Преобразователь угла поворота вала в код Советский патент 1979 года по МПК G08C9/04 

из входов первого поляризованного ре ле и через первый многоустойчивый элемент - с входами первого делителя напряжения, другой вход первого поля ризованного реле соединен с выходом усилителя-ограничителя, вход которого объединен со входом-синусно-косинусного датчика и подключен к источнику опорного напряжения, выход первого делителя напряжения через последовательно соединенные первый инвертор и второй многоустойчивый эле мент соединен со входами второго дел теля напряжения и через второе поляризованное реле с первым входом дешифратора, выход второго делителя напряжения соединен со входами реле и ключи первой цепочки, входы реле и каждой последующей цепочки объединены и подключены к выходам кл ча и компенсационного элемента каждой предыдущей цепочки, выходы которых подключены к соответствующим вхо дам дешифратора, выход которого подключен к блоку ввода информации. На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого преобразователя угла поворота вала в код. Преобразователь состоит из синусно-косинусного датчика 1, делителей .напряжения 2 и 3, усилителя.-ограничи теля 4, дифференцирующей цепочки 5, инверторов б и 7, умножителя частоты 8, формирователя 9, элемента задержки 10 импульсов, ключевых элементов 11, 12, ключей реле 17-20, пол 5ризованных реле 21,.22, компенсирующих элементов 23-26, дешифратора 27 многоустойчивых элементов 28 29, устройства 30 бывода информации Устройство работает следующим образом. На выходе датчика 1 формируются синусоидальные сигналы, амплитуды которых пропорциональны синусу и косинусу текущего значения угла поворо та oL. Из этих сигналов при помощи ключевых элементов 11 и 12, которые кратковременно открываясь, пропускаю сигналы свыхода датчика, формируются импульсные сигналы с амплитудой, прЬпорциональной текущему мгновенному значению сигналов. Частота этих иг4пульсных сигналов во много раз превышает период опорного сигнала Uo Управляющие импульсы формируются из упорного сигнала при помощи цепочки последовательно включенных блоков; усилителя-ограничителя 4, дифференцирующей цепочки 5, инвертора 6, ум ножителя частоты 8 и формирователя 9 импульсов. Для компенсации влияния фазового сдвига между сигналами с выходов да чика элемент задержки 10 импульсов сдвигает моменты открывания ключевы элементов 11 и 12. Импульсный сигнал с выхода ключе вого элемента 11 подается на вход многоустойчивого эле 4ента 28, а сигнал с выхода ключевого элемента 12 - на вход дискретного делителя напряжения 2. Управлшощие выходы многоуг-тойчивого элемента 28 соединены С соответствующими входами делителя 2 (соответственно выходы многоустойчивого элемента 29 соединены со входами делителя 3). Многоустойчивый элемент 28 коммутирует делитель 2 в соответствий с амплитудой сигнала с ключевого элемента 11. .На выходе делителя 2 формируете импульсный сигнал, амппитуда которого пропорциональна отношению сигналов с выходов ключевых элементов 11 и 12. При этом исключается влияние на результат измерения изменений амплитуды опорного сигнала. Полярность импульса с выхода ключевого элемента 11 выделяется поляризованным реле 21, на второй вход которого подаются прямоугольные сигналы с. выхода усилителя-ограничителя 4 , соответствующие полупериодам опорного сигнала. Такая схема включения позволяет получить достоверную информацию о полярности импульса с выхода ключевого элемента 11 в течение всего периода опорного сигнала и таким образом определить полуплоскость , в которой расположен второй луч искомого угла. Далее импульс с выхода блока 2 поступает на инвертор 7 и на второе поляризованное реле 22, Инвертор 7 инвертирует только импульсы с отрицательной полярностью, обеспечивая, таким образом, поступление на второй многоустойчивый элемент 29 однополярных импульсов, В соответствии с амплитудой и импульсами, поступившими с выхода инвертора 7, многоустойчивый элемент 19 совместно с делителем 3 осуществляет арктангенсное преобразование в пределах углов 0-90®. Амплитуда импульсов на выходе делителя 3 пропорциональна углу поворота в этих пределах. Поляризованное реле 22, включенное на выходе блока 2, определяет полярность импульсов на выходе этого блока и, таким образомi определяет квадрант, в котором располагается второй луч искомого угла. Информация с выходов поляризованных реле 21 и 22 поступает на дешифратор 27. С выхода блока 3 импульс поступает на реле 17 и ключ 13. При превращении амплитудой импульса поворота Чувствительности реле 17 оно срабатывает и переключает ключ 13 так, что импульс проходит через компенсирующий элемент 23. Далее импульс .поступает на второй ряд последовательно включенных реле 18 и ключа 14, а через ключ - на компенсирующий элемент 24 при превышении порога срабатывания реле 18 и непосредственно на следующий каскад - в противном случае. Далее процесс протекает ана погично. Число каскадов последовательно включенных реле, ключей и компенсирующих элементов соответствует числ разрядов преобразователя (например, числу двоичных разрядов), причем по рог срабатывания реле и вес компенсирующего элемента каждого последую разряда меньше, чем предыдущег Код угла соответствует номерам сработавших (1) и несработавших (0) реле. Эта информация с выходов реле поступает на дешифратор, где суммируется со значениями, полученными с выходов реле 21 и 22. Результат преобразования выдается цифровым устройством 30 вывода информации. При необходимости информация об угле за несколько оборотов накапливается. Преобразователь обеспечивает высокое быстродействие, равное доли периода опорного сигнаша, что важно при низких частотах опорного сигнала и высоких скоростях изменения контролируемого угла. Высокая точность обеспечивается благодаря исключению влияния фазовых сдвигов между напряж ниями с выходов датчиков и исключению влияния изменений амплитуды опор ного сигнала на результат преобразов вания. Формула изобретения Преобразователь угла поворота ва ла в код, содержащий соединенный с входным валом синусно-косинусный датчик и делители напряжения, отличающийся тем, что, с целью пбвышения быстродействия и точности преобразователя, в него введе ны цепочки из последовательно соединенных реле, ключа и компенсационного элемента, элемент задержки, поляризованные реле, ключевые элементы, многоустойчивые элементы, первый инвертор, дешифратор, блок ввода информации и последовательно соединенные усилитель-ограничитель, дифференцирующая цепочка, второй инвертор, умножитель частоты и формирователь выход которого подключен к одному из входов первого ключевого элемента непосредственно и через элемент за.держки к одному из входов второго ключевого элемента, другие входа ключевых элементов соединены с выходами синусно-косинусного датчика, выход первого ключевого элемента соединен с одним из входов первого поляризо ванного реле и через первый много,устойчивый элемент - с входами первого делителя напряжения, другой вход . первого поляризованного реле соединен с выходом усилителя-ограничителя, вход которого объединен со входом синуснокосинусного датчика и подключен к источнику опорного напряжения, выход первого делителя напряжения через последовательно соединенные первый инвертор и второй многоустойчивый элемент соединён со входами второго делителя напряжения и через второе поляризованное реле с первым входом дешифратора, выход второго делителя напряжения соединен со входами реле и ключа первой цепочки, входы реле и ключа каждой последующей цепочки объединены и подключены к выходам ключа и компенсационного элемента каждой предыдущей цепочки, выходы которых подключены к соответствующим входам дешифратора, выход которого прдключен к блоку ввода информации. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1,Зверев А.К. и др. Преобразователи угловых перемещений в цифровой код . Л., Энергия, 1974, с. 143. 2.Зверев А.Е. н др. Преобразователи угловых перемещений в цифровой од .Л.,Энергия, 1974,с. 147,рис.72.,