ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГОЛ-ФАЗА-КОД Советский патент 1973 года по МПК H03M1/64 H03M1/50 H03M1/06 

1

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть испольюваио в прецизионных преобразователях угла поворота вала измерительной системы в цифровой код.

Известны преобразователи угол-фаза-код, содержащие генератор импульсов,, подклю 1енный ко входам реверсивных счетчиков имаульсов и через делитель частоты к синхронному электродвигателю, механически сочлененному с кодирующим устройством (роторо.м), а также неподвижный и сочлененный со входным валом подвижный считывающие элементы, выходы которых соединены через устройства сравнения с выходами реверсивных счетчиков импульсов.

Однако существующие устройства имеют динамическую погрен ность, вызванную вибрацией ротора в подшипниках, неравномерностью скорости вращения ротора, неточностью геометрических размеров ротора и считывающих элементов.

Целью изобретения является повыщение точности преобразователя.

Для этого в преобразователь введены два усредняющих устройства и блок ключей, причем входы блока ключей соединены с выходами разрядов одного из реверсивных счетчиков импульсов и выходом другого счетчика, управляющие входы которых подключены к

выходам усредняющих устройств, входы которых соединены с выходами устройств сравнения. На чертеже приведена структурная схема

преобразователя.

Преобразоватеель угол-фаза-код содержит генератор импульсов 1, соединенный через делитель частоты 2 с синхронным электродвигателем 3, который механически сочленен

с кодирующим устройством 4. Напротив кодовых дорожек кодирующего устройства находятся считывающие элементы 5 и 6. Считывающий элемент 6 кинематически соединен с входным валом 7. Выходы считывающих

элементов 5 и 6 подключены к первым входам устройств сравнения 8 и 9, ко вторым входам которых подключены выходы реверсивных счетчиков импульсов 10 и 11, счетные входы которых соединены с выходом генератора

импульсов 1.

К управляющим входам счетчиков 10 и 11 подключены выходы усредняющих устройств 12 и 13,.входы которых соединены с выходами устройств сравнения 8 и 9. Выходы разрядов счетчика 10 подключены ко входам блока 14 ключей, а к управляющему входу того же блока ключей подключен выход счетчика И.

При приведенном соединении счетчик импульсов 10 (или 11), устройство сравнения 8

(или 9), усредняющее устройство 12 (или 13) и считывающий элемент 5 (или 6) образуют дискретную следящую систему. Дискретная следящая система, включающая иеподвижный считывающий элемент 5, является опорной, относительно выходных импульсов которой измеряют фазовый сдвиг, вызванный смещением по преобразуемому углу подвижного считывающего элемента б сигнальной дискретной следящей системы. Обе дискретных следящих системы аналогичны друг другу по устройству и работе.

Дискретные следящие системы работают следующим образом.

Генератор импульсов 1 на входы счетчиков 10 и 11 подает импульсы эталонной частоты

А

величины /11 -, где К - коэффициент пересчета счетчиков 10 и 11, Т-интервал времени поступления импульсов со счетчика 10 оиорпой дискретной следящей системы.

Кодирующее устройство 4 вращается синхронным электродвигателем 3, питаемым от генератора 1 через делитель частоты 2. Применение синхронного двигателя обеспечивает среднее значение интервалов времени между импульсами считывающего элемента 5, равное Гер.

С выхода счетчика 10 следуют импульсы с интервалом времени Т, задаваемым эталонным генератором импульсов 1.

Моменты времени поступления импульсов е выхода счетчика 10 сравниваются с моментами времени поступления импульсов с неподвижного считывающего элемента 5, соедипенного с устройством сравнения 8. Устройство сравнения 8 формирует сигналы рассогласования со знаком «минус или «плюс в зависимости от опережения или отставания выходного импульса счетчика 10 относительно очередного импульса неподвижного считывающего элемента 5.

Сигналы рассогласования подаются на усредняющее устройство 12 с положительным и с отрицательным пороговыми выходами. Пороговый выход выдает один импульс, если алгебраическая разность количеств сигналов рассогласования со знаком «плюс и «минус превышает установленный порог. В качестве усредняющего устройства с пороговыми выходами может быть применен реверсивный счетчик импульсов с сигнализацией его переполнения в сторопу «плюс и «минус ; в этом случае порог определяется коэффициентом пересчета реверсивного счетчика.

Положительный пороговый выход усредняющего устройства соединен с суммирующим управляющим входом счетчика 10, а отрицательный пороговый выход соединен с вычитающим управляющим входом того же счетчика. Импульс, поданный на суммирующий

вход счетчика, сдвигает все последующие выходные импульсы счетчика вперед на едиТничныи интервал времени. Импульс,

данный на вычитающий вход счетчика, сдвигает все последующие с его выхода импульсы

Т

назад на ту же величину .

Выходные импульсы счетчика 10 сдвигаются в положение, где вероятность онережепия и отставания этих импульсов отиосительно импульсов неподвижного считывающего элемента равна 1/2, т. е. в центр распределения вероятной динамической погрешности, обусловленной несоответствием Т и Гер.

Устройством сравнения 9 сигнальной дискретной следящей системы сравниваются моменты времени поступления выходных импульсов счетчика 11 и импульсов с подвижного считывающего элемента 6.

Выходные импульсы счетчика 11 устанавливаются в центре распределения вероятной динамической погрешности поступления импульсов с подвижного считывающего устройства 6.

Цифровой код, эквивалептный среднему значению сдвига фаз сигналов считывающих элементов 5 и 6, обусловленный поворотом подвижного элемента на угол 0, получается путем фиксации состояния счетчика 10 в момент времени поступления выходного импульса счетчика lil. С этой целью ключи блока 14 ключей, соединенные с триггерами счетчика 10, соедииены с выходом счетчика 11 и открываются в момент прихода с него очередного импульса. В этот момент времени с выхода ключей выдается параллельный код, эквивалентиый преобразуемому углу 0.

Предмет и з о б р е т е и -и я

Преобразователь угол-фаза-код, содержащий генератор импульсов, подключенный через делитель частоты к электродвигателю и непосредственно ко входам двух реверсивных счетчиков импульсов, выходы которых соедииеиы через устройства сравнения со считывающими элементами, одИ) из которых неподвижен относительно кодирующего устройства, механически сочлепеппого с электродвигателем, а второй - сочлепен с входным валом, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в него введены два усредняющих устройства и блок ключей, причем входы блока ключей соеди)1ены с выходами разрядов одного из реверсивных счетчиков импульсов и выходом другого счетчика, управляющие входы которых подключены к выходам усредняющих устройств, входы которых соединены с выходами устройств сравнения.