Преобразователь угла поворота вала в код Советский патент 1989 года по МПК H03M1/64 

1

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для связи аналого- вьк источников информации с цифровым вычислительным устройством, в част- ности, в автоматизированных системах управления технологическими процессами.

Цель изобретения - расширение фунциональных возможностей путем форми рования сигналов скорости и знака скорости.

, На чертеже представлена структурная схема преобразователя угла поворота вала в код.

Преобразователь содержит генератор 1 импульсов, блок 2 питания, сельсин 3, фильтр 4, усилитель-ограничитель 5, триггер Шмитта 6, источник 7 питания, формирователь 8 опорной фазы, формирователь 9 знака перемещения, цифровой фазометр 10, шину 11 управления, токоогракичиваю- щий элемент (резистор) 12 и формиро- ватель 13 сигналов скорости. Формирователь 8 содержит триггер 14, элемент И 15 и делитель 16 частоты. Формирователь 9 знака перемещения содержит триггеры 17 - 19. Формирователь 13 сигналов скорости содержит управляемые делители 20 - 22 частоты, триг геры 23 - 27, элементы И 28 и 29, элементы 30 и 31 задержки, элемент ИЛИ 32 и элемент 4-2И-4ИЛИ 33.

Преобразователь работает следующиг образом.

Блок 2 синхронно с импульсами- генератора 1 формирует трехфазное напряжение переменного тока для питания сельсина 3, на выходе которого формируется сигнал, смещенный по фаз относительно одного из питающих напряжений сельсина 3 на угол, пропорциональный углу поворота вала сельсина. Усилителем-ограничителем 5 и триггером Шмитта 6 выходной гармонический сигнал сельсина 3 преобразуется в последовательность прямоугольных импульсов.

По сигналу начала отсчета, поступающему по шине 11, устанавливаются в исходное состояние триггеры 14, 17 18 и 23 - 25, цифровой фазометр 10 и делитель 16. С приходом первого фронта выходного сигнала триггера 6 триггер 14 устанавливается в единицу открывается элемент И 15 и на вход делителя 16 поступают выходные импульсы генератора 1. Делитель 16 формирует опорную последовательность импульсов, совпадающую по фазе с последовательностью выходных импульсов триггера 6. На выходе цифрового фазометра 10 формируется нулевой код.

Триггеры 17 и 18 работают в счетном режиме, их выходные сигналы совпадают по фазе. Работающий в счетном режиме триггер 23 является продолжением делителя 20. По спадам выходных импульсов триггера 23 триггеры 24 и 25 устанавливаются в единицу, открывая элементы 29 и 28 для выходных

пульсов генератора 1, поступающих на делители 21 и 22. По спадам выходных импульсов делителей 21 и 22 триггеры 24 и 25 возвращаются в нулевое состояние. Длительность временных интервалов, в течение которых элементы И 28 и 29 находятся в открытом состоянии, равна периоду выходного сигнала делителя 20 при неподвижном состо ЯНИН вала сельсина 3. При этом триггеры 26 и 27 находятся в нулевом состоянии, а на выходе элемента 4-2И- 4ИЛИ 33 будет постоянно нулевой сигнал.

При вращении вала сельсина 3 в направлении, при котором частота выходных сигналов триггера 6 становится меньше частоты выходного напряжения блока 2, длительность выходных им- пульсов триггеров 24 и 25 остается неизменной, а период выходньк сигналов триггера 23 увеличивается. На входах элемента 33 будут частично совпадать сигналы с инверсных выхо- дов триггеров 23, 24 и сигнал с прямого выхода триггера 23 с сигналом инверсного выхода триггера 25. На выходе элемента 33 будет формироваться ШИМ-сигнал, длительность импульсов которого пропорциональна скорости перемещения. При этом на входах триггера 27 фронт сигнала с инверсного выхода делителя 20 будет совпадать с единичным сигналом с выхода элемен- та 30 задержки, а триггер 27 установится в единичное состояние. Триггер 26 останется в нулевом состоянии. На выходах цифрового фазометра 10 будет формироваться код, пропор- циональный величине перемещения, а на выходе триггера 19 сформируется нулевой сигнал направления перемещения. При остановке вала сельсина 3 выходные сигналы элемента 33 и триг- геров 26 и 27 становятся нулевыми, а на выходах цифрового фазометра 10 и триггера 19 сохраняется код, предшествующий моменту останова.

При вращении вала сельсина 3 в противоположном направлении частота выходных сигналов триггера 6 становится больше частоты вькодного напряжения блока 2. Период выходных сигналов триггера 23 уменьшается при неизменной длительности выходных импульсов триггеров 24 и 25. На входах элемента 33 будут частично совпадать сигналы с прямых выходов триггеров

64

23, 24 и сигнал с инверсного выхода триггера 23 с сигналом прямого выхода триггера 25. На выходе элемента 33 будет формироваться ПП-Ш-сигнал длительность импульсов которого пропорциональна скорости перемещения. Причем триггер 26 установится в единичное состояние, а триггер 27 останется в нулевом состоянии. На выхода цифрового фазометра 10 и триггера 19 будет формироваться код, пропорциональный величине и знаку перемещения от положения в начале измерений. При остановке вала сельсина 3 выходные сигналы элемента 33 и триггеров 26 и 27 становятся нулевыми.

Изменение масштаба преобразования скорости в длительность импульсов ШИМ-сигналов и чувствительности признаков движения производится путем изменения коэффициентов передачи делителей 20 - 22 в формирователе 13.

Формула изобретения

1. Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий последовательно соединенные генератор импульсов, блок питания, сельсин, фильтр, усилитель-ограничитель и триггер Шмит- та, выход которого соединен с первыми входами формирователя опорной фа зы, формирователя знака перемещения и цифрового фазометра, выходы гене- ратора импульсов и источника питания соединены соответственно с вторьм и третьим входами формирователя опорной фазы, выход источника питания через токоограничитальный элемент соединен с шиной управления и с четвертым входом формирователя фазы, первый выход которого соединен с вторыми входами цифрового фазометра и формирователя знака перемещения, второй выход формирователя опорной фазы соединен с третьими входами цифрового фазометра и формирователя знака перемещения, выходы которых являются первой группой выходов преобразователя, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей преобразователя, в него введен формирователь сигналов скорости, первый, второй и третий входы которого подключены к выходам соответственно триггера Шмитта, генератора импульсов и к щине управления.

5

a выходы являются второй группой выходов преобразователя.

2. Преобразователь по.п.1, отличающийся тем что формирователь сигналов скорости содержит три управляемых делителя частоты, пять триггеров, два элемента И, два элемента задержки, элемент ИЛИ и элемент 4-2И-4ШШ, вход первого управляемого делителя частоты является первым входом формирователя сигналов скорости, прямой выход первого управляемого делителя частоты соединен со счетным входом первого триггера, прямой и инверсный выходы которого соединены с первыми информационными входами соответственно второго и третьего триггеров, прямые выходы второго и третьего триггеров соединены с первыми входами соответственн первого и второго элементов И, выходы которых соединень с входами второго и третьего управляемых делителей частоты соответственно, выходы которых соединены с вторыми информационными входами второго и третьего триггеров соответственно и с входами элемента ИЛИ, выход элемента

164

ШШ соединен с входом синхронизации четвертого триггера и через первый элемент задержки - с информационным

входом пятого триггера, инверсный выход первого управляемого делителя частоты соединен с входом синхронизации пятого триггера и через второй элемент задержки - с информационны)

входом четвертого триггера, второй вход первого элемента И является вторым входом формирователя сигналов скорости и соединен с вторым входом второго элемента И,, установочный вход

первого триггера является третьим входом формирователя сигналов скорости и соединен с установочными входами второго и третьего триггеров, прямые выходы первого и второго триггеров,

инверсные выходы первого и второго триггеров, инверсньш выход первого и прямой выход третьего триггеров, прямой выход первого и инверсный выход третьего триггеров попарно соединены

с входами элемента 4-2И-4ИЛИ, выход которого и выходы четвертого и пятого триггеров являются выходами формирователя сигналов скорости.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для связи аналоговых источников информации с цифровым вычислительным устройством, в частности, в автоматизированных системах управления технологическими процессами. С целью расширения функциональных возможностей путем форми