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

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД

входом первого триггера, а второй вход - к первому выходу формирователя импульсов, первый ВХ.ОД которого соедш1ен с выходом ключа. Второй выход формирователя импульсов соеданен е первым входом четвертого элемента И. Выход четвертого триггера соедииен с первым входом третьего триггера и вторым входом четвертого элемента И, выход которого соедияен с первым входом элемента ИЛИ, ко второму входу которого подключен выход третьего элемента И. Выход элемента ИЛИ подключен к первому входу счетчика, второй вход которого объединен с соответствующими входами триггеров и синхронизатора и подключен к шине питания.

На фиг. 1 изображена блок - схема преобразователя угла поворота вала в код; на фиг. 2 временная диаграмма напряжений, где обозначены: эпюры а - д, показывающие форму напряжений в некоторых точках преобразователя при измерен1ш углов свыше 180°. На эпюрах приведены е-и - фррное напряженйеи и выхо;уюе напряже1ше Uj фазовращателя; б - HNmynbCHoe напряжение на выходе ключа 2, в, ж - напряжение на выходе триггера 14, г, з - напряже1ше на выходе триггера 16, д, и - импульсы на входе счетчика 19.

Преобразователь содержит генератор импульсов 1, ключ 2, делитель частоты 3, формирователь синусоидального напряжения 4, фазовращатель 5, нуль - органы 6,7, синхронизатор 8, формирователь импульсов заполнения 9, элементы И 10-13, триггеры 14, элемент ИЛИ 18, счетчик 19 и шину питания.

Выход счетчика является выходом преобразователя.

Импульсы генератора 1 поступают на ключ 2 и делитель частоты 3. С делителя 3 напряжение подается на формирователь 4 с частотой, необходимой для питания фазовращателя 5. Формирователь 4 преобразует его в синусоидальное напряжение запятки фазовращателя 5, которое одновременно является опорным напряжением. Для повышешш точности в преобразователе производится получение суммарного кода об измеряемом угле между началами положительных и отрицательных полуволн опорного и выходного напряжений фазовращателя 5. При этом опорное и выходное напряжение фазовращателя подаются соответственна на входы нуль - органов 6 и 7, которые формируют на первом выходе импульсы от начала положительных полувохш, а на втором - импульсы от начала отрица тельных полуволн.

После поступления запускающего импульса на шину питания под воздействием импульса с первого выхода нуль - органа 6 от начала положительной полуволны спорного напряжения начинается отсчет углового положения ротора фазовращателя 5. При этом происходит подключе}ше импульсов генератора 1 через синхронизатор 8 и ключ 2 к первому входу формирователя 9, а также формирование через элемент И 10 на выходе триггера 14 прямо

угольного импульса, задний фрор коюрою соответствует поступлению импульса с периого выхода нуль - органа 7 на второй вход триггера 14 от начала положительной полуволны выходаого напряжения фазовращателя 5. Для исключения повторного срабатывания триггера 14 при нервом ноявлении импульса на его выходе переключается триггер J5 и отключается элемент И 10. Одновременно триггер 15 подает разрешающий потенциал на элемент И 11 с целью формирования импульса с длительностью равной времешюму интервалу между началами отрицательных полуволн. При этом с приходом импульса со второго выхода нуль органа 6 через элемент И 11 на выходе триггера 16 формируется соответственно прямоугольный, импульс, который заканшвается при поступлении импульса со второго выхода нуль - органа 7 на второй вход триггера 16. Для исключения повторного включения триггера 16 триггер 17 под воздействием импульса с выхода триггера 16 снимает разрешающий поте1щнал с элемента И 11. Импульсы с выходов триггеров 14 и 16 поступают соответствешю на элементы И 12 и 13, на вторые входы которых подаются последовательности импульсов, образованных формирователем 9 из импульсов генератора 1, прощедщцх через ключ 2. Формирование импульсов заполнения может быть проведено при помощи триггера, счетный вход которого соединен с выходом ключа 2, путем дифференцирования получаемых на его выходах прямоугольных напряжений. При этом импульсы заполнения на входах элементов И 12 и 13 сдвинуты один относительно другого на полпериода и имеют частоту следования, равную половине частоты генератора импульсов 1. И тульсы, прошеднтие через элементы И 12 и 13, объединяются элементом ИЛИ 18 и поступают на счетгик 19, выдающий код об измеряемом угле. Преобразователь устанавливается в исходное состояние для следующего цикла считывания углового положения путем подачи импульса на щину питания. Последний производит сброс предыдущего показания счетчика 19, подачу разрешающего потенциала на элементы И 10,11 соответCTBCifflo через триггеры 15 и 17, сброс по третьему входу триггеров 14 и 15 и установку в исходное состояние С1шхронизатора 8 и формирователя 9. Установка в исходное состояние синхронизатора 8 и формирователя 9 необходима для синхронизации момента появления илшулъса на первом выходе нуль - органа 6 и поступления первого импульса иполнения на вход элемента И 17, что повышает точность преобразования.

Использование дополнительных элементов в предлагаемом преобразователе угол - код позволяет уменьшить noi ieimiocTH, обусловленные искажениями формы вхо/цгого и выходного напряжений фазовращателя, а также уменьшить зав и11мас1ь получаемых данных от качества нуль - органок. И результате поЕьп1Гается точность работы препбрак (ештеля на 50% (данные были получены при женериментальиом исследовании точности макета ире«брачователя). При лом стоимость устройства может быть снижена на 20 % блаюдаря применению стандартизированных узлов вычислительной техники. Изобретение може быть использовано при построении прецизионных нреобразователей угол код.

Формула изобретения

Преобразователь угла поворота вала в код, содержаний последовательно соединенные генератор импульсов, делитель частоты, формирователь синусоидального напряжения и фазовращатель, вход и выход которого подключены к соответствующим нуль - органам, зыход генератора импульсов соединен с первым входом ключа, второй вход которого соединен с выходом синхронизатора, выход первого нуль-органа подключен к первому входу синхронизатора, счетчик и шину питания, отличающийся тем, что, с целью повышения точности работы преобразователя, в него введе1П)1 формирователь импульсов, триггеры, элементы ИЛИ и И; BxozU) первого элемента И соединены с первым выходом первого нуль - органа и первым выходом первого триггера, а выход - с первым входом второго триггера, второй вход которого подключен к первому выходу второго

нуль - органа; входы второю элемешаИ (.ое.шТГГ ны соответственно со вторым ныхояом Нршчп нуль - органа, вторым выходом первою триггера и выходом третьего трнгге1и, а выход с 11е(1вым входом четвертого триггера, второй вход которого подключен ко второму выходу второго нуль органа; первый вход третьего элемента И нодключен к выходу второго трнггера, который соединен со вторым входом первого триггера, а второй вход первому выходу формирователя импульсов, первый вход которого соединен с выходом ключа; второй выход формирователя импульсов соединен с первым входом четвертого элемента И; выход четвертого триггера соединен с первым входом третьего триггера и вторым входом четвертого элемента И, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, ко второму входу которого подключен выход третьего элемента И; выход элемента ИЛИ подключен к первому входу счетвдка, второй вход которого объединен с соответствук}uoiMii входами триггеров и сщ хро Н1затора н подключен к imuie питания.

Источники информа101и, принятые во BimManne при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР, N367542

КЛ.Н 03 К 13/22,21.06.71.

2. Авторское, свидетельство СССР, №341065. кл. G 08 С 9/04,,26,04.71.

шшмшшишш

jf

«.

/

-г

ae-1

t

-f

a 1

iJ2.Z