УСТРОЙСТВО для ПРЕОБРАЗОВАНИЯ УГЛА ПОВОРОТАВАЛА В КОД Советский патент 1971 года по МПК H03M1/22 G01B7/30 

Предлагае.мое устройство относится к области авто.матики и вычислительной техники для преобразования углового положения вала в код.

Известны устройства для преобразования угла поворота вала в код, -содержащие преобразователь угол-код и реверсивный счетчик. Однако они ИМеют низкую точиость преобразования и сложную конструкцию.

В предлагаемом устройстве, с целью повышения точности преобразования, установлен логический блок, один выход которого соединен с входом прямого счета реверсивного счетчика, а другой с ВХОДО.М реверсивного счета, а вход подключен к выходам двух старших разрядов преобразователя угол-код.

На фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - то же, функциональная схема.

Устройство состоит из входного вала /, преобразователя угол-код 2, логического блока 3, реверсивного счетчика 4.

Выход логического блока состоит из двух каналов-канала выдачи сигнала смены максимального значения кода на выходе преобразо1 ателя угол-код на м.ини.мальное и канала выдачи сигнала смены минимального значения кода на выходе преобразователя угол-код на максимальное. Выход логического блока соединен со входом реверсивного счетчика таким образом, что выходной канал выдачи с}1гналз смены максимального значения кода на минимальное логического блока соединен с каналом прямого счета реверсивного счетчика, а выходHoii канал выдачи сигнала смены минимального значения кода на максимальное логического блока соединен с входным каналом реверсшшого счета реверсивного счетчи ка. Выход реверсивного счетчика, число выходных каналов которого равно числу его разрядов соединен с выходными клеммами устройства 5 и об;)азует старшие разряды выхода предлагаемого устройства. Выход иреобразователя уголкод, число выходных каналов которого равно Ч11сл его разрядов, также соединен с выходными клеммами устроГ1Ства п образует младшие разряды выхода предлатаемого преобразо:и1теля.

Логический блок состоит из триггеров 6-9 и иентилей 10-16. Реверсивный счетчик состоит из триггеров /7, 18 и вентилей 19-26. Все вентили имеют временную память по потенц.иальным сигналам.

При повороте входного вала в направлении увеличения значений кода, на выходе преобразователя угол-код происходит последовательное с дискретом в одну единицу .младшего разряда увеличение значении кода до получения максимального значения кода, после чего макспмалыюс значение кода меняется на минимальнос- При смене максимального значения кода на выходе нреобразователя угол-код на 1иннмальное логический блок выдает единичный импульс по каналу выдачи сигнала смены лгаксимального значения кода на минимальное. Этот импульс попадает на вход ирямого счета реверсивного счетчика. Реверсивный счетчик иросчитывает этот импульс и увеличивает значение кода на своем выходе на единицу младшего разряда. При дальнейшем повороте входного вала в том же на1правленни значения кода на выходе преобразователя угол-код снова увеличиваются от минимального до максимального с дискретом в единицу младшего разряда, после чего сиова происходит смена максимального значения кода на мпиимальнос и снова реверсивный счетчик увеличивает знаЧенис кода на выходе ia единицу младшего разряда и т. д. до получения единиц во всех разрядах реверсивного счетчика.

При вращении входного вала в противоположном направлении происходит последовательное с дискретом в еднницу младшего разряда уменьшение значений кода на выходе преобразователя угол-код до получения минпмального значения кода. После чего происходит смена мпнимального значения кода на максимальное. При смене минимального значения кода на максимальное логический блок вырабатывает единичный импульс по каналу выдачи сигнала смены минимального значения кода на .максимальное. Этот и.мпульс попадает на вход реверсивного счета реверсивного счетЧ1-гка. Реверсивиый счетчик иросчитывает импульс в реверсивном направлении и уменьшает значение кода на своем выходе па единицу младшего разряда. При дальнейшем повороте в.ходного вала в том же направленной значение кода на выходе преобразователя угол-код снова уменьшается с дискретом в единицу младшего разряда от максимального до минимального, после чего снова происходит смена ми 1имального ЗНачення иа максимальное и реверсивный счетчик уменьшает значение кода на Быходе на единицу младшего разряда и т. д. до получения нулей во всех разрядах реверспвного счетчика.

Таки.м образол, реверсивный счетчик считает разность между угловым перемещением входного вала в прямом и реверсивном направлениях. При этом ,це«а единицы младшего разряда реверсивного счетчика соответствует такому угловому перемещению входного вала, при котором на выходе преобразователя угол-код происходит последовательная с дискретом в единн-цу младшего разряда, смена всех 2 значений кода. Логический блок и реверс|пзи з1й счетчик имеют цепи сброса в нулевые состояния.

Па фиг. 2 изображено предлагаемое устройство для преобразования угла поворота вала в десятиразрядный код. Входом устройства является входной вал восьмиразрядного преобразователя угол-код, с выхода которого онил.гается параллельный ИМПУЛЬСНЫЙ циклический

код. Логический блок вырабатывает сигналы смены макси-мального значения циклического кода на выходе восьмиразрядного иреобразователя угол-код иа минимальное и мнипмального на .максимальное по дву.м его старшим разряда.м а н б, где а является старшим из них. Реверсивный счетчик (двухразрядный) имеет вход прямого н вход реверсивного счета. Па выходные клеммы устройства 5 поступают

сигналы с выхода преобразователя тол-код и выхода реверсивного счетчика. При иовороте входного вала в направлении увеличения значений кода происходит последовательное с дискретом в единицу младшего разряда увелпчение значений кода восьмиразряДНого преобразователя угол-код от ми-нимального до максимального. Затем ма1ксимальное значение кода .меняется на минимальное с повторенисл цикла увеличения значений кода. Динамика

смелы значений кода в двух старших разрядах айв при -изменении восьмиразрядного циклического кода от минимального до максимального значений приведена в табл. 1.

Таблица 1

b О

01

11

1о

при повороте входного вала в угловых пределах, в которых разряды а и и имеют нулевые значения кодов, триггеры 6 и 7 иаходятся в нулевых состояниях, так как на нулевые входы этих триггеров поступает сигнал /i, представляющий импульсы, следующие с некоторой заданной частотой. Па единичиые же входы этих триггеров иМпульсы не поступают в соответст0 ВИИ с нулевыми значениями кода двух старших разрядов 8-м.н разрядного нреобразователя угол-код. Выходы триггеров 6 н 7 соединены с потенциальными входа.ми вентилей 10, 11, 12. На импульсные входы этих вентилей поступает

5 сигнал опроса /2, представляющий и.мпульсы, синхронные с им-пульсами сигнала /i, и имеющие положительный сдвиг во времени но отношеиию к им пульсам сигнала /ь При нулевых состояниях триггеров и 7 открытым является

0 вентиль 10, ве-нтили 11 и 12 закрыты. Пм1пульсы с выхода вентиля 10 подтверждают нулевое состояние триггера 9, проходят через открытый вентиль 13 и устанавливают триггер 8 в единичное состояние. При дальнейшим повороте

5 входного вала разряд а сохраняет нулевое значение, а разряд b принимает единичное значение (см. табл. 1). При этом на нулевой вход триггера 7 продолжают поступать имП-ульсы сигнала /ь а на единичный вход поступают импульсы с разряда Ь, синхронные с импульсами сигнала /i, с полол ительным сдвигом во времени относительно импульсов сигнала /i, но большИМ, чем у импульсов сигнала /2. Поэтому триггер 7 сигналом /2 периодически сбрасыстояния, в которое он устанавливается сигна-лом разряда Ь. Триггер 6 остается в нулевом состоянии. Опрос вентилей 10, И. 12 происходит после установки триггера 7 з единичное состояние. Теперь только вентиль 12 выдает импульсы на выходе, а -вентили W и // закрыты. Сигнал с выхода вентиля 12 подтверждает нулевое состояние триггера 9 и сбрасывает в нулевое состояние триггер 8. При дальнейшем повороте входного вала в том же направлении код разряда а также принимает единичное значение (см. табл. 1). Теперь триггеры 6 и 7 периодически синхронно устанавливаются в единичные состояния. Попрежнему импульсы выдаст только вентиль 12, так как в момент опроса вентилей 10, 11, 12 открыт только вентиль 12. СостоЯНия триггеров 8 и 9 остаются нулевыми. При дальнейшем повороте входного вала в том же направлении разряд а кода сохраняет единичное значение, а разряд b кода принимает нулевое значение. Триггер 7 устанавливается в .нулевое состояние, вентиль 12 закрывается, а вентиль // открывается. Сигнал с выхода вентиля // подтверждает нулевое состояние триггера 8 и поступает на открытый вентиль 14. Сигнало.м с выхода вентиля 14 триггер 9 устанавливается в единичное состояние. Вентиль 15 открывается. При дальнейшем повороте входного вала код на выходе восьмиразрядного преобразователя угол-код достигает максимального значения. При этом код разряда а по-прежнему имеет единичное, а код разряда b - нулевое значения. При дальнейшем повороте входного вала / происходит смена максимального значения кода на выходе восьмиразрядного преобразователя угол-код 2 на минимальное. Коды разрядов а и b принимают нулевые значения. Триггеры 6 н 7 устанавливаются в нулевые состояния. Вентиль // закрывается, а вентиль 10 открывается. Первым и.мпульсом с вентиля 10 триггер 9 сбрасывает«я в нулевое состояние и этот же первый импульс через вентиль 15 за счет его временной памяти поступает во входной канал прямого счета реверсивного счетчика 4 на вентили 19 и и 20, после чего вентиль 15 закрывается и импульсы не пропускает. Двоичный код на выходе реверсивного счетчнка увеличивается на единицу младшего разряда. При дальнейшем повороте входного вала в том же направлении весь описанный цикл повторяется до тех пор, пока на вы.коде реверсивного счетчнка значения кода во всех разрядах будут равны единице. При наличии во всех разрядах кода реверсивного счетчика дальнейший поворот входного вала в направлении увеличения значений кода возможен только до достижения максимального значения кода на выходе 8-ми разрядного преобразователя угол-код, после чего входной вал должен остановиться или позорачиваться в обратнО.м нанравленин, так как в противном случае произойдет переполнение реверсивного счетчика. При повороте в.ходного вала из положения, при котором коды на выходе восьмиразрядного преобразователя уголкод и реверсивного счетчика имеют .максимальные значения, в направлении уменьшения значения кода динамика изменения кода разрядов а и Ь восьмиразрядного циклического кода представлена в табл. 2.

Таблица 2

1 1 О

Для положения входного вала, при котором код разряда а единичный, а код разряда b - нулевой, импульсы выдаются вентилем 11, венрили 10 и 12 закрыты. Триггер 8 находится в пулевом состоянии, а триггер 9 - в единичном. После перехода входного вала в положение, при котором коды разрядов а }i b имеют единичные значения, импульсы выдаются только вентилем 12. Триггер 9 сбрасывается в нулевое состояние. После перехода входного вала в полол%;ение, нри котором код разряда а имеет нулевое значение, а разряд 6 - единичное, вентиль 12 продолжает выдавать импульсы. Триггеры 8 п 9 находятся в нулевых состояниях. Вентили 13 н :14 открыты. При дальнейшем повороте входного вала после перехода его в по.тол-генис, при котором коды разрядов а и b имеют значения, импульсы выдает только вентиль 10. Триггер 8 устанавливается в единичное состояние, триггер 9 остается в нулевом состоянии, вентиль 14 закрывается. То же будет и при достижении входным валом положения, при котором код преобразователя уголкод примет минимальное значение. При смене минимального значения кода на максимальное код разряда а принимает единичное значение, а -код разряда b - нулевое значение. При этом импульсы выдает только вентиль 11. Первый нмпульс с выхода вентиля 11 сбрасывает триггер 8 в нулевое состояние и этот же первый имнульс проходит через вентиль 16 за счет его внутренней временной памяти и далее во входной канал реверсивного счета реверсивного счетчика 4 на вентили 23 и 24. Реверсивный счетчик уменьшает значение кода на своем выходе на единицу младшего разряда. При дальнейшем повороте входного вала в том же направлении описанный цикл повторяется до тех пор, пока коды в разрядах реверсивного счетчика не примут нулевые значения. ТакиМ образом, происходит преобразование угла поворота вала в десятиразрядный код при восьмиразрядном преобразователе угол-код 2. При этом восемь младших разрядов выдаются на выход устройства в виде циклического кода и два старших разряда в виде двоичного кода. Сигнал сброс устанавливает триггеры 8, 9, 17, 18 в нулевые состояния. Этот же сигнал, при использовании предлагаемого устройства в какой-либо системе, воздействуя на привод вращающий входной вал, должен обеспечить его

установку в положение, при котором коды разрядов а и & имеют нулевые значения.

Предмет изобретения

Устройство для преобразования угла поворота вала в код, содержащее преобразователь угол-код, реве1эсивный счетчик, отличающееся

разования, в нем уста-повлен логический блок. ОДИН выход которого соединен с в.чодом прямого счета реверсивного счетчика, а другой - с в.ходом реверсивного счета, а вход подключен к выходам двух старших разрядов 1реобразоБателя -гол-код.