Преобразователь угла поворота вала в код Советский патент 1980 года по МПК G08C9/00 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для связи аналоговых источников информации с цифровым вычислительным устройством. Известны преобразователи угла поворота вала в код, содержащие многодорожечные кодовые шкалы однопеременного двоич ного кода, одна из которых укреплена на входном валу, все кодовые шкалы последовательно соединены друг с другом через понижаюшие редукторы, чувствительные элементы, подключенные к преобразователям однопеременного кода в арифметический, выходы которых подключены к блокам согласования отсчетовfl. Сложность известного преобразователя вызвана введением дополнительного согласуюшего разряда и преобразователей однопеременного кода в арифметический, а также сложной технологией изготовления многодорожечных кодовых шкал. Другие известные преобразователи содер жат однодорожечные кодовые шкалы,соединенные между собой дискретными цевочными передачами 2. Считывание информации происходит в моменты времени между управляющими импульсами шагового двигателя, поворачиваюш.его кодирующий элемент точно на один квант. Недостатком такого устройства является появление ложных кодовых комбинаций при непрерывном изменении угла поворота как внутри каждого отсчета, так и на границах переключения их, поскольку кодовые комбинации каждой пары соседних положений кодирующего элемента отличаются значениями больше, чем в одном разряде. При отсутствии устройства дискретизации считывания, функции которого в указанном преобразователе выполняет шаговый двигатель, возникают ошибки, превышающие один квант. Применение кодирующих элементов, состоящих из большого числа активных участков с различным числом квантов и на разных угловых расстояниях усложняет технологию производства, требует высокой точности изготовления их и повышает требования к юстировке считывающих элементов в пространстве. Наиболее близким техническим решением к изобретению является преобразователь угла поворота вала в код, содержащий однодорожечные кодовые шкалы невзвешенного двоичного кода, одна из которых укреплена На входном валу, все кодовые шкалы последовательно соединены друг с другом через понижаюш,ие редукторы, чувствительные элементы, установленные относительно друг друга в каждой из кодовых шкал на расстоянии кванта углового перемещения и подключенные к соответствуюш,им шифраторам 3. Этому устройству свойственна сложность Построения блоков согласования отсчетов.

Целью изобретения является упрош,ение преобразователя.

Достигается это тем, что в преобразователе угла поворота вала в код, содержащем однодорожечные кодовые щкалы невзвешенного двоичного кода, одна из которых укреплена на входном валу, все кодовые щкалы последовательно соединены друг с Другом через понижающие редукторы, чувствительные элементы, установленные относительно друг друга в каждой из кодовых щкал на расстоянии кванта углового перемещения и подключенные к соответствующим щифраторам, число чувствительных элементов для каждой из кодовых шкал, кроме старшей, на единицу меньше числа квантов активного (пассивного) участка кодовой шкалы.

В таком преобразователе значения кодов Младшего отсчета, соответствующие двум отличающимся на единицу граничным значениям соседнего старшего отсчета, одинако1зы. Поэтому специальных блоков для согласования отсчетов не требуется.

На фиг. 1 дана структурная схема преобразователя; на фиг. 2 - таблица значений сигналов на выходах чувствительных элементов и выходах преобразователя. : Преобразователь содержит входной вал 1, кодовые шкалы 2 и 3., соединенные через понижающий редуктор 4. Чувствительные элементы 5 ,-5э младшей кодовой шкалы 2 и чувствительные элементы ,о старшей кодовой mKajtbi 3 подключены к шифраторам 7 и 8, на выходах которых формируются рефлексные коды 7,-7 и младшего и старшего отсчетов преобразователя.

Число чувствительных элементов 5 младшей кодовой шкалы 2 на единицу меньше числа квантов активного (пассивного) участка этой шкалы. Шифраторы 7 и 8 предназначены для преобразования невзвешенного кода в рефлексный и состоят из одноразрядных сумматоров-по модулю 2 (гп) и элемента ИЛИ.

в момент считывания, изображенные на фиг. 1 чувствительные элементы младшего 5i-69 и CTapinero 61-бю отсчетов, находятся под воздействием пассивных квантов кодирующих элементов 2 и 3. Выходные сигналы этих элементов, подаваемые на входы щифраторов 7 и 8 равны нулю, и сигналы на выходах 7i-It, и 8i-8jy принимают нулевые значения, кодирующие нулевое (исходное) положение входного вала , соответствующее нулевой отраженной десятичной позиции (ОДП).

При повороте по часовой стрелке входного вала 1 на угол а 18° первый чувствительный элемент 5; младшего отсчета будет находиться под воздействием активного кванта кодирующ.его элемента 2, следовательно только на выходе элемента 5 появится сигнал «единица. Единичный сигнал будет и

Q на выходе 71 шифратора 7. Эта кодовая комбинация (вторая строка фиг. 2) кодирует положение входного вала 0. 18°, соответствующее цифре 1 ОДП и т. д. При повороте вала 1 на угол а 180° (цифра 9 ОДП) в момент переключения отсчетов, все чувствительные элементы младщего отсчета будут находиться под воздействием активных квантов кодирующего элемента 2, т. е. «единицы появятся на выходах элементов Ъ - 6s. Так как чувствительные элементы 5t,

J, 5з, Ss, 5ь а также бг, 5g и 64, 5б попарно подключены к входам логических элементов суммирования по модулю 2, то на выходах 7t, 72, 7з шифратора будут нулевые сигналы, а на выходе 1ц единичный сигнал. Из т-аблиц на фиг. 2, поясняющих работу

S преобразователя, видно, что ошибка считывания не превышает одного кванта при непрерывном изменении входного угла а от 0° до 180°, поскольку каждая позиция отличается от соседних значением только одного выхода 5j, и соответственно сигналы на выходах 7i-7 также, отличаются от соседних значением только одного из выходов.

При изменении входного угла в преде.лах и 180°±9° редуктор 4 поворачивает

5 кодовую шкалу 3 старшего отсчета на угол г« 0-f-18°, однако, и в этом случае ощибка при считывании информации не превысит одного кванта. Рассмотрим подробно момент считывания при а 180°, т. е. на границе между позициями 9 и 19. Поскольку число активных квантов больше на единицу числа чувствительных элементов на выходах последних сохраняются сигналы единица непрерывно в пределах а 180°± ±18°, а изменение выходных сигналов произойдет при переключении старшего отсчета только в одном из чувствительных элементов 6i-б 10. Это соблюдается на всех границах переключения 9-19, 10-20,..., 90- 90..., 100-О, причем выходные сигналы шифратора 8 также отличаются значением

только одного из выходов 8. Таким образом, изменению угла поворота входного вала 1 от о(. О до а 360° X 10 соответствуют 200 комбинаций выходных сигналов чувствительных элементов 5i-63, 61-бю, полуJ ченных за десять полных оборотов кодовой шкалы 2 младщего отсчета и один оборот кодовой шкалы 3 старщего отсчета.

Получаемые на выходах ,, и 8|8s (фиг, 2) комбинации сигналов состоят из четных О-9, 20-29... и нечетных , 39-30... циклов, отличающихся порядком следования комбинаций внутри цикла. Так как каждой комбинации выходных сигналов чувствительных элементов 5 -бэ соответствует комбинация 7i -7 , включая и смежные одинаковые комбинации при переключении грубых отсчетов, совпадающих с изменением четности цикла младщего отсчета, то каждая из пары одинаковых комбинаций 5, -59 принадлежит четному либо нечетному циклу 7,-7 , причем избыточность считываемой информации сокращается на пять информационных разрядов в каждом отсчете. При изготовлении преобразователем угла в код наиболее трудоемким процессом является изготовление кодовых щкал. В предложенном устройстве кодовые щкалы всех отсчетов независимо от выходного кода, состоят из двух геометрически одинаковых участков. Выбор числа чувствительных элементов меньше на единицу числа квантов активного участка кодовой щкалы младшего отсчета позволяет избежать ошибок считывания, превышающих один квант, без применения специальных электромеханических устройств дискретизации считывания и блпкпн согляспвяния отсчетов. Формула изобретения Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий однодорожечные кодовые шкалы невзвешенного двоичного кода, одна из которых укреплена на входном валу, все кодовые шкалы последовательно соединены друг с другом через понижающие редукторы, неподвижные чувствительные элементы, установленные относительно друг друга в каждой из кодовых шкал на расстоянии кванта углового перемещения и подключенные к соответствующим щифратора.м, отличающийся тем, что, с целью упрощения преобразователя, число чувствительных элементов для каждой из кодовых шкал,кроме старшей, на единицу меньше числа квантов активного (пассивного) участка кодовой шкалы. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР {бЗмГ ГЬ оГгQ/OoTqfiT кл. d 08 С 9/00, 1962. 2.Авторское свидетельство СССР № 346956, кл. G 08 С 9/00, 1972. 3.Беляев Г. В. и др. Преобразователь углового положения вала в код. ЛДНТП, ..........-.-. ... . г С Р. 7 (прототип).

7/, 7з72 7/bi 8j /K/N/N/N/кхк Фиг. 1 Ьг Ь, &S