Способ контроля преобразователя угла поворота вала в код и устройство для контроля преобразователя угла поворота вала в код Советский патент 1987 года по МПК H03M1/10 

Изобретегаш относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для контроля преобразователя угла поворота вала в код.

Цель изобрете1шя - повьшение достоверности контроля при воздействии эксплуатационных факторов.

На фиг, 1 приведены диатраммл, поясняющие способ контроля преобразователя угла поворота вала в код (а - фронт выходного сигнала и„ преоб Ь Х

разователя угла поворота вала в код, измеренного в зависимости от угла ы в нормальных условиях; S- фрагмент из ocциллoгpaм ЗJ иллюстрируюищй колебания во времет-ш t уровней U,-Ug , , приведенного на фиг . 1 а участка фронта выходного сигнала при воздействии на преобразопатель быстроменятап1егося эксплуатационтюго фактора; 6 вид реального и соответствующего ему расчетного кванта); на фиг, 2а - структурная схема устройства контроля преобразователя т/гла поворота вала в код; на фиг. 25 - време1шые диаграм Ф1, поясняющие его работу; на фиг. За структурная схема блока формирования сигналов зон неоднозначного считывания кода; на фиго 35 временные диаграммы, по- ясняюпцле работу этого блока, на 4mr, 4 - структурн.ая схема блока cy I иpoвaния,

Устройство дая контроля преобразователя ух ла поворота вала содерлсит привод 1, блок 2 регистрагдаи, блок 3 фopNIИpoвaния сигналов реальной смены кода, дешифратор 4 нулевого кванта, триггер 5, элемент И 6, генерат: ор 7 тактовык импульсов счетчик 8, де литет/ь 9 частоты, триггер 10, элемент ИСРЛЮЧАМЩЕ ШШ 11, триггер 12, блок 13 формирования сигналов зон неоднозначного с читывания кода, блок 14 су1фяфова.иия,, 15, блок 16 выщ-ггалия, элемент 17 задержки, блок 18 деления, регистр 9 и испытуемьш преобразователь 20 угла поворота вала в код, выход 2 триггера 5, вы- ход 22 элемента И 6, выход 23 блока 3 фор1 шрова11ия сигналов реальной смены кода .выход 24 триггера 10, выход 25 делителя 9 частоты, выход 26 счетчика 8, выход 27 триггера 12, выход 28 элемента ИС1Ш10ЧА1{1ЦЕЕ ШШ 11 выход 29 блока 13 форГ Шрова шя сигналов зон неоднозначного считывания кода, блок , 3 формирования сигналов

реальной смены кода вьпголнен н виде триггера 30, элементов 3 и 32 , держки, элементов И 33 и 34, одно- вибраторов 35 и 36 и элемента ИЛИ 37 и

j имеет вход 38 триггера 30, выход 39 триггера 30, выход 40 одновибраго- ра 35, выход 41 одновибратора 36, выход 42 элемента ИЛИ 37, блок 14 суммирЬвания выполнен в форми10 рователя 43 короткого импульса, регистра 44 и сумматора 45,

Угловая зона ,.ц(фиг, 1,а и ) является зоной неоднозначного считывания кода, так как все отме15 ченные в этой зоне уровни U -U вы15

ходного сигнала при колебании ei o от эксплуатахщонного воздействия могут расшифровываться в зависимости от времени , и как О, ri как 1, На- 20 пример, колебания уровня U, (фиг. 1 ,V) выходного сигнала приводят к тому, что в моменты времени он расшифровывается как О, - как 1, - как О и т,д. Из этих сообр 1л е54 °

J НИИ видно, что угловые коо-ру.щнаты

и oi-j являются граница№1 зоны неоднозначного с читы в ах-шя кода, Величк ной зтой зоны обусловлена дополнительная погрешность Eg, возникающая в образователе при быстроменяющихся эксплуатационных факторах. Эта погрешность распределена относительно угловой координаты смены значений кода в нормальных условиях и может

J5 равняться любой величине в предела х ее максимальных значений - Е

0, Э +Ед„схкс

- макс

2 9 t

В каждой i-й зоне He(D)3,HO3Ha4Horo считывания кода фиксируют значения

40 угловых координат реальных моментов смены кода, несунщх в себе погрешность. На фиг, 1 в такие моменты смены кода отмечены стрелками. Полученный в i-й зоне ряд значений угловых

45 коорданат моментов смены кода позволяет определить их ожидаемое значение в этой зоне. Разность между ожидаемым и соответствующим его расчетным значением у«гловых координат

50 смен кода является средней погрешностью преобразователя в i-й зоне.

Устройство работает следующим образом.

Привод 1, в качестве которого мо55 жет быть применен шаговый двигатель, вращает вал преобразователя 20- в соответствии с каждым тактовым сигналом с генератора 7 тактовых импульсов.

При появлении на выходе преобразователя 2 нулевой кодовой комбина.- ции, соответствующей нулевому положению вала, срабатывает дешифратор 4 и опрокидывает триггер 5 (фиг. 26, 21) выходной сигнал которого дает команду готовности к работе блоку 8 формирования сигналов реальной смены кода и открывает элемент И 6 для прохождения импульсов с генератора 7 на вход счетчика 8, который начинает счет импульсов (фиг, 2$, 22).

При вращении вала преобразователя 20 на выходе блока 3 формирования сигналов реальной смены кода форми- руются сигналы смены кода, которые из-за неоднозначности считывания информации в зонах дешифрации выходных сигналов преобразователя 20 представляют собой пачки импульсов (фиг. 2S, 23), следующие друг за другом. Каждой зоне неоднозначного считывания кода соответствует пачка импульсов. Каждая пачка импульсов, поступающая на вход триггера 10, преобразуется в соответствующие этим импульсам прямоугольные сигнапы (фиг, 2, 24), в результате чего на выходе тригге$)а 10 всякий раз с поступлением на его вход пачки импульсов формируется сигнал реального кванта младшего разряда преобразователя 20 в зоне неоднозначного считывания кода. Одновременно импульсы с элемента И 6 поступают на вход делителя 9, формирующего

сигналы (фиг, 2S, 25), соответствующие расчетным моментам смены кода, которые при поступлении на управляющий вход регистра 19 дают ему команду записать содержимое сче.тчика 8. Регистр 19 фиксирует таким образом число тактовых сигналов (фиг, 2S 26), соответствующих каждому расчетному моменту смены кода.

Триггер 12, на счетный вход ко- торого поступают сигнапы расчетных моментов смены кода с делителя 9, формирует сигнал (фиг. 28, 27), со- .ответствующий расчетному кванту младшего разряда. Этот сигнал с триг гера 12 поступает на второй вход элемента ИСКПЮЧАЩЕЕ ИЛИ 1 1, на первый вход которого с выхода триггера 10 подается сигнал (фиг, 2&, 24), соответствующий реальному кванту младшего разряда преобразователя 20, Сигнал (фиг. 2S, 28) на выходе элемента ИСКЛЮЧАКХЦЕЕ ИЛИ 11 появляется

только в случае несовпадения сигналов реального и расчетного квантов на его входе, т.е. когда реальный квант несет в себе погрешность при считывании. При появлении сигнала на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ШШ 11 он просчитывается счетчиком 15 и одновременно дает команду блоку 14 суммирования просуммировать содержимое счетчика 8, а также - команду блоку 13 формирования сигналов зон неоднозначного считывания кода сформировать передний фронт сигнала, соответствующего началу зоны неоднозначного считывания кода (фиг, 25, 29).

С появлением на выходе элемента ИСКПЮЧАЩЕЕ ИЛИ 1 1 сигнала, соответствующего последнему из пачки км- пульсов зоны неоднозначного считывания кода, счетчик 15 просчитывает все поступившие на него , блок 14 суммирования просуммирует тактовые сигналы, соответствующие каждому из этих сигналов, а на выходе блока 13 формирования сигналов зон неоднозначного считывания кода сформируется спад сигнала, соответствующего концу ионы неоднозначного считывания кода. По сигналу с выхода блока 13 формирования сигналов зон неоднозначного считывания кода блок 18 деления делит содержимое блока 14 суммирования на содержимое счетчика 15, Сигналы с выхода блока 18 деления и регистра 19 поступают на входы блока 16 вычитания, на выходе которого формируется сигнал, соответствующий средней величине погрешности с ее знаком в зоне неоднозначного считывания кода. Этот сигнал поступает на вход блока 2 регистрации, где он записывается. Одновременно сигналом с выхода блока 13 формирования сигналов зон неодноэнач ного считывания кода с задержкой, обусловленной элементом 17 задержки, блок 14 суммирования, счетчик 15 и блок 16 вычитания сбрасываются в нулевое состояние,

В этом первый цикл измерений заканчивается, очередной цикл работы наступает с началом следующей зоны неоднозначного считывания кода.

При полном обороте преобразователя 2 в блоке 2 регистрации сформируется полный массив погрешностей преобразователя 20 со своими знаками.

51

который служит для оценки его точности.

Устройство функционирует до появления очередной нулевой кодовой комбинации преобразователя 20, при по- явлении которой дешифратор 4 возвращает триггер 5 в исходное положение, элемент И 6 закрывается, а блок 3 формирования сигналов реальных смен кода отключается,

Блок 13 формирования сигналов зон неоднозначного считывания кода работает следующим образом. Импульсы (фиг. 35, 38) с выхода элемента ИС- КПЮЧАКЩЕЕ ИЛИ t1 Поступают на вход счетного триггера 30 и одновременно, на входы элементов 31 и 32 задержки, предназначенных для задержки импульсов на время переходных процессов в триггере 30. Первый импульс из пачки опрокидывает триггер 30 (фиг-„ ЗВ, 39), элемент И 33 открывается, и сигнал с элемента 31 задержки поступает на одновибратор 35, выходной сигнал (фиг. 3&, 40) которо го поступает на первый вход элемента ИЛИ 37. На выходе последнего формируется фронт сигнала зоны неоднозначного считывания кода.

Длительность сигналов, формируе- мых одновибраторами 35 и 36, выбирается несколько больщей периода следования импульсов в пачке.

При поступлении на вход триггера

30 второго импульса из пачки он возвращается в исходное состояние и синал с элемента 32 задержки через элемент И 34 проходит на однови бра- тор 36, выходной сигнал (фиг. 3S, 41), которого поступает на второй вход элемента ИЛИ 37. Аналогичным образом отрабатываются все импульсы пачки с выхода элемента ИСКПЮЧАЩЕЕ ИЛИ 11. Причем приход последнего им пульса из пачки сформирует на выходе элемента ИЛИ 37 спад сигнала зон неоднозначного считывания кода.

Таким образом из пачки импульсов на входе блока 13 формируется сиг- нал (фиг. 35, 42) на его выходе, длительность которого соответствует длительности этой пачки.

Спад сигнала зоны неоднозначного считывания кода сформируется с уче- том длительности сигнала одновибра- торов 35 и 36, однако точность решения поставленной задачи от этого не 3 ави сит.

5

0

5

0

Q

176

Блок 14 суммирования работает следующим образом. Сумматор 45 начинает счет тактовых импульсов одновременно со счетчиком 8, регистр 44 в это время установлен в нулевое положение. С появлением на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 11 первого сигнала, соответствующего первой зоне неоднозначного считывания кода, на первом входе п выходе сумматора 45 сформируется код числа о. тактовых импульсов, соответствующего этому сигналу. Одновременно первьш сигнал с выхода элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЖ II через формирователь 43 короткого импульса дает регистру 44 команду записать содержимое сумматора 45. В результате на второй вход сумматора 45 с выхода регистра 44 поступит код числа

С появлением на выходе элемента ИСКЛЮЧАЩЕЕ ИЛИ 1 1 второго сигнала, соответствующего-зоне неоднозначного считывания кода, на первом входе сумматора 45 сформируется код числа из тактовых импульсов, соответствующего этому сигналу, а на выходе сумматора появится соответственно код суммы чисел а + а тактовых импульсов, которую записывает регистр 44. Процесс суммирования продолжается до появления последнего сигнала, соответствующего зоне неоднозначного считывания кода. С его появлением на выходе сумматора 45 сфор1-;и- руется код суммы чисел а, ( 0-2 + ,.,.. ... , тактовых импульсов, соответствующих 1л сигналам с выхода элемента ИСШОЧАЩЕЕ ИЛИ 11, который записывается регистром 44 и с его выхода поступает на вход блока 18 деления.

- - Цикл работы блока 14 суммирования

заканчивается с окончанием зоны неоднозначного считывания кода. Тогда по сигналу с выхода элемента 17 задержки регистр 44 сбрасывается в нулевое положение. Сумматор 45 продолжает считать тактовые импульсы вместе со счетчиком 8.

Формула изобретения

1. Способ контроля преобразователя угла поворота вала в код, основанный на формировании сигналов реальных и расчетных моментов смены кода, определении погрешности преобразовате12тем,

что, с целью повышения достоверности контроля при воздействии эксплуатационных факторов, в нем выделяют зоны неоднозначного .считывания кода, внут- ри которых сравнивают сигналы реальных и расчетных моментов смены кода и в случаях их несовпадения формируют стробирующиё сигналы, определяют их количество и значения углов поворота вала преобразователя, соответствующих моментам формирования стробирую- щих сигналов, определяют среднее значение угла реальной смены кода путем суммирования значений углов поворота вала преобразователя и деления суммы на количество стробирующих сигналов, а погрешность преобразователя определяют путем вычитания среднего значения угла реальной смены кода из рас- четного значения угла смены кода,

2.Способ по л, 1,. отличающийся тем, что выделение зоны неоднозначного считывания осуществляют путем сравнения сигналов реальных и расчетных моментов смены кода, формирования импульсов заданной длительности в моменты их несовпадения, логического суммирования импульсов заданной дпительности и определения зо- ны неоднозначного считывания как интервала времени между началом первого импульса заданной длительности и концом последнего импульса заданной дпи- тельности,

3.Устройство для контроля преобразователя угла поворота вала в код, содержащее генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с первым входом элемента И, привод, вал. кото- рого является кинематическим входом, устройства, первый вход блока формирования сигналов реальной смены кода является электрическим входом устройства и соединен с входом дешифратора нулевого кванта, выход которого соединен через первый триггер с вторыми входами блока формирования сигна178

лов реальной смены кода и элемента И выход блока формирования сигналов реальной смены кода соединен с входом второго триггера, выход элемента И соединен с входом первого счетчика, третий триггер, второй счетчик и блок регистрации, отличающееся тем, что, с целью повьшения достоверности контроля преобразователя угла поворота вала в код в него введены делитель частоты, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, блок формирования сигналов зон неоднозначного считывания кода, блок суммирования, блок вычитания, элемент за- держки, блок деления и регистр, выход генератора тактовых импульсов соединен с входом привода, выход второго триггера соединен с первым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ-ИЛИ, выход элемента И соединен через делитель частоты с первым входом регистра и входом третьего триггера, выход которого соединен с вторым входом элемента ИС- КПЮЧАЩЕЕ ИЛИ, выход которого соединен с первым входом блока суммирования, с первым входом второго, счетчика и входом блока формирования сигналов зон неоднозначного считывания кода, выход первого счетчика соединен с вторыми входами регистра и блока суммирования, выход регистра соединен с первым входом блока вычитания, выход соединен с первым входом блока деления, выход блока формирования сигналов зон неоднозначного считывания кода соединен с вторым входом блока деления и входом элемента задержки, выход которого соединен с вторым входом второго счетчика, с вторым входом блока вычитания и с третьим входом блока суммирования, выход которого соединен с третьим входом блока деления, выход которого соединен с третьим входом блока вычитания, выходзы которого соединены с входами блока регистрации, выходы которого являются информационными выходами устройства.

fwx

-Ut

«

Us/lUHUf

- h }f дешифрации

. M. -M, - .fc -

u

tf tj .tj t if tf tf tj-tft

я;

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для контроля преобразователя угла поворота вала в код. Целью изобретения является повышение достоверности контроля при воздействии эксплуатационных факторов. Поставленная цель достигается тем, что в способе контроля преобразователя угла поворота вала в код, ос- . нованном на формиро/вании в блоке 3 сигналов, реальных, а на выходе Делителя 9 - расчетных моментов смены кода, определении погрешности преобразователя 20. Вьщеляют зоны неоднозначного считывания кода в блоке 13, внутри которых сравнивают сигналы реальных и расчетных моментов смены кода. В случаях их несовпадения формируют на выходе 28 элемента ИС- КЛЮЧАЩЕЕ ИЛИ 1 I стробирующие сигналы, определяют их количество в счетчике 15 и значения углов поворота вала преобразователя, соответствующих моментам формирования стробирующих сигналов. Определяют среднее значение угла реальной смены кода путем суммирования в блоке 14 значений углов поворота вала преобразователя и деления в блоке 18 суммы на количество стробирующих сигналов, погрешность преобразователя определяют путем вычитания в блоке 16 среднего значения угла реальной кода из расчетного значения угла смены кода. 2 с. 1 з.п. Фт-лы. 4 ил. с (О (Л to со 00 со Фиг.2

M

«gj

4f

л

ж

30

зг

J3

3S

w

y

K29

MBMMM

«

3

36

W

11

нъ

л

Редактор Л. Гратилло

Составитель Е, Бударина

Техред M.XpAaHvwКорректор О. Луговая

Заказ 899/60Тираж 902Подписное

ВНИЙПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий П3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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

Ц1

45

(/г.