Преобразователь угла поворота вала в код Советский патент 1980 года по МПК G08C9/04 

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА

В КОД

Изобретение относится к ббласти автоматики и вычислительной техники и может быть использовано для смазки аналоговых источников информации с цифровым вычислительным устройством. . . Известны преобразователи угла по,ворота вапа в код, содержащие индукционный параметрический датчик угла, выходы которого соединены с выходами источников постоянного тока и подключены к входам интегрируницего фазометра, в котором осуществляется усреднение следующих подряд мгновенных значений фазовых сдвигов за оборот модулятора параметрического датчика угла и преобразование среднего значения фазового сдвига в код ij. Недостатком таких преобразователе является погрешность, вызванМай температурнрй и временной нестабильност источников постоянного тока и интегрирующего фазометра. Известен также преобразователь, содержаидий датчик угла, подключенный через.коммутатор к цифровому фазомет ру. В таком преобразователе перед началом измерений при неподвижном состоянии входного, вала определяют 1поправку, соответствующую погрешности, вносимой цифровым фазометром, величину угла определяют в виде суммы измеренного значения и величины поправки 2, Недостатком преобразователя является необхо; имость проведения дополнительных измерений и вычислений. Кроме того, такому преобразователю свойственна погретиность, связанная с изменением его параметров в процессе эксплуатации. Наиболее близким техническим решением к изобретению является преобразователь угла поворота вала в код, содержащий индукционный параметрический датчик угла, два источника постоянного тока, подключенные к входам компараторов, блок формирования унитарного кода (БФУК},один выход которого, подключён к входу установки в нуль реверсиЪного счетчика, а выход разрядов реверсивного счетчика подключен к БФУК З . БФУК формирует последовательность пачек импульсов.Число импульсов в каждой пачке пропорционально мгновенному значению угла поворота. Число пачек импульсов, соответствующее одному циклу измерения, определяется

счётчиКом пачек, входящим в состав БФУК.,

Недостатком известного преобразователя является погрешность, вызванная температурной и временной нестабИЛЬНОСТЬЮ ИСТОЧНИКОВ ПОСТОЯННОГО ТОка и компараторов.

Целью изобретения является повышение точности работы преобразЫвателя.

Поставленная цель достигается тем, что в Предложенный преобразс5ватель угла поворота вала в код., введены два; коммутатора, дешифратор, элемент НЕ, Четыре элемента И и триггер. (Второй выход БФУК подключен ко вхору дешифратора, выход которого подлюЧен к одним входам первого и второго элементов И и через элемент НЕ к одним входам третьего и четвертого элементов И, другие входы которых соединены соответственно с третьим и четвертым выходами; БФУК, а выходы подключены к счетным входам реверсивного счетчика. Другие входы первого и второго элементов И соединены соответственно с пятым и шестым выходами БФУК, а выходы подключены ко входам триггера, выходы которого подключены к управляющим входам коммутаторов. Другие входы первого коммутатора подключены к выхбдам индукционного параметрического датчика угла, а выходда ко входам компараторов. Входы второго коммутатора подключены к выходам Компараторов, а выходы - ко BTOjJOMy и третьему входам БФУК.

Структурная схема преобразователя yrJiU поворота зала в код представлена на Чертеже.

Преобразователь содержит индукционный параметрический датчик угла 1, подключенный к коммутатору 2, выходы которого соединены с выходами источников 3 и 4 постоянного тока и подключены через компараторы 5 и 6 к коммутатору 7. Вцходы коммутатора 7 подключены ко входам БФУК, один выход которого подключен ко входу установки в нуль реверсивного счетчика 9, второй выход - ко входу дешифратора 10, выход которого подключен к одним входам элементов И 11 и 12 и через элемент .13 НЕ к элементам И 14 и 15. Выходы элементов И 11 и 12 подключены ко входам триггера 16, выходы которого подключены к управляющим входам; коммутатора 2 и 7. Выходы элеMeiwoB И 14 и 15 подключены ко входалГ Сложения и вычитания счетчика 9.

БФУК 8 содержит элементы И 17 и 18/ подключенные к единичным входам триггеров 19 и 20, единичные выходы которых через элементы И 21 и 22 подкгаочёны ко входам элементов И 14 и 15. Вторые входы элементов И 21 и .22 ;Подключецы к нулевым входам триггеров 19 и 20, а третьи входы - к выходу генератора 23 импульсов. Источник 24 команды Пуск подключен

к единичным входам триггеров 25 и 26. Выход триггера 25 подключен к элементу И 27, другой вход которого соединен через дешифратор 28 с выходом счетчика Э, а выход элемента И 27 с подключен к нулевым входам счетчика 9 и триггеров 19 и 20.Единичные выходы триггеров 19 и 20 по ключены к элементу И 29, выход которого подключен к нулевым входам триггеров

л 19, 20 и 25 и ко входу счетчика 30, импульсный выход переполнения которого подключен к нулевому входу триггера 26. Потенциальные выходы старшего разряда счетчика 30 подключены к элементам 11 и 12, а выходы разрядов счетчика 30 - к дешифратору 10. Преобразователь работает следующим образом.

При подключении обмотки статора датчика 1 через коммутатор 2 ко входу компаратора 5, а обмотки ротора . датчика1 ко входу компаратора 6 на входах компараторов 5 и 6 формируются синусоидальные сигналы, сдвиг фаз между которыми пропорционален

5 углу поворота входного вала датчика 1. Компараторы 5 и б формируют импульсы при переходе входных синусоидальных сигналов через нуль, например, при положительном градиенте.

Q Импульсы компараторов 5 и 6 через коммутатор 7 поступают на входы элементов И 17 и 18 блока 8.По команде Пуск с источника 24 триггеры 25 и 26 устанавливаются в

с состояние 1, и открываются элементы И 17 и 18. Первый после команды Пуск выходной импульс коммутатора 7 устанавливает соответствующий из триггеров 19 или 20 в состояние 1, открывается один из элементов И 21

0 или 22, и импульсы с генератора 23 через последовательно соединенные элементы И 21 и 14 или через элементы И 22 и 15 поступают на вход сложения или вычитания счетчика 9. Импульс с другого выхода -коммутатора 7 устанавливает другой триггер 20 или 19 в состояние 1. Элементы И 21 и 22 закрываются, и счет импульсов на счетчике 9 прекращается. При

Q этом открывается элемент И 29, устанавливая триггеры 19/ 20 и 25 в состояние О и занося 1 в счетчик 30, По приходе следующего выходного импульса коммутатора 7 цикл измерения мгновенного значения угла повторяется . Следующая пачка и 1пульсов текущего отсчета угла складывается на счетчике 9 с числом импульсов предыдущих отсчетов.

При достижении определенного кода

0 на счетчике 30 срабатывает дешифратор 10, через элемент 13 НЕ закрывая элементы И 14 и 15 и устанавливая триггер 16 в другое устойчивое состояние. На коммутаторах 2 и 7 происходит переключение каналов. Обмот5ка статора датчика 1 подключается ко входу компаратора 6, а обмотка р тора - ко входу компаратора 5. Выхо компаратора 5 подключается ко входу элемента И 18, а выход компаратора б - ко входу элемента И 17. При достижении н счетчике 30 пол вины полного значения кода дешифратор 10 отключается,элементы И 14 и 15 открываются, и в счетчик 9 посту пают очередные пачки импульсов, соответствующие текущим отсчетам угла Повторное срабатывание дешифратора 10 происходит через половину период работы счетчика 30 после первого срабатывания. Коммутаторы 2 и -7 воз вращаются в первоначальное состояни элементы И 14 и 15 закрываются до момента переполнения счетчика 30. По импульсу переполнения счетчика 30 триггер 26 устанавливается в сос тояние О, элементы И 17 и 18 закрывгиотся, и цикл измерения заканчи вается, В момент повторного срабатывания дешифратора 10 в счетчике 9 устанав ливается среднее значение кода угла поворота за цикл измерения. По окончании предыдущего цикла измерения по импульсу Пуск начина ется следующий цикл измерений. Длительность цикла измерения определяется емкостью счетчика 30, число ра рядов которого выбирается из услови обеспечения цикла измерения за один оборот модулятора датчика 1. За вре|мя переключения коммутаторов 2 и 7 и окончания переходных процессов, Связанных с переключением, произвощится за цикл измерения два отключе1ния входов счетчика 9 от блока 8. Моменты переключения коммутаторов 2 и 7 равномерно расставлены в цикле измерения, что исключает влияние погрешности углового шага зубцов модулятора. Для исключения погрешности при переходе чере:з полное значение фазы выходных сигналов датчика 1 в процессе цикла усреднения предназначен дешифратор 28 и элемент И 27. Если число импульсов в первой пачке после команды Пуск превышает половину максимального числа импульсов в пачке, то срабатывает дешифратор 28 и элемент И 27. Счетчик 9 и триггеры 19 и 20 устанавливаются в состояние О. В результате суммирования всегда начинается с пачки импульсов, меньшей, чем половина максимального значения числа импульсов в одной пачке. После первой пачки импульсов, зафиксированной в счетчиках 9 и 30, триггер 25 устанавливается в состояние О и элемент И 27 закрывается. Введение двух коммутаторов 2 и 7 дешифратора 10, элемента 13 НЕ, элементов И 11, 12, 14, 15 и триггера 16 исключает влиняие нестабильности 5 источников 3 и 4 постоянного тока и компараторов 5 и 6 на погрешность преобразователя. Все остальные элементы БФУК 8 и счетч 1К 9 выполняют вычислительные 1и логические.функции и практически не вносят погрешности в результаты измерения. Таким образом, предложенный преобразователь обладает более высокими точностными характеристиками по сравнению с изв 1Ё1стными преобразователями того же назначения. Экономический эффект от использования предложенного преобразователя определяется его Техническими преимуществами. f Формула изобретения Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий индукционный параметрический датчик угла, два источника постоянного тока, подключенных ко входам компараторов, блок формирования унитарного кода, один выход которого подключен к входу установки в нуль реверсивного счетчика, а выход разрядов реверсивного счетчика подключен к первому входу блока формирования унитарного кода, отличаюц и и с я тем, что, с целью повышения точности работы преобразователя, в него введены два коммутатора, дешифратор, элемент НЕ, четыре элемента И и триггер, второй выход блока формирования унитарного кода подключен ко входу дешифратора, выхой которого подключен к одним входам первого и второго элементов И и через элемент НЕ к одним входам третьего и четвертого элементов И, другие входы которых соединены соответственно с третьим и четвертым выходами блока форкшрования унитарного кода, а выходы подключены к счетным входам реверсивного счетчика, другие входы первого и второго элементов И соединены соответственно с пятым и шестым выходами блока форирования унитарного кода, а выходы одключены ко входам триггера, выхоы которого подключены к управляющим входам коммутаторов, другие входы первого коммутатора подключены к выходам индукционного параметрического атчика угла, а выхоДы - ко входам компараторов, входы второго коммутатора подключены к выходам компаратоов , а выходы - ко второму и третьеу входам блока формирования унитарного кода. Источники информации, ринятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 503268, кл. G 08 С 9/00, 1972. 2.Авторское свидетельство СССР 455356, кл. G 08 С 9/рО, 1972. 3.Авторское свидетельство СССР 372682, кл. Н 03 К 13/20, 11.08.71 (прототип).