Преобразователь угла поворота вала в код Советский патент 1980 года по МПК G08C9/06 

1

Изобретение относится к системам автоматического преобразования неэлектрических величин в электрический сигнал, а именно к преобразователям угла поворота вала в код.

Известны преобразователи угла поворота вала в код, содержащие ЭЛТ , дисковую диафрагму, установленную перед экраном ЭЛТ, дисковый светосборник с торцо вым оптическим входом, фотоприемник, соединенный через усилитель с одним входом коммутатора, к другим входам которого подключены выход генератора и последовательно соединенного с ним делителя, и счетчики, подключенные к выходам коммутатора, выходы счетчиков соединены со схемой усреднения результата недостаткам этого преобразователя следует -отнести: сложность системы и обработки стоп-сигналов, наличие погрешности при формировании стоп-сигналов за счет применения чувствительного элемента, зависимость точности преоб-

разования от светотехнических параметров ЭЛТ.

Наиболее близким техническим решением к Предложенному является преобрадователь угла поворота вала в код, содержащий ЭЛТ с электромагнитной отклоняющей системой с внутренним электродом, расположенным перед экраном ЭЛТ, генератор, выход которого соеди10нен со входом ци4ро-аналогового преобразователя (ЦАП), делителя частоты и с первым входом коммутатора, к BTCjitoму входу которого подключен выход делителя частоты и первый вход ключа,

15 к второму входу которого подключен выход триггера, выход ключа соединен с счетчиком, к третьему входу коммутатора подключен выход элемента ИЛИ, выходы коммутатора через счетные декады сое20динены с блоком усреднения J2.

Преобразователь не обеспечивает высокой точности преобразования. Цель изобретения - повышение точности преобразования угла поворота вала в код. Поставленная цель достигается за счет того, что в преобразователь угла поворота вала в код введен дополнительный делитель частоты, вход которого соединен с выходом основного делителя частоты, а выход - с одним входом триг гера, к другому входу которого подключ первый вход элемента ИЛ-И и первый вывод внутреннего электрода, выполненного в виде равномерно расположенных по окружности радикальных секторов. Второй вывод внутреннено электрода подклю к одному из секторов и второму входу элемента ИЛИ. Выход ЦАП соединен с электромагнитной отклоняющей системой На фиг. 1 представлена структурная схема предложенного преобразователя угла поворота вала, в код; на фиг. 2 временные диаграммы, поясняющие его работу. Преобразователь угла поворота вала в код (фиг. l) содержит ЭЛТ 1, соос- но скрепленную с выходным валом 2. Кольцевая развертка электронного луча обеспечивается при помощи электромагнитной отклоняющей системы 3, которая подключена к выходам ЦАП 4. Генерато 5, кроме управления работой ЦАП 4, подключен к основному д,елителю 6 частоты ij. коммутатору 7. Выход делителя 6 соединен со вторы входом коммутатора 7 и с последовател но соединенными дополнительным делителем 8 частоты, триггером 9, ключом 10, счетчиком 11. Коммутатор 7 управ ляет работой идентичных счетных декад состояния которых усредгяются блоком 13,усреднения. На поверхности экрана ЭЛТ 1 нанесен металлизированнь й внутренний электрод в виде равномерно расположенных по окружности секторов 14,имеющих общий вывод, кроме контр ноге сектора 15, имеющего отдельный вывод. Вывод контрольного сектора 15 соединен со вторым входом триггера 9 и входом элемента ИЛИ 16, к другому входу которого подключен общий первый вывод металлизированных секторов 14. Выход элемента ИЛИ 16 соединен с тр тьим входом коммутатора 7. Количество секторов на экране ЭЛТ разно N , при этом коэффициент деления делителя 6 выбирается таким, чтобы аа полный оборот электронного луча на экране ЭЛТ, что соответствует прохождению строго определенного количества импульсов генератора 5 (фиг. 2,а) в ЦАП 4, на выходе делителя 6 формировалось N импульсов (фиг. 2,б), которые будут использованы как старт-сигналы в системе точного отсчета угла (коммутатор 7, счетные декады 12 и блок 13 усреднения результата) и одновременно как квантующие импульсы с весом рад каждый в системе грубого отсчета угла (дополнительный делитель 8, триггер 9, ключ 10 и счетчик 11). Коэффициент деления дополнительного делителя 8 равен N , поэтому на его выходе сигнал появляется после каждого полного оборота электронного луча в строго определенном месте относительно неподвижной отклоняющей системы 3, принимаемом за начало отсчета измеряемого угла. Сигнал с дополнительного делителя 8 (фиг. 2jB) является стартовым в системе грубого отсчета. Данный сигнал переводит триггер 9 в единичное состояние, последний, в свою очередь, открывает ключ Ю, через который импульсы с делителя 6 поступают в счетчик 11. Сигналы с выхода ЦАП 4 (фиг. 2 г, д) поступают на отклюняющую систему 3. Электронный луч, двигаясь под действием магнитного поля неподвижной электромагнитной отклоняющей системы 3 по окружности, проходит последовательно по радиальным секторам, сигналы с которых (фиг. 2,е) через элемент ИЛИ 16 поступают в коммутатор 7. Эти сигналы являются стоп-сигналами для системы точного отсчета угла, а сигнал, снимаемый с контрольного сектора 15 (фиг. 2,з) при попадании на него электронного луча, кроме этого, является стоп-сигналом для системы грубого отсчета угла. Сигнал с контрольного сектора 15 по второму входу триг гера 9 переводит его в нулевое состояние (фиг. 2,ж). Ключ 1О закрывается, счет и шульсов в счетчике 11 прекращается (фиг. 2,и). Старт-сигналы с делителя 6, стопсигналы с элемента ИЛИ 16 и импульсы генератора 5 при помощи коммутатора 7 управляют работой счетных декад 12. При этом каждойсчетной декаде соответствует определенная пара старти стоп-сигналов, соответствие которых определяется коммутатором 7. Блок 13 .усреднения результата производит усреднение состояний счетньтх декад 12 (фиг. 2,к) в течение каждогооборота электронного луча. Величина измеряемого угла может быть определена по уравнению: , где Я- измеряемый угол в радианах; П - количество импульсов в счетчике 11 системы грубого отсчета Л - результат усреднения значения угла в системе точного отсчета, полученный с блока 13 усреднения результата. Таким образом, каждый стартовый сигнал при работе устройства формирует ся генератором 5, поступает в электрон ную часть преобразователя без дополнительных преобразований, поэтому точность определения начала временного интервала, пропорционального углу, зависит только от стабильности работы генератора 5. В счетчик 11 системы гр бого отсчета поступают импульсы генератора 5, прошедшие через делитель 6, поэтому значение угла, измеренное в си теме грубого отсчета, свободно от погрешности эксцентриситета и скорости развертки электронного луча, а в систем точного отсчета угла результат измерения постоянно усредняется. Стоп-сигналы формируются электронной частью преобра зователя, что повышает точностные характеристики измерителя. Применение двух согласованных систем отсчета позволяет значительно снизить разрядность счетных декад 12, повысить в связи с этим быстродействие преобразователя. Использование контрольного сектора 15 с отдельным выводом упрощает получени и обработку стоп-сигналов. 79 Ф 3 о б р о р м у л а и е т е н и я Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий электроннолучевую трубку с электромагнитной отклоняющей системой и с внутренним электродом, расположенным перед экраном трубки, генератор, выход которого соединен с входом делителя частоты, с входом цифро-аналогового преобразователя и с первым входом коммутатора, к второму входу которого подключен выход делителя частоты и первый вход ключа, к второму входу которого подключен выход триггера, выход ключа соединен с счетчиком, к третьему входу коммутатора подключен выход элемента ИЛИ, выходы коммутатора через счетные декады соединены с блоком усреднения, отличающийся тем, что, с целью по:вышения точности преобразователя, в него введен дополнительный делитель частоты, вход которого соединен с выходом основного делителя частоты, а выход .с одним входом триггера, к другому входу которого подключен первый вход элемента ИЛИ и первый вывод внутреннего электрода, который выполнен в В1зде равномерно расположенных по окружности радиальных секторов, второй вывод внутреннего электрода связан с одним из векторов и соединен со вторым входом элемента ИЛИ, а-выход цифро-аналогового преобразователя соединен с электромагнитной отклоняющей системой. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2454272/18-24, кл. Q 08 С 9/О6, 1977. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2530949/18-24, кл. Q 08 С 9/О6, 1977 (прототип).

а 6

ё

е

3 ж и