Преобразователь угла поворота вала в код Советский патент 1977 года по МПК G08C9/04 

Блок-схема устройства приведена на чертеже. Преобразователь содержит импульсный генератор тактовых импульсов 1, делитель частоты 2, источник многофазного напряжения 3,фазовращатель 4, формирователь 5 фазового импульса, элемент совпадения 6, реверсивный счетчик 7, счетчик 8 с переменным коэффициентом пересчета, блок коэффициентов 9, блок 10 определения величины и знака приращения скорости, регистр 11 скорости, усреднитель 12 с переменным временем усреднения, цифровой ограничитель 13, дополнительные элементы совпадения 14. Преобразователь работает следующим образом: импульсы генератора 1 с частотой / поступают ,на делитель частоты 2, имеющий коэффициент пересчета 2, где п - число разрядов выходного кода преобразователя, развертывающий по времени шкалу преобразователя. Источник питания 3 фазовращателя формирует синусоидальное многофазное напряжение, синхронизированное по частоте и фазе импульсами с делителя частоты 2. Синусоидальное многофазное напряжение с источника 3 запитывает фазовращатель 4. С выхода фазовращателя 4 синусоидальное напряжение, сдвинутое по фазе относительно входного напряжения фазовращателя 4 на угол, пропорциональный развороту вала фазовращателя 4, поступает на формирователь 5 фазового имнульса, формирователь 5 фазового импульса формирует импульсы в момент перехода синусоидального напряжения через нуль от отрицательного к положительному значению. Импульсы с формирователя 5 фазового импульса поступают на элемент совпадения 6, на вторые входы которого поступают импульсы с делителя частоты 2, являющиеся временной шкалой преобразователя. На элементах совпадения 6 и 14 формируется код, соответствующий углу поворота оси фазовращателя 4.Уменьшение погрешности преобразования за счет усреднений приращений осуществляется следующим образом. Блок выявления величины и знака приращений скорости определяет разность между текущим значением угла NI, которое формируется на элементе совпадений 14 и экстраполируемым значением Na, которое получаем с реверсивного счетчика 7 A2N Ni-Ыэ Экстраполированное значение формируется следующим образом; импульсы с генератора 1 частотой f поступают на счетчик 8 с переменным коэффициентом пересчета. С выхода счетчика 8 импульсы переполнения с частотой f/K, где К - коэффициент пересчета, записывается в реверсивный счетчик 7. Коэффициент пересчета К определяется подачей на вход блока коэффициентов 9, представляющий собой дешифратор, величины приращения угла регистра 11 скорости и равен-. AN + 1 где AN - число, соответствующее скорости вращения вала. С выхода счетчика 8 с переменным коэффициентом пересчета равномерно распределенные импульсы, число которых равно (скорости вращения вала), суммируются или вычитаются в реверсивном счетчике 7. Приращения скорости , формируемые в блоке 10, поступают в усреднитель 12 с переменным временем зсреднения, где осуществляется усреднение на временном интервале:Гуо Р где Гус - время усреднения; Т - время преобразования, равное периоду напряжения запитки фазовращателя 4; Р 1, 2,..., который выбирается исходя из заданной точности и величины дисперсии входной помехи и Внутренних шумов преобразователя.Таккак частота запитки фазовращателя 4 f/2i значительно ниже частоты помехи и внутренних шумов, то их величина будет уменьщена в Р раз в случае постоянства скорости за время усреднения 7ус. Усреднение уменьщает также случайную составляющую погрешности фазовращателя 4 при Укор.д, где Ткор.д- интервал времени, через который можно считать фазовые погрешности независимыми, и будет определяться скоростью вращения вала. При усреднении от «О до «360 градусов будут уменьшены также систематические погрешности фазовращателя 4. С выхода усреднителя 12 с переменным временем усреднения через момент времени Туе выдается усредненное значение измерения скорости, которое алгебраически суммируется в регистре 11 скорости. Регистр 11 скорости можно строить в виде реверсивного счетчика, в котором формируется и знак суммы. С выхода регистра 11 скорости выдается код скорости AN в блок коэффициентов 9 и одновременно знак на вход реверсивного счетчика 7. В случае, если величина ускорения превысит заданную величину, цифровой ограничитель 13 выдаст команду об окончании времени усреднения ма вход блока усреднения 12 € переменным временем усреднения и одновременно разрешит перепись в реверсивный счетчик 7 текущего значения кода угла. Таким образом, предложенный преобразователь угол-код повысит точность преобразования при условиях: Йш 2ж Формула изобретения Преобразователь угла поворота вала в код, одержащий последовательно соединенные геератор тактовых импульсов, делитель частоты, источник многофазного напряжения и фазовращатель, выход которого соединен с выходом формирователя фазовых импульсов, первый выход которого подключен к первому входу элемента совпадения, второй вход которого соединен с другим выходом делителя напряжения, выход генератора импульсов подключен к одному из входов счетчика, другой вход которого соединен с блоком коэффициентов, а выход - с первым входом реверсивного счетчика, второй вход которого соединен с выходом элемента совпадения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в него введены дополнительный элемент совпадения, цифровой ограничитель и последовательно соединенные блок определения величины и знака приращения скорости, усреднитель и регистр скорости, один из выходов которого соединен со входом блока коэффициентов, а другой - с третьим

входом реверсивного счетчика, входы дополнительного элемента совпадения соединены соответственно с выходами элемента совпадения и формирователя фазового импульса, выход блока совпадения подключен к первому входу блока определения величины и знака приращения скорости, второй вход которого соединен с выходом реверсивного счетчика, а выход блока определения величины и знака приращения скорости через цифровой ограничитель соединен с другим входом усреднителя и с третьим входом элемента совпадения.

РТсточники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.СССР, авт. свид. № 256396, кл. 42т 3/00, 28.12.67 г.

2.СССР, авт. свид. № 409263, кл. G 08С 15/06, 16.08.71 г.

3.СССР, авт. свид. № 487405, кл. G 08С 9/00, 27.08.73 г.

С.