Преобразователь угла поворота вала в код Советский патент 1977 года по МПК G08C9/06 

1

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано для связи аналоговых источников информации с цифровым устройством.

Известны преобразователи угла поворота вала в код, содержащие укрепленный на входном валу диск с кодовой маской и неподвижную систему считывания ll. Недостатком таких преобразователей являются невысокие разрешающая способность и точность, вызванные технологическими norpeiUностями изготовления.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является преобразо ватель угла поворота вала в код, содержащий кодовый диск, кинематически соединенный с двигателем, неподвижные считывающие элементы, укрепленный на входном ва-t лу подвижный считывакиций элемент, подклю ченный к управляющему входу блока вентилей, к одному входу блока коррекции, нулевому входу счетчика и первому бходу блоки управления счетом, выход первого неподвижного считывающего элемента подключен к входу

управляемого генератора импульсов, выход которого подключен к второму входу блока управления счетом, один выход блрра коррекции подключен к единичному входу счсгчика а другой - к третьему входу блока управл ния счетом, выход которого соединен со счетным входом счетчика, выходы счетчика через блок вентилей подключены к выходно му регистру 2

Недостатком такого преобразователя является низкое быстродействие. Полный ход угла формируется один раз за оборот кодового диска.

Целью изобретения является повышение &1стродейстБия преобразователя.

Поставленная , цель достигается тем, что в преобразовательГугла поворота вала в код введены дополнительный считывающий элемент, укрепленный на входном валу, счетчик прямого счета, счетчик обратного счета и сумматор, счетный вход счетчика обратного счета соединен с выходом подвижного считывающего элемента, а нулевой с выходом дополнительного считывающего элемента, счетный вход счетчика прямого

чета соединен с другим выходом блока ко| екшга, а нулевой - с выходом второго неодБИжного счнтывакндего элемента, выход ереполнения счетчика и выходы разрядов четчиков прямого и обратного счета через 5 умматор подключены к блоку вентилей, а первого неподвижного, считывающего элемента подключен к другому входу блок коррекции.

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

Преобразователь содержит кодовый диск 1 с нанесенными на его поверхность ради- йльными штрихами 2 и нулевым штрихом и 3, двигатель 4, входной вал 5, на KOTOpoAi укреплены считывающие элементы 6 и 7, неподвижные считывающие элементы 8 и 9. Считывающий элемент 6 подключен к счетному Б;СОДУ счетчика Ю обратногосч 20 та, управляющеА{у входу блока 11 вентиле|5, блоку 12 коррёккии, блоку 13 управления счетом и нулевому входу счетчика 14. Считьтающий элемент 7 подключенк нулевому входу счетчика 1О обратного счета. Считывающий элемент25 8 подключен к блоку коррекции 12 и к управляющему входу генератора 15 импульсов, 1ВЫХОД которого соединен с входом блока 13 управления сч.етом. Считывающий эле;мент 9 подключен к нулевому входу счет- зо чика 16 прямого счета. Один выход блока

12коррекции подключен к единичному вхо4ду счетчика 14, а другой - к счетному вхЬду счетчика 16 прямого счета и к блоку .

13управления счетом, выход которого подг- 35 ключен к счетному входу счетчика 14. Выгход переполнения счетчика 14 и выходы разрядов счетчиков 1О и 1в через сумма-, тор 17 подключены к блоку 11 вентилей, выходы которого подключены к выходному 40 регистру 18.

Блок 12 коррекции состоит из элемент 19 сдвига, элемента И 2 О, триггера 21 do счетным входом и форм1фователя 22 импуль- 5 са коррекшш. Один вход элемента 19. сдвига соединен с выходом считывающего элемента 8, управляющий вход - с выходом триггера 21, а выход подк/почен к блоку 13 управления счетом и к одному входу 50 элемента И 2 О, другой вход которого соединен с выходом считывающего элемента , 6 и входом формирователя 22 импульса, а выход подключен к- счетному входу триггера 21. Выход триггера 21 подключен к ynt-55 равляющему входу формирователя 22, выхор которого соединен с единичным входом счей чика 14. Управляемый генератор 15 импульсов работает в режиме умнояштеля частоту с выхода считывающего элемента 8.60

Преобразователь угла в код работает следующим образом.

Каждый диск 1 вращается двигателем 4 С постоянной скоростью. На выходе считыв юших элементов 6 и 8 формируются импулй сы, частота которых пропорциональна числу штрихов 3 и скорости вращения кодового диска 1. При этом последовательность выходныхстоп - импульсов считьгеающего ЭЛ0мента 6 сдви;1ута по фазе по отношению к выходным старт - импульсам считывающе- го элемента 8 на величину, пропорциональную углу поворота вала 5. Коэффициент прбпорциональности равен числу штрихов 3 на кодовом диске 1. При прохождении нулевого штриха 4 около считывающего элементу 9 на выходе последнего формируется им пульс, и счетчик 16 устанавливается в О. После этого счетчик 16 считает число штрихоЬ вращающегося кодового диска 1 от О до т;. При прохождении нулевого штриха 4 около считывающего элемента 7 в счетчике 1О ,Ьбратного устанавливается код |гр после чего на содержимого счетчкка 10 последовательно вычитается число штрихов от Ж до О, Выходные коды счетчиков 1О к 16 складываются в сумматоре 17, образуй гру&1й отсчет угла поворота. Блок 13 управления счетом формирует пачки импульсов от старт- до стоп-импульсов, которые под;Считываются счетч1шом 14, образуя точный :отсчет угла поворота. Максимальный код счетчика 14 равен периоду между соседни-.ми старт-импульсами, что обеспечивается :автоматической подстройкой частоты генератора 15 импульсов при возможном измене;Нии частоты старт-импульсов, вызванном изменением скорости вращения двигателя. ПрИ1 совпадении старт-импульса со стоп- импулвсом на выходе элемента И 2О формируется импульс, который перебрасывает триггер 21 в другое устойчивое состояние, при этом включается элемент 19, сдвигая следующий |ртарт-импульс на величину t , Одновре- . менно с триггера 21 подается разрешающий сигнал на формирователь 22, с выхода ко,торого по приходу стоп-импульса на единич ный вход одного из разрядов счетчика 14 поступает импульс коррекции, цена которо го соответствует величине сдвига элемента 19. При включенном элементе 19 сдвига иформирователе 22 импульса коррекции 14 может переполниться, и на его выводе появится импульс переполнения, который складывается с содержимым сумматор 17. Стоп- импульс с задергккой t: t. воздействует на управляющие входы блока 11 вентилей, осуществляя перенос кодовой информации с сумматора 17 (грубый отсче)

и счетчика 14 (точный отсчет) на выходной регистр 18.

По мере изменет1Я угпа поворота наступает Ыомент следующего совпадения старч и стоп-импульсов. При этом триггер 21 перебрасьтается в первоначальное состояние, отключая элемент 19 сдвига и формирователь 22 импульса коррекции.

Таким образом, к приходу каждого стопимпульса в сумматоре 17 образуется код, соответствующий углу поворота входного вала 5 со считывающими элементами 6 и 7 относительно неподвижных считывающих элементов 8 и 9 на целое число штрихов. А зш счетчиц 14 образуется код, соответ ствующий углу поворота на часть расстояния между двумя соседними штрихами. Полный код угла обновляется в регистре 18 по приходу каждого стоп-импульса ,т,е, m раз за один оборот кодового диска,

Формула изобретения

Преобразователь угла поворота вала в 35 код, содержащий кодовый диск, кинематичерки соединеннь1й с двигателем, неподвижны считывающие элементы, укрепленный на в;йодном валу подвижный считьшающчй элемент, подключенный к управляющему входу блок« а) вентилей, к одному входу блока коррекции нулевому входу счетчика и первому входу блока управления счетом, выход первого кеподвижного считывающего элемента под-, ключен к входу управляемого генератора им-85

пульсов, выход которого подключен к второму входу блока управления счетом, одия выход блока коррекции подключен к единич ному входу счетчика, а другой - к третьек у входу блока управлешш счетом, выход котброго соединен со счетшдм входом счетчика, выходы счетчика через блок вентилей пошфючены к выходному регистру, о т л и ч а и и с я TeMj что, с целью повыщения быстродействия преобразователя, в него введены дополнительный считывающий элемент, укрепленный на входном валу, счетчик прямого счета, счетчик обратного счета и сумматор, счетный вход счетчика об-, ратного счета соединен с выходом подвижного считывающего элемента, а нулевой с выходом дополшп-ельного считывающего элемента, счетный вход счетчика прямого . счета соединен с другим выходом блока коррекции, а нулевой - с выходом второго неподвижного считывающего элемента, выход переполиешш счетчика и выходы, разря-fдов счетчиков прямого и обратного счета : через сумматор подключены к блоку венти-г пей, а выход первого неподвижного считыв ющего элемента подключен к другок у входу блока коррекции.

Источники информации, принятию во Binj мание при проведении экспертизы:

1,Меськин И.В. Фотоэлектрические прйобразоватеаи угловой величины в цифровой код. Судпромгиз, 1962, с, 8. ,

2.Авт. СЕИД. № 506893, М.Кл (т О8 С 9/06, 11.11.74 .