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

I

Изобретение относится к преобразователям неэлектрических величин в дискретный электрический сигнал; а именно, к преобразователям угла поворота вала в код.

Известен преобразователь угла поворота вала в код, содержащий фазовращатель питание которого осуществляется двумя амшштудномодулированными сигналами с огибающими, сдвинутыми друг относительно друга на определенный угол 1.

Недостаток известного преобразователя состоит в ограниченном быстродействии связанным с тем, что цикл преобразования в данном случае равен периоду огибающей напряжения питания фазовращателя, т.е. результирующий код вырабатывается один раз за период огибающей напряжения питания. Длительность же периода огибающей ограничивается с одной стороны реально достижимыми скоростями вращения двигателя, а с другой - граничным быстродействием логических элементов при требуемой дискретности отсчета.

Наиболее близким по технической суишости к предложенному изобретению является преобразователь )тла поворота вала в код, содержащий двигатель, связанный через датчик шкалы с датчиком питания, вькоды которого соединены с BxojcpMH датчика угловьк перемещений, выходы которого через фазорасщепитель соединены с входами формирователя стоп - импульса, вь1ход шкалы соединён с входом формирователя тактовых импульсов 2.

Недостаток- этого устройства состоит:в сложности конструктивного вйполненйя, в резуль-г тате чего снижается его надежность

Цель изобретения - повьпиение надежности преобразователя угла поворота вала в код.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь угла поворота вала в код введены нуль-орган, формирователь промежуточного кода и формирователь кода угла, вход нульоргана соединён с одним выходом датчика питания, а выход - с первым входом формирователя промежуточного кода, к второму входу которого подключен выход формирователя тактовых импульсов, а к третьему входу - один выход формирователя стоп-импульса, другой выход которого соединен с одним входом формироватёля кода угла, к другому входу которого подключен выход формирователя промежуточного кода. На фиг. } приведена структурная схема преобразователя; на фиг. 2 - диаграммы, поясняющие его работу. Преобразователь угла поворета вая в код . содержит двигатель-1, датчик шйалы 2, датчик Ш1тания 3, даршк угловых перемещений 4, форлШрователь тактовьтх импульсов 5, фазорасщепитель 6, фop fflpoвaтeль стоп-импульса 7, нульорган 8, формирователь промежуточного кода угла 9, формирователь кода угла 10. В состав форшрова1елй стоп-импульсов 7 входят нульорганы U, элемент ИЛИ 12 и формирователь , номера стоп-1шпульеов 13. Работа предлагаемого преобразователя угла поворота вала в код про{ схадит етбдующям ьб . Двигатель 1 вращает с угловой скоростью § роторы датчика 3 пйтзшш н датчики 2 шкалы (фиг. 1). Сигналы с датчика 3 питашя и . Vftj йодзются на синусную и крсинусную обмот ки датшпса 4 угловь1х перемещений. По ймходйомусигналу Vfjj, снимаемому с да1щаса: йиания Э.,форгуя{руется с помоифго-нульоргана S один стйрт-импуйьс за период огабаjdmeft в MftMSHt перехода этой огибаюв ей через нуль Ьт Ьтрйца ельйого значения к положигетп.ному. В фазорасщепвтеле б по сйгналал Уфг,| и с выходов датчика jraoBbix перймещеш 4 форшруется m исходных сигазлов р|, (фиг. 2), равиомерпо сдбинутьж по фазе огибающей по отношению друг к йа угол в соответствий со следующим равенством: . ФВ х Фва-Vp S - 4d.X, где k ОД ..., (т - 1) - порядков,1Й номер формируемого в фазорасщепителе 6 BbixOiujioro ciOTaJfa,,frt -.Шсйо. фдрмируемь1х вь хбдных Шгаалов, AJJ-, Bj -коэф$ицйе1гпв1, вьиисляемые в соответствш со следующими равенства Ш .. ,л, ., . . circtg Фазорасщешпель б может быть выполнен 53 виде группы суммирующих усилителей. Каждый из вь1ходов усилителей, образующи фазорасщепитель б, подключен ко входу порого вого устройства, группа которьгх представляет собой нуль-орга1 ы И, вырабатываюи.ше серию стоп-импульсов. Причём, нулевой стоп-импульс соответствуюшда точке перехода через нуль от отрицательного значения к положительному огибающей сигнала V(ppq, сдвинут во времени относительно старт-импульса на угол а, первый стоп-Импульс сдвинут относительно того же старт-импульса на угол а + - второй - на на угол а + k угол а + 2, k-тый ( фиг., 2), Все стоп-импульсы-объединяются в . одном канале с помощью элемента ИЛИ 12. Таким образом, на первый вход формирователя 9 промежуточного кода за период огибающей поступает один старт-импульс, на второй вход в течение foro же Периода поступа1от т стопимпульсов, первый из которых йдвинут относительно старт-импуЛьса на УГОЛ а, la все последующие - на угол а + k . На третий вход формирователя9 промежуточного кода поступанА заполнения, выраЭатыраемые формирователем. 5 в wioMeHTbi перехода через нуль огиёаюЩей выходного сигнала дйтЧика: 2 щкалы. Промежуточный код образуется в|формировате ле 9 путём заполнения временно«г интервала между ста:рт-ймпульсом и аждьпл:вд стои-импульсов импульсами с формирователя 5. Позтому, фор1шрб1затель промежутбчно1роко4а может быть выполнен как двоичный счетчик, все триггера которого сбрасьгоаются в нуди TID сигналу старт-импульса. Ца счетный вход счбтчйка постзшают импульсы заполнения с формирователя 5, а счилйваййе рег улыата производится m раз за период огибающей каждьш стОп-импуЛьсом. При этом, код, сштанный йо первому стоп-импульсу пропорцйЬнален углу, lio второму -а + + , по k-тому d + k. Для получения кода пр0порционального только yi-riy а из промежуточного кода вьфабатьйаелюго в формирователе 9 необходимо вычесть код, п ропОрцйонал пый номеру стоп-импульса, rto Которому гфоизОщлО сЧитываше йрОмежуточногокода из формирователя 9 ( формирователь 10. Номер стопимпульса определяется в формирователе 13. Формирователь 10 кода угла а представляет собой алгебраический сумматор, в котором производится вычитаюзе кода, пропорционального нойеру текущего стоп-импульса, из соответствующего ему промежуточного кода, 1фопорщгонального длительности временного интервала между старт-импульсом и текущим стопимпульсом. Результат вычитания, получаемый m раз запериод огибающей, пропорционален углу а. Формула изобрете ни я Преобразователь:угла поворота вала в код, содержащий двигатель, связанный через датчик шкалы с датчиком питания, выходЬг которого соединены с входами датчика угловых перемещений, выходы которого через фазорасщепитель