Преобразователь углового перемещения в код Советский патент 1977 года по МПК G08C9/00 

сигнала /подключен к одному входу второго элемента И, к другому входу которого подключен выход усилителя синусного опорвого напряжения, выходы первого триггера лодключеиы к третьим входам блока считывания кода точного отсчета, а выход второго элемента И подключен к управляющему входу генератора счетных имтульсов.

На чертеже лредставлена структурная схема предлагаемого преобразователя.

Выходы источника 1 многофазных «апряжений соединены с входами фазового датчика 2 угла, вал которого соединен с валом датчика 3 грубого отсчета. Выход фазового датчика 2 угла подключен через усилитель-ограничитель 4 фазового сигнала к одному входу элемента И 5 и входу диффереицируюгцей це.почки 6. Выходы источника 1 многофазных напрял ений через усилители соответственно сищусного 7 и косинусного 8 опорных «апряжений подключены « одним входам триггеров 9 и 10, к другим входам которых .подключен выход дифференцирующей цепочки 6. Выход усилителя 7 синусного опорного напряжения соединен через одновибратор 11 с одними входами счетчика 12 точного отсчета, блока 13 считывания кода точного отсчета и блока 14 считывания кода грубого отсета и непосредственно- с другим входом элемента И 5, выход которого через генератор 15 счетных Импульсов соединен со счетным входом счетчика 12 точного отсчета, выходы которого соединены с вторыми входами блока 13 считывания кода точного отсчета, третьи входы которого подключены к выходам триггера 9. Выходы триггеров 9 и 10 подключены к входам селектора 16 направления Перемещения, выходы которого подключены к счетным входам реверсивного счетчика 17 грубого отсчета и входам элемента ИЛИ 18, выход которого лодключе« к одному входу элемента И 19, к другому входу которого через формирователь 20 сигнала грубого отсчета подключен выход датчика 3 грубого отсчета, а выход элемента И 19 через элемент 21 задержки соединен с входом сброса реверсивного счетчика 17 грубого отсчета.

Преобразователь работает следующим- образом.

Выходные на-пряжения источника многофазных напряжений, .поступающие на фазовый датчик 2 угла имеют вид

Ei (l-),

где E-i - напряжение на i-M выходе источника 1;

Ет - амплитудное значение напряжения; п - количество выходов (фаз) источника 1;

W-круговая частота; , 2п.

При И имеем: Е, Е sin wt;

En/1- 1 Е sin (wt j cos wi.

Эти напряжения поступают на усилители синусного 7 и косинусного 8 опорных напряжений. Выходной сигнал фазового датчика 2 угла, фаза которого пропорциональна углу поворота датчика а, усиливается, ограничивается и инвертируется усилителем-ограничителем 4 фазового сигнала. При этом , где fe i2 ro-i-коэффициент электрической редукции фазового датчика 2 угла , а Лго - разрядность счетчика 17 прубого отсчета. При совпадении положительных полуволн с выходов усилителя-ограничителя 4 фазового сигнала и усилителя 7 синусного опорного на/пряжения разрешающий сигнал с элемента И 5 поступает на генератор 15 счетных импульсов, который работает в. режиме ударного возбуждения. Длительность выходного импульса элемента И 5 при изменении фазы сигнала с усилителя-ограничителя 4 фазового сигнала от О до я по отношению к опорному синусному сигналу увеличиваемся от О до Г/2, где Т - период опорного сигнала, а при изменении фазы от я до 2я уменьшается от Г/2 до 0. Количество импульсов N, поступающих с выхода генератора 15 счетных имлульсов на счетный вход счетчика 12 точного отсчета пропорционально длительности положительного сигнала с элемента И 5.

Выходные сигналы с усилителей синусного 7 и косинусного 8 опорных напряжений поступают на -входы триггеров 9 и 10, на Свходы которых через дифференцирующую цепочку 6 подается сигнал с выхода усилителяограничителя 4 фазового сигнала. Поскольк} D-триггер при приходе на С-вход разрешающего импульса принимает состояние Q, равное состоянию сигнала на его D-входе, то каждый из триггеров 9 и 10 изменяет свое состояние через приращение фазы Аф л, причем выходные сигналы триггера 10 сдвинуты на я/2 по отношению к выходным сигналам триггера 9. Селектор 16 направления перемещения фор.мирует по сигналам с триггеров 9 и 10 через каждые импЗ-льсы, поступающие на суммирующий или на вычитающий входы реверсивного счетчика 17 грубого отсчета в зависимости от знака приращения фазы Ля(5.

Передним и задним фронтами выходного сигнала триггера 9 формируются импульсы счета, поступающие на реверсивный счетчик 17 грубого отсчета, а триггер 10 используется для определения направления перемещения, т. е. управления подачей имлульса на соответствующий вход счетчика 17 грубого отсчета. За один оборот входного вала на него поступит импульсов. При этом при изменении oj) от О до я и соответственно при изменении а на Я//С код точного отсчета изменится от О до , где «то - разрядность счетчика 12 точного отсчета. Следовательно, общее число разрядов преобразователя «s (-Лто

двоичных разрядов, а разрешающая способность его равна .

Выдача кода преобразователя осуществляется следующим образом.

Если «а счетчике 12 точного отсчета установлен код 11...1, а суммирующий импульс в реверсивный счетчик 17 грубого отсчета из-за наличия временных задержек уж& поступил, то при приходе разрешающего импульса с одновибратора И со счетчика 12 точного отсчета считывается код 00...О, а если суммирующий импульс на реверсивный счетчик 17 грубого отсчета «е -поступил, то считывается код 11...1. Если на счетчике 12 точного отсчета установлен код 00...О, а вычитающий имлульс уже поступил, то со счетчика 12 точного отсчета считывается код 11...1, если вычитающий импульс на реверсивный счетчик 17 грубого отсчета не поступил, то считывается код 00...0.

Достигается повышение надежности преобразователя, так как ошибка преобразования не превышает единицы младшего разряда счетчика точного отсчета. Обнуление счетчика точного отсчета происходит по заднему фронту импульса с одновибратора 11, который запускается по заднему фронту сигнала с усилителя 7 синусного опорного напряжения. Обнуление реверсивного сетчика 17 грубого отсчета производится один раз за оборот вала при приходе разрешающего импульса с формирователя 20 сигнала грубого отсчета. Импульсы с выходов селектора 16 направления перемещения через элемент ИЛИ 18 поступают на один вход элемента И 19, на второй вход которого поступает импульс с формирователя 20 сигнала грубого отсчета. При coiвпaдelнии импульсов на входах элемента И 19 выделяется импульс, который задерживается элементом 21 задержки на время т, задним фронтом производится 5становка в «О всех разрядов реверсивного счетчика 17 грубого отсчета. Время задержки т определяется временем установления указанного счетчика при приходе на его входы импульсов с селектора 16 направления иереме/щения.

Предлагаемый преобразователь имеет высокую надежность, его возможно реализовать на серийных интегральных схемах.

Формула изобретения

Преобразователь углового перемещения В код, содержащий фазовый датчик угла, вал которого соединен с валом датчика грубого отсчета, источник многофазных напряжений, выходы которого соединены с входами фазового датчика угла и соответствен.но с усилителями синусного и косинусного опорных напряжений, выходы которых подключены к одним из входов триггеров, выходами через селектор направления перемещения соединенных со счетными входами реверсивного счетчика грубого отсчета, выходы которого соединены с одними входами блока считывания кода грубого отсчета, к другим входам которого через одиовибратор подключен выход

усилителя синусного опорного напряжения, выход одновибратора подключен к одним входам счетчика точного отсчета и блока считывания кода точного отсчета, другие входы которого подключены к выходал счетчика точкого отсчета, счетный вход которого соединен с выходом генератора счетных импульсов, выходы селектора направления перемещения подключены через элемент ИЛИ « одному входу первого элемента И, к другому входу

которого через формирователь сигнала грубого отсчета подключен выход датчика грубого отсчета, выход первого элемента И через элемент задержки соединен с входом сброса реверсивного счетчика грубого отсчета, второй

элемент И, дифференцирующую цепочку, вход которой через усилитель-ограничитель фазового сигнала соединен с выходом фазового датчика угла, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности преобразователя, в нем выход дифференцирующей цепочки подключен к другим входам триггеров, выход Зсилителя-ограничителя фазового сигнала подключен ж одному входу второго элемента И, к другому 1ВХОДУ которого подключен выход усилителя синусного опорного наярялсения, выходы первого триггера подключены к третьим входам блока считывания кода точного отсчета, выход второго элемента И подключен к управляющему входу генератора

счетных импульсов.

00 .

Т I

/

17