Преобразователь угла поворота вала в код Советский патент 1983 года по МПК G08C9/00 

Изобретение относится к системам автоматического контроля и регулирования неэлектричебких величин.

По основному авт, св. 734772 известен преобразователь угла поворота вала в код, содержащий потенциметр, выполненный с круговой непрерывной обмоткой с тремя выводами и двумя контактными щетками, связанными с валом и соединенными с источником эталонного напряжения и блок преобразования напряжения в код, соединенный с одним выводом обмотки потенциометра, нуль-орган и инвертор кода, первый вход которого соединен с выходом блока преобразования напряжения в код, два других вывода обмотки потенциометра соединены с входами нуль-органа, выход которого подключен к второму входу инвертора кода l .

Недостатком известного преобразователя является малый диапазон его работы, только в пределах одного оборота вала.

Цель изобретения - расширение диапазона работы преобразователя. .Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь угла поворота вала в код введены формирователь импульсов приращений угла и реверсивнь1й счетчик, один вход формирователя импульсов приращений угла подключен к выходу нуль-органа, другой вход к выходу предпоследнего старшего разряда блока преобразования напряжения в код, а-выходы к входам сложения и вычитания реверсивного счетчика.

На фиг. 1 представлена блок-схема преобразователя; на фиг. 2 - диаграмма работы преобразователя.

Преобразователь угла поворота вала в код содержит потенциометр 1, имеющий круговую непрерывную обмотку с тремя отводами, выполненными под углом 120°, и две скользящие контактные щетки 2, расположенные на одной прямой и соединенные механически с осью вращения. К скользящим .контактным щеткам 2 подключен источник 3 эталонного напржркения.

Первый отвод потенциометра 1 соединен с -входом блока 4 преобразования напряжения в код, второй и третий отводы потенциометра 1 подключены к входам нуль-органа 5, выход которого соединен с вторым входом инвертора 6 кода, причем первый вхо инвертора 6 кода соединен с выходом блока 4 преобразования напряжения в код, а выход - с выходом преобразователя.

На фиг. 1 показаны отводы потенциометра 7-9, где один вход формирователя 10 импульсов приращений угла подключен к выходу нуль-органа Г), другой вход - к выходу предпоследнего старшего разряда блока 4, а выходы формирователя 10 подключены к входам сложения и вычитания реверсивного счетчика 11.

Преобразователь работает следующим образом. ..

Преобразуемое перемещение отсчитывается от первого отвода 7 потенциометра 1 при движении скользящих контактных щеток 2 по обмотке. Снимаемое с первого отвода напряжение пропорционально.углу разворота скользящих контактных щеток 2 в диа. пазоне углов от О до 180° ,- затем в диапазоне от. 180 до 360 это напряжение монотонно уменьшается от максимальной величины до нуля. Напряжения, снимаемые с второго и третьего отводов, изменяются аналогичным образом со сдвигом на 120 по углу разворота (фиг. 2а).

Напрйжение, снима емое с первого отвода 7 потенциометра 1, преобразуется в пропорциональную величину ; двоичного кода при помощи блока 4 преобразования напряжения в код, причем максимальному напряжению соотвeтcтвyeт половина максимального значения-кода блока 4.

Одновременно происходит сравнение напряжений, снимаег«ых с второго 8 и TpieTbero 9 отводов .потенциометра 1 . при помсмци нуль-органа 5. В диапазоне углов разворота скользящих контактных щеток, 2 от О до , напря.жение, снимаемое с второго отвода 8, больше напряжения, снимаемого с третьего отвода 9, что соответствует отсутствию сигнала на выходе нульоргана 5. При увеличении угла разворота свыше ISO напряжение с третьего отвода 9 становится больше, чем напряжение с второго отвода 8, что соответствует изменению состояния нуль-органа 5 и появлению на его выходеединичного потейциала (фиг. 26).

Сигнал с выхода нуль-органа 5 управляет инвертором 6 кода таким образом, что при отсутствии потенциала на выходе нуль-органа 5 изменения кода инвертором 6 не происходит, а при Нсшичии управляющего потенциала, код, снимаемый с выхода блока 4, инвертируется. За счет инвертирования кодов при увеличении угла разворота скользящих щеток 2 свыше 180° происходит увеличение значения, снимаемого на выходе преобразователя кода, хотя входное напряжение блока 4 преобразования напряжения в код уменьшается. При этом выходная характеристика становится прямолинейной в диапазоне преобразуемых углов от О до 360 .

Если преобразуемый угол превышает 36о, цикл преобразования повторяется с той лишь разницей, что

в реверсивный счетчик 11 при каждом последующем обороте поступает суммирующий импульс с одного из выходов. формирователя 10 а в случае реверсивного оборота - выч тающий с другого выхода формирователя 10. В формирователе 10 выходные сигналы нуль-органа 5 дифференцируются и распределяются по выходам в зависимости от направления вращения. Последовательность импульсов, соответствующих фронтам сигнала нуль-органа 5 при вращении потенциометра 1 по часовой стрелке, представлена н.фиг, 2г, а прбтив часовой . на фиг. 2д. Для распределения импульсов в формирователе 10 исполь- зуются управляющие сигналы с выхода предпрследнегр старшего разряда 4. JUiarpaMMa сбстояний этого ра-З

- ряда блока 4 преобразования -напряжения в код показана на фиг. 2е. Управляющие .сигналы запрещают или разрешают, выходные импульсы формирователя 10, на одном из выходов которо5 го будет последовательность, соответствующая прямому перемещению (фиг. 2ж), на рругом (фиг. 2е) реверсивному.

10 Результат преобразования в цифровой форме фиксируется на реверсивном счетчике 11 (старшие разряды) И на инверторе 6 кода (младшие разряды). Код в реверсивном счетчике

15 11 соответствует числу оборотов вала с начала преобразования. В результате диапазон измеряемого перемещения в таком преобразователе расши ряется по сравнению:с известным.

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД по авт. св. № 734772, отличающийс я тем, что, с целью расширения диапазона работы преобразователя, в него введены формирователь импульсов приращений угла и реверсивный счетчик, один вход формирователя импульсов приращений угла подключен к выходу нуль-органа, другой вход к выходу предпоследнего старшего разряда блока преобразования напряжения в код, а выхсэды - к входам сложения и вычитания реверсивного счетчика. (Л со СО NU :3