Преобразователь угла поворота вала в код с линеаризованной выходной характеристикой Советский патент 1986 года по МПК H03M1/60 

Изобретение относится к вычислительной технике и автоматике, в частности к устройствам цифровой коррекции, и может быть использовано в цифровых системах автоматического управления для контроля числа оборотов вращающихся валов любых машин. Целью изобретения является расши рение диапазона измеряемых углов преобразователя. На фиг.1 приведена функциональная схема преобразователя угла поворота вала в код с линеаризованной выходной характеристикой; на фиг.2 графики, пояснякшще работу преобразователя, на фиг.З - схема одного из вариантов дешифратора. Преобразователь угла поворота вала в код с линеаризованной выходной характеристикой содержит датчик 1, элемент И 2, триггер 3, генератор 4 тактовых импульсов, реле 5 времени, счетчик 6 импульсов, сдвиговый регистр 7, элемент ИЛИ 8, детфратор 9, 1соторый вьтолнен в виде элементов И 10 (фиг.З). Преобразователь угла поворота вала в код работает следукицим образом. Импульс с выхода генератора 4 пе реводит триггер 3 в единичное состояние и воздействует на управляемое реле 5 времени. В результате зтого через элемент И 2 импульсы с выхода датчика 1 с определенной час тотой f начинают поступать на суммирующий вход счетчика 6 импульсов Реле 5 времени через время Т (фиг.2и) формирует импульс на выходе, возвращающий триггер 3 в нулевое состояние. Этот же импульс подает команду на считывание информации в счетчике 6 импульсов и на его сброс (обнуление) в исходное состояние. Одновременно в исходное сос тояние этим же импульсом приводится регистр 7, т.е. подготавливается к работе первый разряд регистра 7 (записывается в нем единица). Полу ченная на выходе -счетчика 6 импуль сов информация подается на выход преобразователя и с него на д -1льней шую обработку. Количество (N) импульсов, посту пившее на счетчик 6, N f-Т„,где f - частота импульсов на выходе да чика 1 в момент прихода тактового 712 импульса, соответствующая определен , ному углу поворота вала tp. Предлагаемое устройсгво работает аналогично до начала нелинейности (точка (f|.,tp,) линеаризованной характеристики (фиг,2а), при этом полученные в счетчике 6 количества импульсов N,, N, и N (фиг.22) (до начала нелинейности) будут пропорциональны углу поворота вала. В дешифраторе 9 предзгсмотрено К-выходов 9,,94,...,9te (по числу точек перегиба линеаризованной характеристики датчика 1)., на одном из которых появляется импульс-метка при достижении в счетчике 6 количества текущих импульсов N-t одного из значений N, N,..., N, соответственно (фиг.2г). Эти значения количеств на импульсов N, N,...,, N в счет чике.6 соответствуют граничным частотам точек перегиба линеаризованной характеристики (f, ,(f,), (fsjtfj) ..., (f к Чк). На фиг.З П1 едставлена схема варианта дешифр,атора 9 при NA 7, N 11 . Таким образом, в момент достижения частоты f значения f, (первая точка перегиба линеаризованной характеристики датчика 1) и заполне,ния счетчика 6 текущими импульсами до числа N,, на выходе 9jf дешифратора 9 появится импульс-метка, которая через элемент ИЛИ 8 подается на информационный вход регистра 7. Так как регистр 7 был до этого переведен импульсом Сброс с выхода реле 5 времени в исходное состояние, т.е. подготовлен к работе первый разряд регистра 7, то сигнал с выхода элемента ШШ 8 осуществляет перезапись единицы во второй разряд,подготавливая его к работе, и одновременно с выхода 7, регистра 7 выдается сигнал на первый уг:равляющий вход 5,. реле 5 времени, в результате чего оно формирует выходной импульс через время Т, посше прихода на его первый вход тактового импульса с генератора 4. Причем Т, Т + дТ, , где йТ, const от точки: перегиба (f,,qp,) до следующей точки перегиба (f,t()2 (фиг. 2а, & , fe ). Импульсом с выхода реле 5 времени осуществляется считывание информации со счетчика 6 импульсов, его сброс в исходное состояние (обнуление), а

31

также приведение в исходное состояние регистра 7.

При этом количество импульсов, поступивших на счетчик 6 при частоте f,4 f 6fj, будет N fT, f(To + + дТ, ) f TO+ f AT, N + AN,., где N - количество импульсов, которое поступило бы на счетчик 6 без коррек ции (фиг.2г). iN, N - N - число импульсов коррекции реальной характеристики (поправка).

Преобразователь работает аналогично до второй точки перегиба линеаризованной характеристики (точка (f,i,E момент достижения частоты f значения f(вторая точка перегиба линеаризованной характеристики) и заполнения счетчика 6 импульсами до числа, равного N на выходе 9 дешифратора 9 появится импульс-метка, которая через элемент ИЛИ 8 подается на информационный вход регистра 7 Так как в регистре 7 был подготовлен к работе второй разряд (записана в нем единица) импульс-меткой с выхода 9, дешифратора 9, то импульсметка с выхода 9 осуществляет перезапись единицы в третий разряд, подготавливая его к работе, и одновременно с выхода 7J, регистра 7 ввдается сигнал на второй управляющий вход 5 реле 5 времени, в результате чего оно перестраивается и формирует выходной импульс не через время Т, , на которое оно было настроено до этого сигналом с выхода 7( регистра 7, а через время Т после прихода на его первый вход тактового импульса. Причем Т TOV+ ATj, где ATj. , const от точки перегиба (f, ,( ) до следующей точки перегиба (f ,q.j) (фиг,. 2о,В , В ) и АТ Л Т, .

Импульсом с выхода реле 5 времени осуществляется считывание информации со счетчика 6 импульсов, .его сброс в исходное состояние (обнуление) а также приведение в исходное регистра 7. При этом количество импульсов, поступивших на счетчик при частотах f 2 и f f, , равно NP fiTj f (TO + &Tj) N + ANj, К -количество им757714

пульсов, которое поступило бы на счетчик 6 без коррекции (фиг. 2) ,A.N N - N - число импульсов коррек-i ции реа1й ной характеристики. . . 5 Преобразователь работает аналогич-. но до третьей точки перегиба линеаризованной характеристики (точка (f, i

ЧР

Далее при частотах , f ,.. .,

О f работа преобразователя аналогична ранее описанной.

Таким образом, реальная характеристика выравнивается и корректированная характеристика датчика 1 прнк5 тически совпадает с линейной теоретической характеристикой, что обуславливает существенное уменьшение мультипликативной погрешности датчика 1 и расширение диапазона его работы с

20 высокой точностью преобразования информации .

Формула изобретения

Преобразователь угла поворота вала в код с линеаризованной выходной характеристикой, содержащий датчик, выход которого соединен с первым входом элемента И, выход последнего соединен со счетным входом счетчика импульсов, выход которого является выходом преобразователя, генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с первым входом триггера, а

через реле времени - с входом сброса счетчика импульсов и вторым входом триггера, выход которого соединен с вторым входом элемента И, о т л ичающийся тем, что, с целью

расширения диапазона измеряемого угла преобразователя, в него введен дешифратор, элемент ИЛИ и сдвиговый регистр реле времени выполнено управляемым, выход счетчика импульсов соединен через последовательно соединенные дешифратор и элемент ШШ с информационным входом сдвигового регистра, выходы которого соединены с управляющими входами реле времени,

вьгход которого соединен с входом сброса сдвигового регистра.

Изобретение относится к области вычислительной техники и автоматики, в частности к устройствам цифровой коррекции. Может быть использовано в цифровых системах автоматического управления для контроля частоты и оборотов вращающихся валов любых машин. Целью изобретения является расширение диапазона работы преобразователя. Он содержит датчик, реле времени, счетчик импульсов, триггер, элемент И, тактовый генератор. Для достижения цели введены элементы ИЛИ, сдвиговый регистр , дешифратор. Диапазон работы преобразователя расширяется за счет ступенчатого увеличения интервала накопления информации в счетчике S импульсов на нелинейном участке выходной характеристики датчика. 3 ил. (Л

t разряд 2разряд 3разряд paspfid

/УА 7

W

Л/ //

W

фиг. 3