угла положения входного вала в код, содержащий распределитель импульсов, связанный с входами усилителей-форми оователей, выходы которых соединены с входными головками дисков точного и грубого отсчета, механически .свяаа ных через понижающий редуктор цифрового датчика угла, выходы которого соединены с амплитудными усилителями дискриминаторами, состоящими из последовательно соединенных усилителейограничителей, триггеров Шмидта и эмиттерных повторителей, и соединенных выходами с входами схемы преобра зования кода 1. Недостаткомпреобразователя является невысокая помехозащищенность. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является преобразователь угол-код, содержащий распределитель импульсов, соединенный с входами генераторов опроса, соответственно подключенных выходами к входаг датчиков грубого и точного отсчета кодирующего устройства, выходы которого за исключением следующего за старшим разряда датчика грубого отсчета соединены с входами регистра памяти, а выход следующего за старшим разряда датчика грубого отсчета кодирующего устройства через инвертор подключен к входу соответствующего разряда регистра памяти, выход которого соединен с входомблока„преобразования и коррекции кода. В данном преобразователе осуществляется компенсация как систематичесг: КОЙ, так и случайной составляквдей погрешностей. вноси;иьах редуктором в преобразуемую величину угла C2J. Однако для узлов кодирующих устройств преобразователей угол-код, включенных в кинематическую цепь после редуктора, огибающие выходных сигналов модулируются случайныглй составляющими погрешностей редуктора Действие модуляции особо ярко проявляется при эксплуатации преобразователей угол-код в условиях повышенных вибраций и при малых угловых скоростях, вращения кодовых дисков датчиков кодирующего устройства, в результате чего помехозапдащенность преобразователей оказывается недостаточной для сохранения правильности че|)едования кодовых комбинаций. Цель изобретения - повыаение помехозащищенности преобразователя. Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь угол-код, содержащий расг еделитель импульсов, первый выходкоторого подключен к входам генераторов опроса, выход первого из которых соединен с входом датчика точного отсчета, а выход втоа рого соединен с входом датчика грубого отсчета, кодирующего устройства, регистр памяти, выходы которого, за исключением следующего за выходом старшего разряда/ подключены к входам блока преобразования и коррекции кода, инвертор, .введены на каждый разряд выходного кода датчиков грубого и точного отсчетов первый и .второй блоки сравнения, одновибратор и элемент И, регистр памяти выполнен с двумя входами на каждый разряд выходного кода датчи,ков грубого и точного отсчетов, выходы первого и второго блоков сравнения подключены к выходу каждого разряда датчиков грубого и точного отсчетов кодирующего устройства, выход первого блока сравнения подключен к входу одновибраТора, выход которого соединен с первым входом элемента И, а выход второго блока сравнения подключен к одному соответствующему входу регистра п.амяти, к другому соответствующему входу которого подключен выход элемента И, второй вход которого соединен с вторым выходом распределителя иг/тульсов, выход следующего за старшим разряда регистра памяти через инвертор подключен к соответствующему входу блока преобразования и коррекции кода. На фиг; 1 приведена блок-схема преобразователя угол-код; на фиг. 2 временные диаграммы, поясняющие работу преобразователя. Преобразователь угол-код содержит распределитель 1 импульсов, генераторы 2 и 3 опроса, редуктор 4, датчики 5 и б грубого и точного отсчетов ко;ii5)pyющeгo устройства 7, блоки 8 и 9 сравнения, одновибраторы 10, элементы И 11, регистр 12 памяти, содержащий ячейки 13 и 14 памяти точного и грубого отсчетов, инвертор 15, преобразователь 16 и 17 кода Грая точного и грубого отсчетов блока 18 преобразования и коррекции кода, который также содержит блок 19 сопряжения отсчетов, сумматор 20, выходной регистр 21. С приходом первого импульса с распределителя 1 импульсов на входы генераторов 2 и 3 опроса осуществляется одновременный опрос всех считывающих элементов датчиков 5 и 6 грубого и точного отсчетов кодирующего стройства 7. Выходные сигналы кодирующего устройства 7 параллельно со всех разрядов одновременно, поступают

на входы соответствую1т;их блоков 8 и

9сравнения.

.В целом уз.ел формирования выходных сигналов 1 го разряда кодирующегоустройства 7, состоящий из блоков 8 и 9 сравнения верхнего (8) и нижне-j, го (9) уровней селекции7 одновибратора 10, элемента И Несоответствующей им ячейки 13 (14) памяти регистра 12 представляющей соЛоЛ, например RS- триггер, мржно отнести к амплитуд ным квазиселекторам, характеризукоцйх ся следующей логикой работы

ЛКАЫ, .; аьь,,Ь1

I гдеОру,,;; состояние ячейки регистра

12 памяти;

0 - значение аготлйтуды выходного сигнала кодирующего устройства 7 П11ербразователя; .

Egi - значение Верхнего уровня Селекции выходного сигнала кодирующего устррйст-ч

ва ...

Ец| - значение нижнего уровни селекции выходного сигнала кодирующего устройства 7; i - номер соответствующего ра.зряда кодирующего устройства 7;

i tl, 2....К, К + 1... .п,3, где К - число разрядов датчика 7

грубого отсчета; п-к число разрядов датчиков 6

точного отсчета;. п - общее число разрядов кОдируюю го устройства 7; j -. номер такта опроса

кодирующего устройства 7 преобразователя;

X - состояние ячейки, регистра 12 памяти, соответствующее О или 1.

Вышеуказанные блоки, входящие в преобразователь, имеют одинаковьлй состав и выполняют одни и те же функции, поэтому для понимания общего принципа работы преобразователя достаточно рассмотреть один из узлов.

На фиг. 2 показано формирование логических сигналов.из выходных сигналов i-ro разряда кодирующего устройства 7 преобразователя в моменты перехода от О к 1 и обратно для 1-го кодирующего устройства 7 преобразователя.

Блок 9 сравнения нижнего уровня формирует сигнал, поступающий на вход одновибратора 10 при превышении амплитуды в/жодного сигнала кодирующего устройства 7 заданного нижнего уровня селекции Е, (фиг. 2-6-1). По сигналам блока 9 сравнения одновибратор

10формирует сигналы, поступающие

на вход элемента И 11, запрещающие прохождение вторых, сдвинутых по фа зе относительно сигнгшов опроса,. импульсов распределителя 1 (фиг.2J ) на обнулящий R-вход ячейки 13 (14) регистра 12 памяти. При условии, что значение амплитуды выходного сигнала кодирующего устройства 7 в данном такте опроса не превышает верхнего уровня селекции, соответствукяиая ячейка 13 (14) памяти регистра 12 памяти сохраняет состояние, в- котором она находатся в предыдущем такте оп-. роса (фиг. 2). Если же значение амплитуды выходного сигнала кодирующего устройства 7 превышает верхний установленный уровень квазиселекции (фиг. 2. ), срабатывает блок 8 (фиг. 2q-) и по его сигналу производится установка ячейки 13 (14) регистра 12 памяти по S-вхрду в единичное состояние (фиг. 2о1с). Установка ячейки 13 (14) в нулевое состояние производится при значениях амплитуды шпсодных сигналов кодирующего устройства 7, непревьпиающих нижний установленный уровень квазисёлекции. При этом блок 9 не вырабатывает сигнгша (фиг. 2г), запускающего одновибратор 10 (фиг. 2fe), и отсутствует запрещение на прохождение сигналов ipacnpeделителя Т импульсов на R-вход ячейки 13 (14) регистра 12 памяти. Таким образом, в зависимости от значения амплитуд выходных сигналов кодирующего устройства 7 преобразователя осуществляется формирование логических сигналов О или J, соответствую щих углу поворота входного вала преобразователя.

Ширина зоны между уровнями квазиселекции сигналов кодирующего устройства 7 устанавливается таким об-. разом, чтобы не нарушалось требова-. ние, предъявляемое к инструментгшьной погрешности кодирунвдего устройства 7. Крутизна огибающей выходных сигналов считывающих элементов кодирующих устройств индуктивного типа позволяет установить достаточно широкую зону между уровнями квазиселекции и обеспечить Зсшщту преобразователей от помех вызваных действием внешних вибраций и случайных составляющих угловых погрешностей редуктора 4 в довольно широких пределах.

Сформированный в ячейках 13 и 14 памяти код, определяющий гловое положение ступеней кодирующего устройства 7, за исключением кода с второй ячейки 14 памяти грубого отсчета регистра 12 памяти, поступает на входы соответствукяцих преобразователей 17 и 16 грубого и точного отсчетов, на вход второго разряда преобразователя 17 .(грубого отсчета) поступает значение .кода с второй ячейки 14 памяти

грубого отсчета регистра 12 памяти через инвертор 15 для изменения направления нарастания кода. Инвертор 15 обеспечивает состыковку направлений вращения датчиков 5 и б грубого и точного отсчетов кодирукадего уст- ройства 7 преобразователя. Преобразователи 16 и 17 осуществляют преобразование кода Грея в двоичный пос- . редством поразрядного сложения по модулю два, начиная со старших дов, значений кодов ячеек 14 и 13 грубого и точного отсчетов регистра 12 памятк. С выхода ячейки 13 памяти точного отсчета двоичный код характеризующий угловое положеиие датчика 6 точного отсчета кодирующего устройства 7, поступает на соответствующие .входы выходного регистра 21 и запоминается в .нем. Двоичный код преобразователя 17 Грея грубого отсчета поступает на вхо сумматора 20, на вход переноса котог рого поступают Сигналы блока 19 коррекции кода. БЛОК 19 коррекции кода вырабатывает сигнал, по которому к . значению кода преобразователя 17 кода Грея грубого отсчета добавляется 1 в случае не совпадения значений кодов старшего разряда преобразователя 16 кода Грея точного отсчёта и значения кода младшего разряда преобразователя 17 кода Грея грубого отсчета. В случае их равенства признак коррекции кода не вырабатывается

и добавления 1 к значению кода преобразователя 17 кода Г6)ея грубого отсчета.не происходит. С выхода сумг матора 20 скорректированное двоичное значение кода, определяющее положение датчика 5 грубого отсчета кодирующего устройства 7,за исключением значения кода младшего разряда, переписывается в соответствующие ячейки памяти выходного регистра 21. Младший разряд преобразователя 17 кода грубого отсчета служит только для состыковки датчиков 5 и 6 грубого и :точного отсчетов кодирующего устройства 7 и соответствующей коррекции кода грубого отсчета преобразователя. Таким образом, общее число разрядов кода, х рактеризупцего положение входного вала преобразователя, хранящееся в выходном регистре,, составляет п-1, где п-общее число разрядов кодирующего устройства 7. С приходом следующего опросного импульса-с выхода распределителя 1 импульсов цикл рабовд преобразователя повторяется.

Таким образом, по сравнению с известяыми предпагаекый преобразова-; тель. обеспечивает повьнценную защищенность преобразователей угол-код от помех, обусловленных внешними вибра-циями и случайными составляющими погрешностей редуктора, чем иЪбусловлен технико-экономический эффект от его использования.

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГОЛ-КОД, содержащий распределитель импульсов;, первый выход которого подключен к входам генераторов выход nepBOtp из которых соединен с входом датчика точного отсчета кодируницего устройства, регистр памяти, выходы которого, за исключением следуюдего за выходом стагадего разряда, подключены itc входам блока преобразования и коррекции кода, инвертор, о т л и ч а ю щ и и с я тем, «го, с целью ; повышения помехозащищенности пре.обраг зователя, введены на каждый разряд Щ1ХОДНОГО кода датчиков грубого и точного отсчетов первый и второй блоки сравнения, одновибратор и элемент И, регистр, памяти выполнен с : двумя входами на каждой разряд выход-; ного кода датчиков грубого и точного отсчетов, вхо;ф1 первого и второго блоков сравнения подключены i; выходу каждого разряда датчиков rpy( и .точного отсчетов кодирующего устрой-: ства, выход первого блока сравнений : подключен к входу одновибрё1тора, вы-/ ход которогю соединен с первым вкодом элемента И, а выход второго блока сравнения подключен к одному соответ- ствующе «у входу регастра пашти, к g другому соогввтствхчощему входу кото рого подключен выход элемента И, . РОЙ вход которого соединен с торам выходом распределителя икспульсов, &Ы ход следующего, за старшим разряда регистра памяти через инвертор подключен к соответствуккцему входу блока преобразования И коррекции кода.