Устройство контроля направления вращения и угла поворота Советский патент 1985 года по МПК G01P3/66 

1И Изобретение относится к технике измерения положения и скорости вра щения механических валов, а конкретно - к датчикам положения и направления вращения механических валов . Целью изобретения является повышение надежности устройства за счет устранения ошибок в определении угла поворота и направления вращения, вызываемых дроблением (дребезгом) вы ходных сигналов датчиков. На фиг, 1 изображена электрическая принципиальная схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы потенциалов некоторых точек схемы. Устройство состоит из датчиков - 3, логических элементов И 4 и 5, RS - триггера 6, логического элемента ИЖ 7, генератора одиночного импульса, включающего логические элементы И 8 и 9, D - триггеры 10, 1 и элемент 12 задержки, асинхронного реверсивного счетчика 13. Элементы схемы 4 - 7 и генератор одиночного импульса образуют логический дискриминатор. На фиг. 2 изображены временные диаграммы потенциалов некоторых точек схемы. Уровню логическая 1 соответствует высокий уровень напряжения, уровню логический О - низкий уровень напряжения; диаграмма 1потенциал шины R (начальная установка) устройства; диаграмма 2 - потенциал выхода датчика 1; диаграмма 3потенциал выхода датчика 2j диаграмма 4 - потенциал выхода датчика 3; диаграмма 5 - потенциал прямого выхо да триггера 6; диаграмма 6 - потенци ал инверсного выхода триггера 6; диarpaMj-ia 7 - потенциал выхода элемента 12 задержки, диаграмма 8 - потенциал прямого выхода триггера 10, диаграмма 9 - потенциал прямого выхода триггера I1, диаграмма 10 - потенциал выхода элемента И 4, диаграмма 11 потенциал выхода элемента И 5. Устройство работает следующим образом, В исходное состояние устройство устанавливается положительным импульсом R, При этом в состояние логи ческий О устанавливаются триггеры 10, 11 и счетчик 13, Потенциалами выходов триггеров 10, 11 на выхо дах элементов В и 9 устанавливается логический О. При вращении вала на выходах датчиков 1, 2, 3 после8довательно появляются сигналы логической . На состояние элементов устройства оказывают влияние только сигналы датчиков 1 или 3, так как прохождение сигнала датчика 2 блокировано потенциалом логического О выхода триггера 10. При вращении вала в положительном направлении перед сигналом датчика 2 появляется сигнал датчика 1, при вращении в отрицательном направлении перед сигналом датчика 2 появляется сигнаш датчика 3. Предположим, что вращение вала проходит в положительном направлении. Сигнал датчика 1 устанавливает триггер 6 в состояние логической 1 на прямом выходе и логического О на инверсном выходе. При этом разрешается прохождение сиг нала от элемента 9 к счетчику 13 через элемент 4 и запрещается прохождение этого сигнала через элемент 5, так как потенциал логического О инверсного выхода триггера 6 устанавливает потенциал логического О на выходе элемента 5. Через элемент 7 сигнал датчика 1 или 3 устанавливает триггеры 10 и 11 соответственно в логическую 1 и логический О, Потенциал выхода триггера 10 разрещает прохождение сигнала датчика 2 к триггеру 11 и элементу 12 задержки, а также сигнала от триггера 11 к элементам 4 и 5. В таком состоянии устройство удерживается до появления сигнала датчика 2. Сигнал датчика 2 проходит через элемент 8 на вход элемента 12 задержки, а также устанавливает триггер 11 в состояние логической 1. При этом на ВЫХОДЕ элемента 9 появляется сигнал логической 1. Через время, определяемое временем задержки элемента 12, на выходе С триггера 10 появляется задержанный сигнал датчика 2, прошедший через элемент 8. Этим сигналом триггер 10 устанавливается в состояние логического О. Низким потенциалом выхода этого триггера блокируется дальнейшее прохождение сигналов датчика 2 через элемент 8 и прохождение сигнала триггера 11 через элемент 9. Таким образом, на выходе элемента 9 образуется одиночный импульс длительностью, определяемой временем задержки элемента 12, задержкой распространения сигнала через триггер 10. Этот одиночный импульс проходит

через элемент 4 и изменяет содержимое счетчика 13 на +1. Сигнал датчика 3 устанавливает триггер 6 в состояние логического О, а также проходит через элемент 7 и устанавливает триггеры 10 и 11 соответственIIIII

гического О. Так как на выходе тригера 11 появляется сигнал логического О, то на выходе элемента 9 сигнала нет, т.е. генератор одиночного импульса импульс не вырабатывает. При вращении вала в обратную сторону устройство работает аналогично, за исключением того, что перед -сигналом датчика 2 появляется сигнал датчика 3, который устанавливает триггер 6 в состояние логического о на прямом выходе и логической 1 на инверсном выходе, вследствие чего одиночный импульс элемента 9

проходит через элемент 5 и изменяет содержимое счетчика 13 на -1, а через элемент 4 не проходит. После сигнала датчика 2 появляется сигнал датчика 3, который устанавливает триггер 6 в состояние логической 1 на прямом выходе. Ошибки из-за дробления сигналов датчиков исключены, так как сигнал на выходах логического дискриминатора (выходах элементов 4 и 5) появляется лишь в том случае, если входы логического дискриминатора (входы элементов 7 и вход элемента 8, соединенный с выходом датчика 2) действуют пары сигналов датчика 1 и датчика,2 или датчика 3 и датчика 2, причем при прохождении каждой пары входных сигналов возможно появление на одном из выходов логического дискриминатора лишь одиночного импульса .

УСТРОЙСТбО КОНТРОЛЯ НАПРАВЛЕНИЯ ВРАЩЕНИЯ И УГЛА ПОВОРОТА, содержащее три датчика частоты вращения, связанные через блок преобразования с реверсивным счетчиком, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности устройства, блок преобразования содержит элемент ИЛИ, четыре элемента И, RS-триггер, два D-триггера и элемент задержки, причем выходы первого и третьего датчиков частоты вращения подключены со- ответственно к S- и R-входам RSтриггера и объединены на элементе ИЛИ, выход которого соединен с так;товым входом второго D-триггера и S-входом первого D-триггера, прямой ,и инверсный выходы RS-триггера через первый и второй элементы И подключены к суммирующему и вычитающему входам реверсивного счетчика соответственно,- вторые входы первого и второго элементов И объединены и подключены к выходу третьего элемента И, первый вход которого подключен к выходу второго D-триггера, второй вХодк выходу первого D-триггера, первый вход четвертого элемента И соединен с выходом второго датчика частоты вращения, второй вход - с выходом первого D-триггера, выход -. с S-входом второго D-триггера и через элемент задержки с тактовым входом первого D-триггера, D-входы D-триггеров имеют потенциал логического нуля, а Н-входы реверсивного счетчика и Dтриггеров объединены на R-входе устройства.

фиг.1