Преобразователь угла поворота вала в код Советский патент 1984 года по МПК G08C9/06 

Изобретение относится к автоматике и вычисоштельной технике и может быть использовано в цифровых следящих системах и системах цифрового управления объектами, содержащих ЦВМ. Известен цреобразователь, содер, жащий генератор импульсои, подключенный через последовс1тельно соединенньш делитель частоты и фильтр к входу фазовращателя, выходы которог подключены к нуль-органам. Фазовращатель включает оптически связанные через четырехфазное растровое согфя жение источник и приемники излучен подключенные дифференциально к двум усилителям, выходы которых нагружен на две КС-цепочки,средние точки кот рьк подключены ч.ерез фильтры к нуль органам С 1 3. Недостатком такого преобразователя является наличие ошибок вносимых источником и приемниками излу чения, усилителями, фильтром, нульорганом и эксцентриситетом растровых дисков фазовращателя. Известен также преобразователь, содержащий двухфазньй генератор нес щрч частоты, подключенный к фазовращателю, вькод которого через фильтр подключен к нуль-органу. Фазовращатель включает оптически связанные через четырехфазное растрово с.опряжение источник и приемники излучения, подключенные к двум дифференцнальным усилителям, выкоды кото рых подключены к одним входам суммирующих усилителей, другие входы которых подключены к выходам двлгхфазного генератора, а выходы сум№1рующих ус1Шителей - к входам множительного устройства, выход которо го через фильтр подключен к нульоргану С 2 . Недостатками указанного преобраоователя являются наличие двухфазно го генератора синусоидального напря жения несущей частоты и ошибки, вносимые усилителями, фильтром и эксцентриситетом растровых дисков фазовращателя. Наиболее близким к предлагаемому является преобразователь угла поворота вала в код, содержащий блок пи тания, первый выход которого подключей.к первому фазовращателю, выходом подключенному через первый коммутатор к первому фазосдвигающему элементу, первьш нуль-орган выход которого подключен к одним входам первого и второго элементов И, выходы которых подключены к установочным входам триггера, выход триггера подключен к одному входу третьего элемента И, выход которого подключен к счетчику, блок управлени:ч, первый выход которого подключен к установочному входу счетчика, второй и третий выходы - к другим входам первого и второго элементов И соответственно, четвертый выход - к управляющему входу первого коммутатора, а выход первого фазосдвигающего элемента - к входу первого нульоргана Сз 3. Недостатком известного преобразователя является невысокая точность. Цель изобретения - повышение точности преобразователя. Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий блок питания, первый выход которого подключен к первому фазовращателю, выход пе| врго фазовращателя через первый коммутатор подключен к первому фазосдвигаю щему элементу, первый нуль-орган, выход которого подключен :: одним входам первого и второго элементов И, выходы которых подключены к установочным входам триггера, выход триггера подключен к одному входу третьего элемента И, выход которого подключен к счетчику, блок управления, первый выход которого подключен к установочному входу счетчика, второй и третий выходы подключены, к другим входам первого и второго элементов И соответственно, а четвертый выход подключен к управляющему, входу первого коммутатора, введены последовательно соединенные первый фильтр, второй нуль-орган, усилитель мощности, второй фазовращатель, второй коммутатор, второй фазосдвигающий элемент и второй фильтр, выход которого подключен к входу первого нуль-органа, выход первого фазосдвигающего элемента подключен к входу первого фильтра, второй и третий выходы блока питания подключены со ответственно к другому входу третьего элемента И и к входу блока управления, четвертый выход которого подключен к управляющему входу второго коммутатора, причем первый и второй фазовращатели образованы двумя диаметрально противоположными растровыми звеньями. Каждый из фазовращателей содержи источник излучения, оптически связанный через четырехфазное растрово звено с приемниками излучения, подключенными дифференциально к первому и второму усилителям. Блок управления содержит последовательно соединенные счетчик и дешифратор. На чертеже, представлен предлагае мый преобразователь. Преобразователь угла поворота вала в код содержит блок 1 питания, первый выход которого подключен к первому фазовращателю 2, выходом через первый коммутатор 3 подключенному к первому фазосдвигающему элементу 4, первый нуль-орган 5, вы ход которого подключен к одним входам первого и второго элементов И 6 и 7, выходы которых подключены к установочным входам триггера 8, выходом подключенному к одному входу третьего элемента И 9, выход которого подключен к счетчику 10, блок 11 управления, первьй выход ко торого подключен к установочному входу счетчика 10, второй и третий выходы - к другим входам первого и второго элементов и 6 и 7 соответст венно, а четвертый выход - к управляющему входу первого коммутатора 3 последовательно соединенные первый фильтр 12, второй нуль-орган 13, усилитель 14 мощности, второй фазовращатель 15, второй коммутатор 16, второй фазосдвигающий элемент 17 и второй фильтр 18, выход которого подключен к входу первого нуль-орга на 5, выход первого фазосдвигающего элемента 4 - к входу первого фильтра 12, второй и третий выходы блока 1 питания - к другому входу трет го элемента И 9 и к входу блока 1I управления, четвертый выход которого подключен к управляющему входу второго коммутатора 16. Первый 2 и второй 15 фазовращатели образованы двумя диаметрально противоположными растровыми звеньям и содержат источники 19 и 20 излучения, оптически связанные через че-тырехфазные звенья 21 и 22 с прие щиками 23 и 24 излучения, подключен ными дифференциально к первым 25 и 26 и вторым 27 и 28 усилителям. 4А Блок J питания образован последовательно соединенными генератором 29 импульсов, счетчиком 30 и усилителем 31 мощности, блок И управления счетчиком 32 и дешифратором 33, коммутатор 3 - переключателями 34 и 35, а коммутатор 16 - переключателями 36 и 37. Преобразователь работает следующим образом. Генератор 29 импульсов, работая непрерывно, заполняет счетчик 30 прямоугольными импульсами. Выходной сигнал старшего разряда счетчика 30 поступает параллельно на усилитель 31 мощности и счетчик 32. Выход усилителя 31 мощности нагружен на источник 19 излучения фазовращателя 2. Пройдя растровое звено 21, лучистые потоки собираются приемниками 23 и преобразуются в электрические сигналы, которые попарно поступа:ют на прямой и инверсный входы усилителей 25 и 27. В первую половину цикла преобразования выходы усилителей 25 и 27 (26 и 28) подключены к элементам 4 (17) в первом положении ключей коммутатора 3 (16). Сигналы усилителей 25 и 27, пройдя через коммутатор 3 и фазосдвигающий элемент 4, поступают на фильтр 12, в котором выделяется первая гармоника с фазой, пропорциональной углу поворота. Нуль-орган 13 формирует прямоугольные импульсы несущей частоты, фронты который совпадают с моментами перехода выходного сигнала фильтра 12 через нуль, поступающие на вход усилителя 14 мощности, нагруженный на источник 20 излучения, оптически связанньй через растровое звено 22 с приемниками 24 излучений, сигналы которых, пройдя через усилители 28, коммутатор 16 и фазосдвигающий элемент 17, поступают на фильтр 18 . На выходе последнего вьделяется первая гармоника, фаза которой сдвинута по отношению к фазе выходного сигнала нуль-органа 13 на величину, пропорциональную углу поворота, а по отношению к фазе дпорно.го сигнала, поданного на вход усилителя 31 мощности, на величину, пропорциональную удвоенному углу поворота. В момент перехода выходного сигнала фильтра 18 через нуль при изменении его полярности с минуса на плюс нуль-орган 5 формирует остроконечньй $1 импульс, поступающий параллельно на входы элементов И 6 и 7. В начале первой половины цикла работы преобразователя с первого выхода дешифратора 33 снимается сигнал, устанавливающий счетчик 10 нулевое состояние, а в конце первой половины цикла, когда заканчиваются переходные процессы, вызванные комм тацией, с его второго выхода снимае ся сигнал, поступающий на вход элемента И 6,совпадающий по фазе с опорным сигналом питания, фазовращателя 2 и имеющий длительность, равную периоду опорного сигнала несущей частоты. При этом фазовьй сигна с нуль-органа 5, пройдя через элемент И 6, опрокидывает триггер 8 в единичное состояние и выходные HMnyii cbi генератора 29 и шульсов проходят через элемент И 9 на счетный вход счетчика 10. В конце второго цикла работы пос ле окончания переходных процессов с третьего -выхода дешифратора 33 снимается импульс, синфазный с началом периода опорного сигнала несущей частоты питания фазовращателя 2 поступающий на вход элемента И 7 и имеющий длительность, равную периоду опорного сигнала. При этом фазовый сигнал нуль-органа 5, пройдя через элемент И 7, возвращает триггер 8 в нулевое состояние и счетчик 10 прекращает подсчет импульсов генератора 29. Код, зафиксированный счетчиком 10, пропорционален учетверенному значению угла поворота. Предлагаемый преобразователь позволяет повысить точность преобразования путем компенсации ошибок, вносимых эксцентриситетом и переменным зазором между растрами, при этом погрешности усилителей мощности. Источников и приемников излученияj усилителей, коммутаторов, фазосдвигающих элементов, фильтров и нульорганов не приводят к погрешности преобразователя.

tt-.t

1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД, содержащий блок питания, первый выход которого подключен к первому фазовращателю, выход первого фазовращателя через первый коммутатор подключен к первому фазосдвигающему элементу, первый нуль-орган, выход которого подключен к одним входам первого и второго элементов И, выходы которых подключены к установочным входам триггера, выход триггера подключен к одному входу третьего элемента И, выход которого подключен к счетчику, блок управления, первый выход которого подключен к установочному входу счетчика, второй и третий выходы подключены к другим входам первого и второго элементов И соответственно, а четвертый выход подключен к управляющему входу первого коммут-атора, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности преобразователя,в него введены последовательно соединенные первый фильтр, второй-нуль-орган, усилитель мощности, второй фазовращатель, второй коммутатор, второй фазосдвигающий элемент и второй фильтр, выход которого подключен к входу первого нуль-органа, выход первого фазосдвигающего элемента подключен к входу . первого фильтра, второй и третий выходы блока питания подключены соответственно к другому входу третье(Л го элемента Инк входу блока управления, четвертый выход которого подключен к управляющему входу второго коммутатора, причем первый и второй фазовращатели образованы двумя диаметрально противоположными растровыми звеньями. 2.Преобразователь по п. 1 о т со личающийся тем, что каждьгй из фазовращателей содержит источник ND О 4 излучения, оптически связанный через четырехфазнов растровое звено с приемниками излучения, подключенными дифференциально к первому и второму усилителям. 3.Преобразователь по п.1, о т личающийся тем, что блок управления содержит последовательно соединенные счетчик и дешифратор.