Способ преобразования угла поворота вала в код Советский патент 1988 года по МПК H03M1/24 

4

го

to

00

Изобретение относится к автома ;- ке и вычислительной технике и может быть использовано в системах программного управления станками, оптическими системами управления и радиотелескопами.

Целью изобретения является повышение точности способа преобразования угла поворота вала в код.

На фиг. 1 приведена структурная схема преобразователя, реализующего способ преобразования угла поворота вала в код; на фиг. 2 - диаграммы, пояснякхцие принцип его работы.

Преобразователь содержит измери- тапьный диск 1, индикаторный диск 2, источник 3 излучения, чувствительные элементы 4-7, дифференциальные усилители 8, 9, инвертирующий усилитель 10, коммутатор 11, компаратор 12, аналого-1щфровой преобразователь (АЦП) .13, регулируемые источники 14, 15 напряжений, коммутатор 16, компаратор 17 и сумматор 18 по модулю два.

Измерительпьй диск 1 содержит J3 мерительн мо дорожку, представляющую собой равномерные прозрачные и непрозрачные участки с шагом W. На индикаторном диске 2 перед чувствительными элементаьш на есеиы щели, сдвинутые друг относит1зльно друга на угловую величину W(n+1/4), где п - целое число.

преобразователь, реализуклщй пред лагаем1.1й способ, работает следующим образом.

Пру перемещении измерительного диска 1 относительно индикаторного иска 2 излуче,1ше источника 3, модулированное измерительной дорожкой и щелями, попадает на чувствительнь элементы 4-7, на выходах которых фор офуются электрические сигналы треугольной формы, сдвинутые друг от носигельно друга на 90°, причем на вь;::одах чувствительн,Ех элементов 4, Hi, 6 формируются противофазные сигналы треугольной формь.

Сигналы с выходов чувствительных элементов 4-7 поступают на входы дифференциальных усилителей 8, 9i на выходах которых формируются симметричные относительно нуля аналоговые сигналы Ц , Uj , сдви1гутые друг относительно друга на угол близкий к 90 (фиг. 2 а), сигнал U с помо0

5

0

5

0

5

0

5

-

щью инвертирующего усилителя 10 преобразуют в противофазный.

Прямой и инвертирующий сигналы с выходов дифференциального 8 и инвертирующего 10 усилитачей поступают на входы коммутатора 11, на управляющий вход которого поступает первый разряд (старший) выходного кода, сформированный компаратором 12 путем сравнения сигнала Ц с нулевым уровнем (фиг. 2 б). Управление коммутатором 11 производится таким образом, чтобы на его выход проходил сигнал только положительной полярности (фиг. 2 в), поступающий на вход АЦП 13, на выходе которого формируется код, пропорциональный входному напряжению.

Из-за технологических погрешностей изготовления индикаторного диска 2 и неточности его юстировки фазовый сдвиг между сигналами U, и и. отличен от 90° и имеет погрешность ( (фиг. 2 а), что соответственно приводит к погрешности преобразования. Поэтому при углах, равных 90°, определяют значения сигнала и (Ulj и Uj) и регулировкой источников 14, 15 напряжений на их выходах устанавливают напряжения, равные

и и и (фиг. 2 а) соответственно, которые поступают на входы коммутатора 16, на управляющий вхоп которого поступает первьй разряд выходке: г, ко да. Управление коммутатором 16 производится таким образом, что при нали- на управляющем входе кода О (т.е. для значения U,70) на выход KoivfMyTaTopa 16 проходит напряжение и , а при наличии кода 1 (т.е. для значения U, 0) на выход коммутатора 16 проходит напряжение U (фиг. 2 г;,

Сигналы с выходов дифференциального усилителя 9 и коммутатора 16 поступают ПС-. входы компаратора 17, на выходе которого формирус-.тся ;тогический сигнал (фиг.2д) путем сравнения сигнала и с напряжением U при значении кода первого разряда О и путем cpaBHeifflH Jo с напряже:-гиом U при значении кода первого разряда .

Как видно из диаграммы (фиг. 2 д) срабатывание компаратора 17 происходит строго при 90 и 270.

Логические сигналы с БЬКОДОВ ком-- параторов 12, 17 поступают на сумматор 18 по модулю два, на выходе которого формируется второй разряд выход

14

ного кода (фиг. 2 е), поступающий на управляклдий вход АЦП 13.

Так как в диапазоне углов 90 - 180, 270 - 360° треугольньй сигнал на входе АЦП 13 (рис. 2 в) спадает, то для того, чтобы выходной код преобразователя линейно возрастал при перемещении измерительного диска 1 на один шаг, в этом диапазоне углов вькодной код АЦП 13 необходимо инвертировать. Поэтому управление АЦП 13 производится таким образом, что когда на управлякхцем входе присутствует код О, то на выход АЦП 13 проходит прямой код, когда на управлякщем входе присутствует код 1, то на выход АЦП 13 проходит инвертированный код«

Формула изобретения

Способ преобразования угла поворота вала в код, основанный на преобразовании угла поворота вала р два аналоговых сигнала, период следования которых равен шагу квантования углов поворота вала и которые сдвинуты по фазе друг относительно друга на угол, близкий к iF/l, одновременном инвертировании первого анало

234

гового сигнала, формировании сигнала первого разряда выходного кода путем сравнения величины первого аналогового сигнала с нулевым уровнем, формировании логического сигнала, формировании сигнала второго разряда выходного кода путем суммирования по модулю два сигнала первого разряда выходного кода с логическим сигналом, отличающийся тем, что, с целью повьппения точности способа, в нем логический сигнал формируют путем сравнения величины второго аналогового сигнала со значением второго аналогового сигнала в моменты, когда фаза первого аналогового си1- нала равна и 3/2 , преобразуют первый аналоговый сигнал в интервалах фазы от О до гГ/2 и от F до З/ в сигналы остальных разрядов выходного кода, а в остальных интервалах фазы первого аналогового сигнала в остальные разряды выходного кода преобразуют инвертированный первый аналоговый сигнал путем инвертирования прямого кода, соответствующего величине инвертированного первого аналогового сигнала.

Изобретение относится к автоматике и вычислитапьной технике и может быть использовано в системах программного управления станками, оптическими системами управления и радиотелескопами. Целью изобретения является повьппение точности способа преобразования угла поворота вала в код. Для этого в способе преобразования угла поворота вала, основанном на преобразовании угла поворота вала в два аналоговых сигнала, формировании сигнала первого разряда выходного кода, формировании логического сигнала, формировании сигнала второго разряда выходного кода, преобразовании величины первого аналогового сигнала в сигналы остальных разрядов выходного кода, инвертируют первый аналоговый сигнал и его величину преобразуют в сигналы остальных разрядов выходного кода в интервале углов поворота вала от 90 до 180° и от 270 до 360°, а величину аналогового сигнала преобразуют в сигналы остальных разрядов выходного кода в интервале углов поворота вала от О до 90° и от 180 до 270°.. 2 ил. сл

.f

tpujt. 1

а.2