Устройство для контроля преобразователя угла поворота вала в код Советский патент 1990 года по МПК H03M1/10 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для проверки точт ности измерительных преобразователей круговых перемещений.

Цель изобретения - повьш1ение точности устройства.

На фиг, 1 приведена блок-схема устройства для контроля преобразователя угла поворота вала в код; на фиг .2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство для контроля преобразователя угла поворота вала в код содержит эталонный преобразователь 1 угла пово1 ота вала, привод 2, регистрирующий блок 3, блок 4 инверторов, десятиканальный фазовращатель 5, амплитудные селекторы 6-15 большего сигнала, амплитудные селекторы 16-17 меньшего сигнала, делители 18 и 19 частоты, фазометр 20 и интерполятор 21. К устройству подключается контролируемый преобразователь 22.

Устройство работает следующим образом.

При вращении оси эталонного преобразователя 1 (вращение осуществляется приводом 2, с которым жестко связана ось контролируемого преобразователя 22). На синусном и косинусном выходах эталонного преоГ)разователя 1 обел

00 ОО

со

разуются сигналы, сдвинутые друг относительно друга на 90, поступаницие на фазовращатель 5, в который также подаются сигналы, инверсные выходным сигналам эталонного преобразователя t после блока 4 инверторов. На выходе де- сятиканального фазовращателя 5 обра- 1зуются сигналы, со следунлцими определенными фазами. Первые пять из них

формируются по формуле; 2 2п., где,

п 0,1,2,3,4, т.е. это фазы, равные соответственно О, 72, 144, 216 и 288

(фиг. 2а - 1,2,3,4,5). Другие пять

I - л ол -

;фаз формируются по формуле: -т;; (An+l

. это фазы, равные соответственно 118, 90, 162, 234 и 306 (фиг..2а : 1 о / Q / л / ч ч ,4,эу.

Указанные сигналы попарно поступают на входы двухвходовых селекторов B -IS большего сигнала. На селектор 6 подаются фазы О и 144 (сигналы t и 3 на фиг. 2а), на его обра- зуется аналоговый сигнал (фиг. 26., 1) - это аналоговое напряжение,пред- ;ставляющее собой большее из двух, поданных на селектор 6. На второй селек тор 7 поступают сигналы с фазами 72 1и 288 (сигналы 2 и 5, фиг. 2 а) - Образуется сигнал (фиг. 2 в, 1). ; На селектор 8 подаются сигналы

1и 4 по фиг. 2а. с фазами О и 216,- после него получается сигнал по . Г :фиг. 2г, 1.

; На селектор 9 подаются сигналы 3 И 5 по фиг. 2а с фазами 144 и 288,, после него получается сигнал по фиг. 2д, t.

На селектор 10 подаются сигналы

2и 4 по фиг. 2а с 72 и 21 б , после него получается сигнал по фиг. 2е, 1.

Полученные пять сигналов поступа- ют на пятивходовый. селектор 16, который формирует; на сроем выходе аналоговое напряжение, меньшее из пяти поданных на него. Это треугольное напряжение, период которого в пять раз меньше (частота в пять раз вьше) исходного сигнала эталонного преобразователя 1. Этот треугольный сигнал представлен на фиг. 2ж сплошной линией; восходящие и нисходящие ветви его, являющиеся частями основного синусоидального сигнала, показаны на фиг. 2б,в,г,д,е утолщенными отрезками. Аналогично формируется треуголь

tO

fs

.

20

25 о

Q

45

35

5

Ное напряжение, сдвинзп ое относительно первого на четверть периода; оно показано на фиг. 2 ж штрихованной линией. Оно образуется на с електорах 11 - 15 большего сигнала. Причем на селектор 11 поступают сигналы 1 и 3 по фиг. 2а с фазами 18 и образуется сигнал по фиг. 26, 2; на селектор 12 - сигналы 2 и 5 по фиг.2а с фазами 90 и 306 -образуется сигнал по фиг. 2в, 2,: на селектор 13 - сигналы 1 и 4 по фиг. 2а с фазами 18 и 234 - о бразуется сигнал по фиг. 2г, 2; на селектор 14 - сигналы 3 и 5 по фиг.2а с фазами 162 и 306 - образуется сигнал по фиг. 2д, 2; на селектор 15 - сигналы 2 и 4 по фиг. 2а с фазами 90 и 234° - образуется сигиап по фиг. 2е- 2. Указанные пять сигналов поступают на пятивходовый сег ектор 17, на выходе которого формируется аналоговое напряжение, меньшее из пяти поданных на него. Оно имеет треугольную форму (фиг. 2ж - штрихованная линия); восходящие и ьшсходяпще ветви его, являющиеся частями синусоидального сигнала, показаны на фиг. 26, в, г, д, е штрихованными отрезками.

Нелинейность полученных треугольных сигналов составляет 0,62%, что в 6,62 раза меньше, чем в прототипе,

. Таким образом,после ряда преобразований выходные сигналы эталонного преобразователя 1 преобразованы в два ор тогональных треугольных сигнала с пятикратным умножением по частоте и лучшим приближением к треугольной функции, т..е. теперь имеет место линейная функция угла поворота эталонного преобразователя 1, удобная для обработки в интерполяторе 21. На его выходе образуются выходные сигналы в виде последовательности импульсов, период которых в р раз меньше периода входных треугольных сигналов, где р - коэффициент интерполяции. Наличие двух сдвинутых на 90° треугольных сигналов позволяет обеспечить интерполяцию и контроль преобразователя 22 при реверсе. Эти импульсы содержат всю информацию о перемещении (унитарный код).

Если -эталонный преобразователь 1 имеет при вращении за оборот N импульсов (периодов гармонического сигнала), то на выходе селектор 16 и 17 оно равно 5N, а на выходе интерполятора 21 имеет последовательность импульсов в количестве за оборот - 5pN. (величина N в растровых фото- .электрических эталонных преобразователях достигает 16200, 32400). Точность эталонного преобразователя 1 выбирается исходя из точности измеряемого, который при вращении формирует п импульсов за оборот (перед контролем число п предполагается известным). В делителе 18 частоты это число делится на г, на выходе получается п/г, в делителе 19 частоты осуществляется деление на т; при этом коэффициенты деления г и га выбираются так, чтобы

158

выполнялось условие

5pN п

..« 1 «

т .е.

m г

частоты импульсов, подаваемых на каждый вход фазометра 20, уравнены. Регистрация колебаний фазового угла между обеими последовательностями и представляет собой операцию контроля за перемещением. Если контролируемый преобразователь 22 не обладает, пог .

10

9391

теля угла поворота вала и является кинематическим входом устройства, инте полятор, выход которого соединен с тактовым входом фазометра и входом первого делителя частоты, выход которого соединен с первым сигнальным входом фазометра, второй делитель частоты, вход которого является электрическим входом устройства, а выход соединен с вторым сигнальным входом фазометра, выход которого соединен с входом регистрирукщего блока, отличающееся тем, что, с целью )5 пов ышения точности устройства, в него введены блок инверторов, десятиканаль- Hbrf фазовращатель, десять амплитуд- ных селекторов большего сигнала и два амплитудных селектора меньшего сигна- 20 ла, первый и второй квадратурные выходы эталонного преобразоватапя угла поворота вала соединены с первыми и вторыми входами десятиканального фазовращателя и блока инверторов, первый

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для проверки точности работы преобразователей круговых перемещений. Целью изобретения является повышение точности уа. Для этого в устройство для контроля преобразователя угла поворота вала в код, содержащее привод, эталонный преобразователь угла поворота вала, интерполятор, два делителя частоты, фазомер и регистрирующий блок, введены десятиканальный фазовращатель, блок инверторов, десять амплитудных селекторов большего сигнала и два амплитудных селектора меньшего сигнала. Поставленная цель достигается за счет того, что с помощью десятиканального фазовращателя, амплитудных селекторов большего и меньшего сигналов формируются сигналы треугольной формы с малой нелинейностью и повышенной частотой. 2 ил.

третьим и четвертым входами десятиканального фазовращателя, первый выход десятиканального фазовращателя соединен с первыми входами первого и второ

решностью, т.е. последовательно сть им-25 и второй выходы которого соединены с пульсов на выходе делителя 18 равномерна, то в фазометре 20 формируются фазовые ворота в виде прямоугольных импульсов одинаковой длительности,

которые через тактовый вход фазомет- ЗО го амплитудных селекторов бо льшего ра 20 и заполняются импульсами с выхода интерполятора 21 (его выход соединен с тактовым входом фазометра).

Поэтому число тактовых импульсов, помещакя;ихся в фазовых воротах, постоянно, оно подсчитьшается счетчиком

35

сигнала, второй выход - с первыми вхо дами третьего и четвертого амго1итудны селекторов большего cIiгнaлa, третий выход - с вторым входом первого амплитудного селектора большего сигнала к с первым входом пятого амплитудного сатектора большего сигнала, четвер выход - с вторыми входами второго

регистрирующего блока 3 и условно принимается за нулевую линию отсчета. Если контролируемый преобразователь 22

характеризуется погрешностью, то сольшего сигнала, пятый выход - с вто- ледовательность импульсов с выхода рыми входами третьего и пятого ам- де;штеля 18 частоты неравномерна и плитудных селекторов большего сигна- фазовые ворота имеют вид прямоуголь- ла, шестой выход - с первыми входами ных импульсов переменной длительности, шестого и се,дьмого амплитудных селек- которая меняется пропорционально йог- 45 т оров большего сигнала, седьмой вы- решности. Число тактовых и шyльcoв в каждом импульсе последовательности подсчитывается в счетчике регистрирующего блока 3 и представляет собой

ход с первьми входами восьмого и девятого амплитудных селекторов большего сигнала, восьмой выход - с вто- :jbiM входом шестого амплитудного сеточную цифровую информацию о погрешности, которая может быть выведена в любом виде (табло, самописец и т.д.),

Формула изобретения

Устройство для контроля преобразователя угла поворота вала в код, содержащее привод, вал которого соединен с валом эталонного преобразоватретьим и четвертым входами десятиканального фазовращателя, первый выход десятиканального фазовращателя соединен с первыми входами первого и второи второй выходы которого соединены с

ЗО го амплитудных селекторов бо льшего

35

сигнала, второй выход - с первыми входами третьего и четвертого амго1итудны селекторов большего cIiгнaлa, третий выход - с вторым входом первого амплитудного селектора большего сигнала к с первым входом пятого амплитудного сатектора большего сигнала, четверть ; выход - с вторыми входами второго

и четвертого

амплитудных селекторов

сольшего сигнала, пятый выход - с вто- рыми входами третьего и пятого ам- плитудных селекторов большего сигна- ла, шестой выход - с первыми входами шестого и се,дьмого амплитудных селек- т оров большего сигнала, седьмой вы-

ход с первьми входами восьмого и девятого амплитудных селекторов боль Q сольшего сигнала, пятый выход - с вто- рыми входами третьего и пятого ам- плитудных селекторов большего сигна- ла, шестой выход - с первыми входами шестого и се,дьмого амплитудных селек- 45 т оров большего сигнала, седьмой вы-

шего сигнала, восьмой выход - с вто- :jbiM входом шестого амплитудного се50 лектора больп его сигнала и первым входом десятого амплитудного селектора большего сигнала, девятый выход - с вторыми входами седьмого и девятого амплитудных селекторов большего сиг55 нала, десятьш выход - с вторыми входами восьмого и десятого амплитудных селекторов большего сигнала, выходы первых «яти амплитудных селекторов большего сигнала соединены.с входами .

ifta.f

Фиг г

4 4