Преобразователь угол-код Советский патент 1974 года по МПК G08C9/00 

1

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для ввода угловой информации в вычислительные устройства.

Известны преобразователи угол-код, содержащие кодирующее устройство с дорожками, относительно которых размещены в соответствии с V -кодом считываюище элементы П разрядов и дополнительные )считываюише элементы, расположенные относительно (п-1) разряда.

Наличие скин-эффекта в кодирующем устройстве снижает точность преобраЗов ния. Применение мш нитодиодов позволяет практически устранить влияние скин-эффек та, однако требует изготовления кодирующего устройства с малым кванпюва ния. Это затрудняет изготовление зователя угол-код и не позволяет получить высокой точности.

Цель изобретения - повышение точности работы преобразователя у1 ол-код. Для это го в известное устройство введены генератор импульсов, делитель частоты, генератор пилообразного нйхряжения, схемы срав

нения, схемы И, ИЛИ, НЕ, терморезисторы Н источник постоянного напряжения смещения, причем дорожка (fl -1) разряда размещена между дорожками более старших разрядов. Второй полюс дополнительных считываюищх элементов выполнен общим, расположен относительно дорожки fl -го разряда и имеет длину, кратную ддИ не кванта } -го разряда. Дополнительные считывающие элементы объединены в две груп1 ы, первые полюсы дополнительных считывающих элементов первой и второй групп смещены относительно П -го считывающего элемента на целое число кванто tt- -го разряда и относительно друг другй на половину кванта ( П -1) разряда. Маг- нитодиоды дополнительных считывающих элементов каждой группы соединены последовательно друг с другом, с резистором и терморезистором и подключены к источнику постоянного напряжения смещения. Выходы первого и второго считывающих элемен,тов ( fl -1) разряда подключены к входам первой схемы ИЛИ, выход которой через первую схему НЕ соединен с вторыми 44 входами первой и второй схем И и непосредственно - с вторыми входами третьей и летвартой схем И. Выход считывающего элемента разряда п(дключен к первым входам первой и четвертой схем И через вторую схему НЕ - к первым входам второй и третьей схем И, выходы первой и второй схем И подключены к входам вторМ схемы ИЛИ, выход которой соединен с первым входом пятой схемы И, подключенной вторым входом к выходу вентиля и выходом - к входу сложения счетчика. Выходы третьей и четвертой схем И лодклю чены к входам третьей схемы ИЛИ, выход которой соединен с первым входом шестой cteMbi И, второй вход которой подключен к выходу вентдахя, а выход - к входу вычитания счетчика; выходы второй и третьей, а также первой и.четвертой схем И соответственно подвацочены к вторым входам четвертой и пятой схем ИЛИ, выходы которых соединены с первыми входами соответственно седьмой и восьмой схем И вторые входы которых подключены соответственно к точкам соединения магнитодиодов и резисторов в каждой rpyiuie дополнительных считывающих элементов, а вы- ходы - к входам шестой схемы ИЛИ, выход которой соединен с входом схемы сравнения. Выход генератсфа импульсов подклю+ чен к первому входу десятой схемы И и через делитель частоты,- к входу генера .тора пилообразного напряжения и к первому входу триггера, выход которого соединен со вторым входом девятой схемы И, а второй вход подключен к выходу схемы сравне1щя, второй вход которой соединен с выходом генератора пилообразного напряжения. На фиг. 1 показано устройство дополнительных считывающих элементов; на фиг. 2 изменение сигнала на их выходе; на фиг. 3характеристика магнитодиода; на фиг. 4 функциональная схема предлагаемого преобразователя угол-код. Кодирующее устройство 1 преобразова: теля угол-код содержит П дорожек, относительно которых расподожены считывающие элементы 2 соответственно с V-кодом. О-рносительно дорожек 3 П разряда и 4()

разряда, которые находятся между дорожками более старших разрядов, размещены дополнительные считывающие элементы 5

да 6. Каждый из них содержит первый полюс 7, магнитодиод 8, постоянный магнит 9 и общий полюс 1О, имеющий длину, кратную длине кванта Л разряда, и расположенный относительно дорожки П разряда.

Это полюс является общим для всех доразного напряжения и второй вход триггера

34.Второй выход последнего соединен со вторым входом вентиля 29, а первый его вход подключен к выходу схемы сравнения

35,первый вход которой соединен с генератором пилообразного напряжения.

Выходы схем И 18 и 21 подключены к входам схемы ИЛИ 36, выход которой 54 полнительных считывающих элементов 5 и 6. Последние объединены в две группы. Первые пошосы 7 в каждой группе одинагково ориентированы относительно кодового рисунка 4. Их число может быть любым и определяется из условия усреднения результйта юс взаимодействия с до рожкой. В описываемом варианте устрсйства (см. фиг. 1) каждая группа содержит Два диаметрально расположёнШхдополнительных считывающих элемента 5 или 6. ; При этом обе пары полюсов 7 элементов 5 и 6 сдвинуты на целое яисло квантов i П разряда относительно считывающего элемента П разряда и друг относительно1 друга на половину кванта (П -1) разряда, j Магнитодиоды 8 дополнительных считы- j вающих элементов одной группы включены J согласно и последовательно (см. фаг. 4) с резистором 11, терморезисторрм 12 и .обищм для обеих цепей источником 13 пр-стоянного напряжения смещения. Характеристика терморезистрра выбрана такой, чтобы компенсировать изменения характе- ристикл магнитодиода и величины воздушного азора при изменении окружающей температуры. мсмиеугилнда..., I Выходы первого 14 и второго 15 считывающизс элементов (П-) разряда пo ключены к -.входам схемы ИЛИ 16, выход которой через схему НЕ 17 соединен со вторыми входами схем И 18, и 19 и непосредственно - с вторыми входами схем ; И 20 и 21. Выход считывающего элеме -, та 22 П разряда -подключен, к первым входам схем И 18 и 21 и через схему . НЕ 23 - к первь1м входам схем И 19 j и 20. Выход схем И 18 и 19 соединен f с входами схемы ИЛИ 24, выход которой подключен к первому входу схемы И25, Выходы схем И 2О и 21 соединены с входами схемы ИЛИ 26, которая подключена СВОИМ; выходом С первым входом 27 схемы И 28. Схемы И 25 и 28 ; включены между выходом вентиля 29 и соответственно входами сложения и вычитания счетчика 30. Вход вентиля 29 соединен с генератором импульсов 31, к выходу которого, делитель частоты 32 такр подключены вход генератора 33 шшооб ч соединен с первым входом схемы И 37, второе вход Korqpc подключен к точке, соединяющей магнитоднод 8 и резистор 11 Анапсяячно выходы схем Н 19 и 2О noft ключены к входам схемы ИЛИ 38, а ее выход соединен с первым входом схемы И 39, которая вторым входом подключен к точке, соеди1шющей магнитодиод 8 и ре- SHCTCfi 11 второй группы допоаннтельных считывающих элементов. Выходы схем ИЛИ 37 н 39 соединены со входами схемы ИЛ 40, выход которой подключен к второму входу схемы сравнения 35, Прео6разоватеш угол-код функционирует следующим образом, В зависимости от положения кодирующего устройства 1 с по мощью считьшаюищх элементов 2, распояо жениых по V -развертке, формируется,цразрядный натуральный двоичный код. С целью повыщегшя точности преобразования каждый квант п разряда квантуется на 2 угловых отрезка, где т - число дополнительных разрядов, обычно равное 3-5. Заметим, что кодовые границы ft, дорожки должны быть нанесены с точностью, соо- ветствующей общему числу разрядов. (Л-Ип) Точность нанесения кодовых границ других дорожек ниже в соответствии с условиями . V-кода. Указанное расположение первых полюсов 7 дополнительных считывающих элементов 5 и 6 относительно дорожки 4 обеспечивает при изменении углового положения кодирующего устройства 1 такое изменение индукции в магнитодиодах, при котором падение напряжения на них изменяется в соответствии с приведенными кривыми на фиг, 2 Их объясняется близким к синусоидальному законом изменения магнитного сопротивления воздушного зазора между полюсом 7 и дорожкой 4, а также возможностью получить практически линейную зависимость и о (В), где В - магнитная индукция в зазоре, при ее изменении в значительных пределах (см. фиг. 3). С целью привязки кривь х Ug (х) - к кодовому ри, сунку и устранения влияния ненулевого значения магнитной индукции в зазоре, введено смещение U(см. фиг. 4). Отсюда каждому кванту ft разряда соо-гветствует практически линейный участок кривых Ujtx)(cM, фиг. 2). Логическая схема (см. фиг. 4) осуществляет преобразование и о (х) в m разрядный код и его привязку к п разрядному коду, В зависимости от кода, снимаемого со считывающих элементов 22, 14 и 15, оп ределяется как номер функционирующей в данном случае группы дополнительных считывающих элементов 5 или 6, так и отрезок 1ФИВО& Uu (к) возрастающий или убывающий, соответствует текущему угл«жому положению ft кодирующего уст ройства 1, Если угловая кос дината кодирующего устрсйства соответствует а. (см, фиг, 2), то код ( ft, -1) и П разрядов - 00, Поэтому появляются сигналы на выходе НЕ 23 и 17, в результате чего фо мируется выходной сигнал схемы И 19, котары& проходит через схему ИЛИ 24 И подключает выход вентиля 29 к входу суммирования счетчика ЗО, Однов1 еменно, в результате срабатывания схемы И 39 подается сигнал Ual от первой группы дополнительных считывающих элементов через схему ИЛИ 40 на второй вход схемы сравнения 35. В последней осуществл ется сравнение сигнала U«T с сигналом от генератора пилообразного напряжения 38, При равенстве сравниваемых напряжений код счетчика ЗО соответствует дополнительному ТП разрядному коду. Когда угловая координата кодирующего устройства равна а„, что соответствует коду О1, появляется сигнал на выходе схемы И 18 ч соответственно на выходах схем ИЛИ 24 и 36. При этом, счетчик ЗО также работает на суммирование, а на второй вход схемы сравнения 35 посредст вом схем И 37 и ИЛИ 4О подается сигнал Uji И от второй группы дополнительных считывающих элементов. Аналогично предыдущему случаю к М разрядному коду добавляется щ, разрядный код, Для угловой координаты кодирующего устройства 1 а имеем код Ю, В этом появляется сигнал на выходе 20, чему соответствует сигнал UflX на выходе схемы сравнения 35, При этом работает схема ГИЛИ 26 и схема И 28, в результате чего счетчик 30 работает на вычитание. Необходимо отметить, что в счетчик перед каждым измерением должно записываться число, соответствук щее коду П разряда, а его полная емкость должна быть в два раза большей. Наконец, для угловой координаты а. имеем код 11, при котором появляется сигнал на выходе схемы И 21. На вход схемы сравнения 35 подается сигнал Uqll, а счетчик 30 работает на вычитание. Предмет изобретения Преобразователь угол-крд, содержащий кодирующее устройство с дорожкакш, относительно которых размещены в cooTBeqjci

ВИИ cV кодом считьтающие элементы П раз рядов, триггер, реверсивный счетчик, резисторы и дополнительные считывающие элементы, магнитопровоя каждого нз которых состоит из постоянного магнита, магнитодиода и двух полюсов, первый из которых распоясвкан относительно {ft -1) , разряда, отличающийся тем, что, с целью повышения точности работы устрсйства, в него введены генератор импульсов, делитель частоты, генератор пилообразнсяо напряжения, схемы сравнения, схемы И, ИЛИ, НЕ, терморезисторы и источ1шк постоя1шого напряжения смещекия, причем дорожка (ft -I) разряда размещена между дорожками более старших разрядов, второй подюс дополнительных считывающих элементов выполнен общим, расположен относительно дорожки П -го I разряда, и имеет длину, кратную длине кванта ft -го разряда, дополнительные считывающие элементы объединены в две группы, первые полюсы дополнительных считывающих элементов первой и второй группы смещены относительно ft- -го считывающего элемента на целое число кван;тов fl -го разряда и относительно друг друга на половину кванта ( ft -1) разряда, магнитодиоды дополнительных считывающих элементов каждой группы соединены последовательно друг с другом, с резистором и терморезистором и подключены к источнику постоянного напряжения смещения, выходы первого и второго считывающих элементов ( Н -1) разряда подключены к входам первой схемы ИЛИ, выход которой через первую схему НЕ соединен со вторыми : входами первой и второй схем И и непосредственно - со вторыми входами треть ей и четвертой схем И, выход считывак щего элемента tl разряда подключен к первым, вхо ш первсй и четвертой схем И 5 и через вторую схему НЕ - к первым вх дам второй и третьей схем И, выходы первой и второй схем И подключены к входам второй схемы ИЛИ, выход которой соединен с первым входом пятой схе10 мы И, подключенной вторым входом к выходу вентиля и выходом - к входу еложения счетчика, вь1ходы третьей и четвертой схем И подключены к входам третьей схемы ИЛИ, выход которой соединен с

15 первым входом щестой схемы И, второй вход которой подключен к выходу вентиля, а выход - к входу вычитания счетчика, выходы второй и третьей, а также первой и четвертой схем И, соответственно, подключены ко вторым входам четвертой и Аятой схем ИЛИ, выходы которых соеди- |Нены с первыми входами соответственно седьмой и восьмой схем И, вторые входы которых подключены к точкам соедине25 ния магнитодиодов и резисторов в каждой группе дополнительных считывающих элементов, а выходы - к рходам щестой схемы ИЛИ, выход которой соединен с схемы сравнения, выход генератора

30 импульсов подключен к первому входу де- вятой схемы и через делитель частоты к входу генератора пилообразного напряжения и к первому входу триггера, выход которого соединен со вторым входом де-

35 вятой схемы И, а второй вход подключен к выходу схемы сравнения, второй вход которс соединен с выходом генератора пи:лообра эного напряжения. / / 8 9 Фи2.1 / 10