Преобразователь угла поворота вала в код Советский патент 1987 года по МПК H03M1/50 

1 1

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для связи аналоговых источников информации систем управления с управляющей цифровой вычислительной машиной.

Цель изобретения - повышение точности преобразователя угла поворота вала и расширение диапазона измеряемых углов.

На фиг,1 приведена блок-схема преобразователя угла поворота вала в код; на фиг.2 - временная диаграмма его работы; на фиг.З - временная диаграмма работы генератора импуль

сов; на (uir,4 - блок-схема распределителя импульсов.

Преобразователь угла поворота вала в код содержит фазовращатетель 1, шину 2 опроса, шину 3 сброса, формирователи 4 и 5 импульсов, генератор 6 импульсов с выходами 7-10, распределитель 11 импульсов с выходами 12-14, триггер 15, распределитель 16 импульсов с выходами 17-19, триггер 20, эле1 {енты И 21-24, элемент ИЛИ 25, элемент НЕ 26, счетчик 27, реверсивный счетчик 28, регистр 29, Каждый из распределителей 11 и 16 импульсов содержит элементы И 30-32, элемент ШШ 33, триггеры 34 и 35.

Преобразователь работает следующим образом.

В начале работы на шину 3 сброса поступает сигнал Начальный сброс, по которому триггеры 15 и 20 устанавливаются в нулевое состояние. На фазовращатель 1 подается синусоидальное напрялсение. С фазовращателя 1 снимается опорное напрялшние, поступающее на блок 4, формирующий страт- сигнал, и напряжение, поступающее на блок 5, формирующий стоп-сигнал (фиг.1).

Формирователи 4 и 5 импульсов вырабатывают страт- и стоп-сигналы при прохождении фазы подаваемого на них синусоидального напряжения через нуль. Временной интервал, ограниченный страт- и стоп-сигналами, пропорционален сдвигу фаз между опорным напряжением и напряжением фазовращателя. Преобразователь обеспечивает преобразование последовательности временных интервалов в двоичный код . (точный отсчет) и подсчет пройденных полюсных делений (грубый отсчет). О прохождении полюса cв щeтeльcтвyeт

изменение максимального значения временного интервала на минимальное значение или изменение минимального значения временного интервала на максимальное значение.

Максимальному значению временного интервала соответствует временной интрвал между соседними старт-сиг- нгшами.

Для преобразования временных интервалов в код используется метод последовательного счета, при котором преобразуемый временной интервал, ограниченный старт- и стоп-сигналами, заполняется импульсами от генератора 6 импульсов.

0

5

0

По старт-сигналу распределитель 11 импульсов формирует три управляющих импульса.

Импульс на выходе 12 устанавливает триггер 15 в единичное состояние, разрешая прохождение через элемент И 21 последовательности однотактных импульсов с выхода 7 на счетный вход счетчика 27 точного отсчета. Импульс на выходе 14 устанавливает триггер 20 в нулевое состояние (фиг.2). По лю- . бону прошедшему стоп-сигналу распределитель 11 импульсов формирует три управляющих импульса: импульс на выходе 18 устанавливает триггер 15 в нулевое состояние, импульс на выходе 17 устанавливает триеггер 20 в еди- 5 ничное состояние, импульс на выходе 19 организует запись содержимого счетчика 27 в соответствующие младшие; разряды, а содержимое реверсивного счетчика 28 - в соответствующие старшие разряды регистра 29 (фиг,2).

Появление подряд двух старт-сигналов на выходе формирователя 4 импульсов соответствует изменению мак- си,ального значения временного интервала на минимальное значение (прохождение полюса в сторону увеличения угла), а появление подряд двух стоп- сигналов на выходе формирователя 5 импульсов соответствует-изменению минимального значения временного интервала на максимальное значение (прохождение полюса в сторону уменьшения угла), Преобразователь определяет парные сигналы и формирует на их основе импульс, поступающий на вход сложения- или вычитания реверсивного счетчика 28 грубого отсчета, причем импульс на суммирующем входе

0

5

0

5

счетчика 28 формируется при появлении на выходе блока 4 подряд двух старт-сигналов, а импульс на вычитающем входе счетчика 28 - при появлении на выходе блока 5 двух стоп- сигналов. В результате накапливания этих импульсов формируется код грубого отсчета (фиг.2).

При необходимости в информации о величине угла на шину 2 опроса по- ступает сигнал, по которому код последней измеренной угловой величины вводится в ЦВМ. Во время опроса запись содержимого счетчика 27 и реверсивного счетчика 28 в регистр 29 запрещается.

Распределитель 11(16) импульсов работает следующим образом.

На шину 3 поступает сигнал Начальный сброс, по которому триггер 35 устанавливается в нулевое состояние. По переднему фронту старт-сигнала, стоп-сигнала триггер 35 устанавливается в единичное состояние. Триггер 34 отслеживает состояние триггера 35 с помощью, последовательности тактовых импульсов F , (F), поступающих на счетный вход триггера 34 (фиг.З). При установке триггера 3 в единичное состояние формируется следующая последовательность импульсов на выходах блока 11(16) (фиг.2) импульс установки триггера 15(20) в единичное состояние - выход 12(17), импульс анализа состояния триггера 15(20) - выход 13(18), импульс установки триггера 20(15) в нулевое состояние - выход 14(19) (фиг.4).

Таким образом, введение грубого отсчета в предложенном преобразова- теле по сравнению с известным позволяет повысить точность преобразователя и расширить диапазон измеряемых углов при использовании в качестве датчика многополюсного фазовращателя

Формула изобретения

1. Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий фазовращатель первый выход которого подключен к входу первого формирователя импульсов, второй формирователь импульсов первый триггер, выход которого подключен к первому входу первого эле- мента И, выход которого подключен к информационному входу счетчика, выход которого подключен к первому информационному входу регистра, генератор импульсов, первый выход которого подключен к второму входу первого элемента И, второй элемент И, выход которого подключен к первому управляющему входу регистра, шину опроса , отличающийся тем, что, с целью повышения точности в работе и расширения диапазона измеряемых углов, в него введены шина сброса, первый и второй распределители импульсов, второй, триггер, третий и четвертый элементы И, элемент ИЛИ, элемент НЕ и реверсивный счетчик, генератор импульсов выполнен четырех фазным, а фазовращатель выполнен многополюсным, первый, второй, третий и четвертый выходы генератора импульсов подключены соответственно к первому, второму, третьему и четвертому управляющим входам второго распределителя импульсов, а также соответственно к третьему, четвертому, первом и второму входам первого распределителя импульсов, выходы первого и второго формирователей импульсов подключены к информационным входам соответственно второго и первого распределителей импульсов, второй выход фазовращателя подключен к входу второго формирователя импульсов, шина опроса подключена к второму управляющему входу регистра и через элемент НЕ - к первому входу второго элемента И, первый выход второго распределителя импульсов подключен к S-входу второго триггера и первому входу элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу сброса счетчика, второй выход второго распределителя импульсов подключен к первому R-BXO- ду первого триггера, третий выход второго распределителя импульсов подключен к второму входу второго элемента И и первому входу третьего элемента И, выход которого подключен к второму входу элемента ИЛИ и вычитающему входу реверсивного счетчика, выход которого подключен к второму информационному входу регистра, первый выход первого распределителя импульсов подключен к S-входу первого триггера, выход которого подключен к первому входу четвертого элемента И, выход которого подключен к третьему входу элемента ИЛИ и суммирующему входу реверсивного счетчика, второй выход первого распределителя импульсов подключен к втором входу четвертого элемента И, третий выход перв ого распределителя импульсов подключен к первому R-входу второго триггера, выход которого подключен к второму входу третьего элемента И,

шина сброса подключена к входам сбро- 5 вход второго триггера является инса первого и второго распределителей импульсов, реверсивного счетчика, вторым R-входам первого и второго триггеров, четвертому входу элемента РШИ.

2. Преобразователь по п.1, отличающийся тем, что распределитель импульсов содержит шину ло- гичейкой 1, три элемента И, эле- мент ИЛИ и два триггера, счетный вхо первого триггера является первым управляющим входом распределителя импульсов, первые входы первого, второго и третьего элементов И являются соответственно вторым, третьим и

четвертым управляющими входами распределителя импульсов, первый вход элемента РШИ является входом сброса распределителя импульсов, счетный

формационным входом распределителя импульсов, выход элемента ИЛИ подключен к R-входу второго триггера, выход которого подключен к D-входу первого триггера, выход которого подключен к вторым входам первого, второго и третьего элементов И, выход второго элемента И подключен к второму входу элемента ИЛИ, шина логической 1 подключена к D-входу второго триггера, выходы третьего и первого элементов И являются соответственно первым и вторым выходами распределителя импульсов, выход первого триггера является третьим выходом распределителя импульсов.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для связи аналоговых источников информации систем управления с управляющей цифровой вычислительной техникой. С целью повышения точности и расширения диапазона измеряемых углов в преобразователь, содержащий фазовращатель 1, два формирователя 4, 5 импульсов, первый триггер 15, счетчик 27, регистр 29, первый и второй элементы И 21, 22 и генератор 6 импульсов, введены два распределителя 11, 16 импульсов, второй триггер 20, реверсивный счетчик 28, третий и четвертый элементы И 23, 24, элемент НЕ 26 и элемент ИЛИ 25, а генератор 6 импульсов выполнен че- тырехфазным. При переходе фазы выходного сигнала фазовращателя 1 через О от меньших углов к большим к содержимому реверсивного счетчика 28 добавляется 1 при переходе через О от больших углов к меньшим содержимое реверсивного счетчика 28 уменьшается на 1. Направление перехода определяется путем сравнения длительностей старт-стопных импульсов с их наибольшим и наименьшим значениями. В реверсивном счетчике 28 формируется код грубого отсчета, который является результатом подсчета количества переходов через О с учетом их направления. 1з.п. ф-лы, 4 ил. г гТг с S ю 00 ю оо 00 Риг. f

ЯЛ1Л1.. ... U1 Jl™ ... JLrLJLJU... n-.Jl™n JlJrLJL

Л ЛЛ ПrLJlJL.JlJlJb...JL Jl JUJLJl

Г1Л...

Вь1Х.л

flJlJjLJl... JlJjl Jl r.rLJ

Вых1л. -5

f2

Bbix,fj7.15

f3

itf

П..

Jl-

JL™.

17

вых.Зл. 20

19

Вых.ё л. 21

...ии.л„л

ВыхМ 22

Вых. Sn. 22

ёыхМ .л. 25--Т

.п.«„....л

JL.

ъ„

.Л. .

Фиг. 2

Фиг. J

(F)

7(9)iF) 9{7}{F,)

iO(8)(fz}

f3{f9)

f2(17}

)

Фиг.

Редактор В.Данко

Составитель В.Подолян

Техред М.Ходанич Корректор М.Максимишинец

Заказ 7286/58 Тираж 899Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам Изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

-« Ч- -- «--чв-в и -- I ,1 «« -- «-- ------ - -- - -i...-- -- --«. |...«.,« ..«..«.«.«. «««.

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4