Устройство для автоматического измерения погрешности фазовращателя Советский патент 1987 года по МПК H03M1/10 

1

12955

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к средствам aвtoмaтичecкoгo определения погрешностей преобразователей угла поворота зала, в код.

Целью изобретения является повышение точности устройства.

На фиг. 1 приведена схема устройства для автоматического измерения погрешности фазовращателя; на фиг.2 схема блока привода; на фиг. 3 - пример выполнения блока формирования эталонного кода на фиг. 4 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство содержит блок 1 привода реле 2 с обмоткой 2-1 и переклю- чающими контактами 2-2 компараторы

з и 4, элемент ИСЮ1ЮЧАЩЕЕ ШШ 5, тактируемый триггер 6, элементы И-НЕ 7-10, счетчик 11, дешифратор 12 счетчик 13, счетный триггер 14, формирователь 15 импульсов, тактируемый триггер 16, блок 17 формирования эталонного кода, регистр 18, реверсивный счетчик 19, сумматор 20, тактируемый триггер 21 и генератор 22 импульсов. Кроме того, на фиг, 1 показан контролируемый фазовращатель 2

Блок 1 привода содержит привод 24 электромеханическую шкапу 25, демодулятор 26, нуль-орган 27, элемент 28 задержки, триггер 29, элемент И 30, пусковой контакт 31 и триггер 32.

Блок 17 формирования эталонного кода вьшолнен в виде постоянного запоминающего устройства 33 и счетчика 34.

На фиг. 4 приведены: 35 - выход- ные сигналы элемента ИСК11ЮЧАКЩЕЕ ИЛИ 5, 36 - выходные сигналы второго элемента 8, 37 - выходные сигналы четвертого элемента И-НЕ 10; 38 - выходные сигналы третьего эле- мента И-НЕ 9, 39 - выходные сигналы дешифратора 12, 40 - выходные сигналы формирователя 15 импульсов.

Устройство для автоматического измерения погрешности фазовращателя работает следующим образом.

Блок 1 привода необходим для остановки вала фазовращателя 23 в расчетных угловых координатах, фикси- руемых электромеханической шкалой 25 выходной которой модулируется по угловой координате. Включается блок 1 либо замыканием контакта 31,

152

либо фсфмированием на входе блока 1 импульса отрицательной полярности. В этих случаях на выходе элемента И 30 формируется импульс отрицательной полярности, по которому на выходах триггеров 29 и 32 формируются (сигналы высокого и низкого уровней соответственно. После этого привод 24 обеспечивает синхронное вращение вала фазовращателя 23 и ротора электромеханической шкалы 25.

Как только угловая координата вала электромеханической шкапы 25 сравняется с расчетньм значением, выход-ч ной сигнал демодулятора 26 меняет свою полярность, вследствие чего нуль-орган 27 формирует импульс отрицательной полярности. По .импульсу с выхода нуль-органа 27 ни выходе триггера 29 формируется сигнал низкого уровня и через время, определяе- iMoe элементом 28 задержки, на выходе триггера 32 формируется сигнал высокого уровня. Сигнал низкого уровня, сформированный на выходе триггера 29, останавливает привод 24, а сигнал высокого уровня, сформированный на выходе триггера 32, является выходным сигналом блока 1. Время, оп- .ределяемое элементом 28 задержки, превосходит время, необходимое приводу 24 для полной остановки.

Блок 17 формирования эталонного кода необходим для генерации последовательности расчетных дополнительных кодов фазы при изменении угловой координаты вала фазовращателя 23.При изменениях сигнала на счетном входе счетчика 34 (вход блока 17 формирования эталонного кода) с низкого уровня на высокий на его выходах формируется последовательность адресов, по которой постоянное запоминающее устройство 33 формирует на своих выходах (выходах блока 17 формирования эталонного кода) последовательность расчетных дополнительных кодов фазы, причем каждой расчетной угловой координате вала фазовращателя 23 соответствует определенный расчетный дополнительный код фазы, сформированньш на выходах блока 17 формирования эталбнного кода.

Перед началом работы все счетчики и триггеры обнулены, а вал фазовращателя 23 устанавливается относительно вала электромеханической шкалы 25 в такое положение, при котором

31

нулевому сдвигу фазы фазовращателя 23 соответствует минимальное выходное напряжение электромеханической шкалы 25, при котором выходной сигнал демодулятора 26 меняет полярност При замыкании контакта 31 на входе элемента И 30 формируется импульс отрицательной полярности, после чего блок 1 привода обеспечивает вращение вала фазовращателя 23. Начиная с этого момента устройство работает автоматически.

Первичное и вторичное напряжения фазовращателя 23 через замкнутые контакты реле 2 поступают на входы компараторов 3 и 4, на выходах которых фор№1руются сигналы высокого и низкого уровней при положительной, и отрицательной полярностях входных напряжений соответственно. На выходе элемента ИСКЛЮЧАЩЕЕ ИЛИ 5 формируются сигналы высокого уровня только при различных уровнях выходных сиг- налов компараторов 3 и 4. Дпитель- ность сигнала высокого уровня на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5 про- .порциональна сдвигу фазы вторичного напряжения фазовращателя 23 относительно первичного. Кроме того, дли- :тельность сигнала высокого уровня на I выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5 iзависит от величины, определяемой неравенством времени переключения компараторов 3 и 4 (фиг. 4). ,

Как только угловая координата ва- ла фазовращателя 23 сравняется с расчетным значением, предусмотренным блоком привода, он останавливается. После этого на вход данных триггера 6 поступает сигнал высокого уровня, вследствие чего на его выходе также формируется сигнал высокого уровня при изменении сигнала на выходе элемента ИСКЛЮЧАЩЕЕ ИЛИ 5 с высокого .

уровня на низкий.

При изменении сигнала на выходе триггера 6 с низкого уровня на высокий реверсивный счетчик 19, обнуля- ясь, подготавливается К работе, а на выходах блока 17 формирования эталонного кода генерируется расчетный дополнительный код фазы в первой расчетной угловой координате. Сигнал высокого уровня, сформированный на выходе триггера 6, подготавливает к работе элементы И-НЕ 7 и 8, причем, на четвертом входе элемента И-НЕ 7 и на втором входе элемента И-НЕ 8

5 0

5

0

0

5

0 5

15.. 4

дешифратором 12 заранее сформирован сигнал высокого уровня. Начиная с этого момента, выходные сигналы генератора 22 импульсов периодически суммируются реверсивным счетчиком 19.

Счет импульсов реверсивным счетчиком 19 осуществляется по изменениям сигналов на счетных входах с низкого уровня на высокий. Дпя обеспечения высокой точности измерений каждое изменение выходного сигнала элемента И-НЕ 7 с низкого уровня на высокий должно быть обусловлено изменением уровня выходного сигнала генератора 22 импульсов. Если на выходе элемента ИСЮПОЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5 изменение сигнала с высокого уровня на низкий происходит при высоком уровне выходного сигнала генератора 22 импульсов, то на выходе первого элемента И-НЕ 7 последнее в пачке импульсов изменение сигнала с низкого уровня на высокий обусловлено изменением уровня выходного сигнала элемента ИСКЛЮЧАЩЕЕ ИЛИ 5, а не генератора 22 импульсов. В этом случае на входе данных и на входе начальной установки триггера 21 генератором 22 импульсов сформирован сигнал высокого уровня, подготавливающий второй тактируемый триггер 21 к срабатыванию, которое происходит при изменении сигнала на выходе элемента И-НЕ 8 с низкого уровня на высокий. При этом на инверсном выходе триггера 21 формируется сигнал низкого уровня. После изменения генератором 22 импульсов сигнала на входе начальной установки триггера 21 с высокого уровня на низкий на инверсном выходе триггера 21 происходит изменение сигнала с низкого уровня на высокий. Это изменение уровня сигнала, поступая на вход вычитания реверсивного счетчика 19, компенсирует лишний, неинформационный импульс, поступивший на вход суммирования реверсивного счетчика 19 с выхода элемента И-НЕ 7.

Количество пачек импульсов, поступивших на вход суммирования реверсивного счетчика 19, подсчитывается счетчиком 11. На выходе элемента И-НЕ 8 формируется количество импульсов отрицательной полярности, численно равное коэффициенту пересчета счетчика 11. После этого на четвертом входе элемента И-НЕ 7 и на втором входе элемента И-НЕ 8 дешифратором

12 формируются сигналы низкого уров- ня, вследствие этого на выходах первого и второго элементов И-НЕ 7 и 8 удерживаются сформированными сигналы высокого уровня. Таким образом, про- цесс измерения фазового сдвига в первой расчетной угловой координате вала фазовращателя 23 прерывается. При изменении сигнала на выходе дешифратора 12 с высокого уровня на низ- кий срабатывает счетный триггер 14, формируя на своем выходе сигнал высокого уровня. Этот сигнал, зачитывая обмотку реле 2, обеспечивает переключение контактов реле 2,

Положение контактов 2-2 реле 2 определяет, на вход какого из двух компараторов 3 или 4 поступает первичное напряжение фазовращателя 23. Например, до переключения контактов 2-2 реле 2 на вход первого компаратора 3 поступает первичное напряжение фазовращателей 23, а на вход компаратора 4 - вторичное, а после переключения контактов 2-2 реле 2 на вход компаратора 3 поступает вторичное напряжение фазовращателя 23, а на вход компаратора 4 - первичное. Погрешность преобразования фаза - временной интервал, вызванная неравенством времени переключения компараторов 3 и 4 после переключения контактов 2-2 реле 2, оставаясь неизменной по абсолютному значению, меняет знак.

Через время, превышающее время срабатывания реле 2, формирователь 15 импульсов генерирует на своем выходе импульс отрицательной полярнос- )ТИ, после чего на выходе триггера 16 формируется сигнал высокого уровня (фиг. 4). На выходе элемента И-НЕ 9 формируется один импульс отрицательной полярности, так как первое изменение сигнала на его выходе с низкого уровня на высокий обеспечивает срабатывание триггера 16 так, что на втором входе элемента И-НЕ 9 формируется сигнал низкого уровня. Им

45 выхода сумматора 20 переписывается в регистр 18, После этого реверсивный счетчик 19 обнуляется. Форьшро- ватель 15 импульсов генерирует импульс отрицатепьной полярности.

пульс отрицательной псшярности, сфор- 50 всл едствие чего второй счетчик 11 мированный элементом И-НЕ 9, инверти- также обнуляется, подготавливая де- руется элементом И-НЕ 10 (фиг. 4). Импульс положительной полярности, сформированный элементом И-НЕ 10, отрицательным фронтом обнуляет счет- 55 чик 11. Как только счетчик 11 обну- лился, на выходе дешифратора 12 фор

шифратор 12 к измерению погрешности фазовращателя 23 во второй расчетной угловой координате.

Погрешности фазовращателя 23 в других расчетш51Х угловых координатах измеряются аналогично. Процесс измерения погрешности фазовращателя замируется сигнал высокого уровня. .После формирования дешифратором 12

на четвертом входе элемента И-НЕ 7 и на втором входе элемента И-НЕ 8 сигналов высокого уровня процесс измерения фазового сдвига в первой расчетной угловой координате вала фазовращателя 23 возобновляется. Сум матор 20 сравнивает код на выходе реверсивного счетчика 19 f. эталонным дополнительным кодом фазового сдвига в первой расчетной угловой координате вала фазовращателя 23. На выходах сумматора 20 последовательно формируется код погрешности фазовращателя 23 в первой расчетной угловой координате.

При любом папожении контактов реле 2 на выходе первого элемента И-НЕ 7 формируется количество пачек импульсов, равное коэ ффициенту пересчета счетчика 11. Количество переключений контактов реле 2 подсчитывается счетчиком,, 13, коэффициент пересчета которого четное число. Счет переключений контактов 2-2 реле 2

счетчиком 13 осуществляется по изменениям сигнала на выходе дешифратора 12 с высокого уровня на низкий. При заполнении счетчика 13 на его выходе переноса формируется импульс

отрицательной полярности, поступающий на вход блока 1 привода.и на вход начальной установки триггера 6. На выходе приводного приспособления формируется сигнал низкого уровня,

а вал фазовращателя 23 приводится

во вращательное движение. Одновременно на выходе триггера 6 формируется сигнал низкого уровня, останавливающий процесс измерения фазового сдвига в первой расчетной угловой координате вала фазовращателя 23. При изменении сигнала на выходе триггера 6 с высокого уровня на низкий код погрешности фазовращателя 23 с

выхода сумматора 20 переписывается в регистр 18, После этого реверсивный счетчик 19 обнуляется. Форьшро- ватель 15 импульсов генерирует импульс отрицатепьной полярности.

всл едствие чего второй счетчик 11 также обнуляется, подготавливая де-

всл едствие чего второй счетчик 11 также обнуляется, подготавливая де-

шифратор 12 к измерению погрешности фазовращателя 23 во второй расчетной угловой координате.

всл едствие чего второй счетчик 11 также обнуляется, подготавливая де-

Погрешности фазовращателя 23 в других расчетш51Х угловых координатах измеряются аналогично. Процесс измерения погрешности фазовращателя заканчивается за один оборот вала фазовращателя 23.

Формула изобретения

1, Устройство для автоматического

измерения погрешности фазовращателя, содержащее блок привода, вал которого является кинематическим входом устройства, первый и второй компара- торы, выходы которых подключены к входам элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ШБ , выход которого соединен с тактовым входом первого тактируемого триггера, вход данных которого подключен

к выходу блока привода, выход первого тактируемого триггера подключен к первому входу первого элемента И-КЕ, выход которого соединен с входом суммирования реверсивного счетчика, выходы которого подключены к первой группе входов сумматора, к второй группе входов которого подключены выходы блока формирования эталонного кода, выходы сумматора соединены с разрядными входами регистра, выходы которого являются выходами устройства, генератор импульсов, выход которого подключен к второму входу первого элемента И-НЕ и к входу данных второго тактируемого триггера, первый счетчик, отличающееся тем, что, с целью повышения точности устройства, в него введены реле, второй, третий и четвертый элементы И-НЕ, второй счетчик, дешифратор, формирователь импульсов, третий тактируемый триггер, счетный триггер, выход которого соединен с входами обмотки реле, выводы подвижных эле- мнтов переключающих контактов реле которого являются электрическими входами устройства, вывод размыкающегося элемента первого переключающего контакта реле и вывод замыкающегося элемента второго переключающего контакта реле подключены к входу первог компаратора, вывод замыкающегося элемента первого переключающего контак- та,вывод размыкающегося элемента вто рого. переключающего контакта реле Jtoдключeны к входу второго компаратора, выход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединен с третьим входом первого . элемента И-НЕ и с первыми входами второго и третьего элементов И-НЕ, выходы второго и третьего элементов

О

5

5

0 О 5 0 5 0 5

И-НК подключены к входам че гверт()1 о элемента И-НЕ, выход которого соединен со счетным входом второго счетчика, выходы которого подключены к входам дешифратора, выход которого соединен с четвертым входом первого элемента И-НЕ, с вторым входом второго элемента И-НЕ, со счетными входами первого счетчика и счетного триггера, с входом формирователя импульсов, выход которого подключен к установочному входу третьего тактируемого триггера, выход которого соединен с вторым входом третьего элемента И-НЕ, выход которого подключен к тактовому выходу третьего тактируемого триггера, выход переноса первого счетчика соединен с входом блока привода и с входом начальной установки первого тактируемого триггера, выход которого подключен к тактовым входам блока формирования эталонного кода и регистра, к входу начальной установки реверсивного счетчика и третьему входу второго элемента И-НЕ, выход которого соединен с тактовым входом второго тактируемого триггера, инверсный выход которого подключен к входу вычитания реверсивного счетчика, выход генератора импульсов соединен с входом начальной установки второго тактируемого триггера.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок привода содержит привод, электромеханическую шкалу, демодулятор, нуль- орган, первый и второй триггеры, элемент задержки, пусковой контакт и элемент И, первый вход которого является входом блока, второй вход подключен к пусковому контакту, а iвыход соединен с первыми входами .первого и второго триггеров, вал привода является кинематическим входом блока и соединен с валом электромеханической шкалы, выход которой подключен через последовательно ,iсоединенные демодулятор и нуль-орган к второму входу первого триггера и к ВХОДУ элемента задержки, выход которого соединен с вторым входом второго триггера, выход которого является выходом блока, выход первого триггера соединен с входом привода.

9u.2

Редактор О.Юрковецкая

u.4

Составитель А.Сидоренко

Техред В.КадарКорректор И,Муска

627/61

Тираж 902Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

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

Кзобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к средствам автоматического определения погрешностей преобразователей угла поворота вала в код. Целью изобретения является повышение точндсти устройства. Для этого в устройство, содержащее блок 1.привода, компараторы 3, 4, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5, тактируемые триггеры 6, 21, элемент И-НЕ 7, реверсивный счетчик 19, сумматор 20, блок 17 / формирования эталонного кода, регистр 18, генератор 22 импульсов, счетчик 13, введены реле 2, элементы И-НЕ 8- 10, счетчик 11, дешифратор 12, формирователь 15 импульсов, тактируемый триггер 16, счетный триггер 14, Поставленная цель достигается за счет определения фазы фазовращателя 23 при многократном измерении при одном и том же угле поворота вала фазовращателя 23 и за счет того, что выходы фа,зовращателя 23 в устройстве периодически переключаются, меняясь местами, что обеспечивает исключение погрешностей входных компараторов 3 и 4. 1 з.п. ф-лы, 4 ил. а S (Л 18 ь к ;о СП 01 сд