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

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД

.. -J.. .....

Изобретение wftdcftfСИ k автоматике и вычислительной технике и может быть использоваир в системах преобразования информации.

Известны преобразователи угол-код накапливающего типа, характерной особенностью которых является то, нто они реагируюрна простраиствеиное (угловое или лииейцое) перемещение, которое в процессе преобразования разделяется на ряд элеменTiapHuf приращений. Суммируя приращения, накапливающий преобразователь формирует цифровой код, пропорциональный пространственному перемещению. Разрешающая способность известных накапливающих преобразователей определяется количеством импульсов, поступающих на счетчик за один оборот ротора датчика.

Известен накапливающий преобразовгг тель угла в код, содержащий датчик угла с Р парами полюсов, дифференцирующие элементы и блок определения иаправления вращения, соеднненный с входами счетчика, выходы которого являются выходами преобразователя.

В известном преобразователе выходной сигнал с ддтчйк;а угла поступает на дифференцирующие элементы, которые дифференцируют передний н задний фронты огибающей выходного сигнала с датчика. Число импульсов приращения перемещения с выiходов дифференцирующих элементов, определяющее разрешающую способность преобразователя, составляет р. С выходов блока для определения направления вращеиия на входы счетчика поступают счетные нм10 пульсы. С выходов счетчика сннмается цифровой код, пропорциональный угловому пе ремещению за время работы преобразователя.Известиый преобразователь имеет относительно высокую помехоустойчнвость за

И счет его низкой чувствительности и значительного {(нтервала между любыми двумя соседними счетными импульсами.

Однако недостатком .этого преобразователя является малая разрешающая способге иость.

Известен другой накапливающий преобразователь перемещеиие-код, содержащий чувствительный и задающий элементы, лотнческнй рк. дифференцирующие злементы, блок определения направпения враще ния, выходи которого являются выxoдa.и преобразователя. В этом преобразователе сигналы с чувствительных элементов после формирования поступают на четыре дифференцирующие элемента, благодаря чему число импульсов приращения увеличивается до 4р. Однако при этом уменьшается интервал между счетными Импульсами, что в сравнении с указанным выще устройством приводит к снижению помехоустойчивости преобразователя. Наиболее близкий по технической сущности к предлагаемому является накапливающий преобразователь угла поворота вала в код содержащий синусно-косинусный датчик угла, выходы которого непосредственно подключены к первым двум формирователям и через суммирующе-вычитающий блок - к двум другим формирователям, выходы формирователей подключены к логическому блоку, выходу которого подключены к реверсивному счетчику. /В этом преобразователе повышение раз; решающей способности достигается введением суммирующе-вычитак)щего блока, включенного между датчиком угла и формирователями, увеличением числа формирователей и числа элементов в логическом блоке формирования счетных импульсов. Благодаря увеличению числа импульсов, поступающих на вход реверсивного счетчика, разрешающая способность этого преобразователя повышается до 8р. Недостатком этого преобразователя является то, что одновременно с повышением разрешающей способности существенно снижается его помехоустойчивость. Цель изобретения - пбвыщениё помехоустойчивости накапливающего преобразователя угол-код при Сохранении его высокой разреш айщей способности. Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий синусно-косинусный датчик угла, . выходы которого непосредственно подключены к первым двум формирователям и через суммирующе-вычитающий блок подключены к двум другим формирователям, введены шифратор, регистр, блок сравнения и сумматор, входы шифратора соединены с выходами формирователей, а выход подключен к регистру и одному входу блока сравнения, другой вход которого соединен с выходом регистра, а выход блока сравнеМия подключен к сумматору. Это позволяет преобразовать йногофазиую систему сигналов с выходов формирователей в двоичный код с дальнейшим его запоминанием, сравнением предыдущей и пос ледующей информации, выделением разно сти и суммированием ее с кодом перемещения, содержащимся в сумматоре. Структурная схема представлена на чс-р теже. Предобразователь угла поворота вала в код содержит сннусно-косинусный датчик 1 угла, выходы которого непосредственно подключены к первым двум формирователям 2 и 3 и через суммирующе-вычитающий б.ок 4 - к двум другим формирователям 5 и 6. Входы шифратора 7 соединены с выходами формирователей 2, 3, 5 и б, а выход подключен к регистру 8 и одному входу блока 9 сравнения, другой вход которого соединен с выходом регистра 8. Выход блока 9 сравнения подключен к сумматору 10. Формирователи 2, 3, 5 и 6 представляют собой, например, триггеры Шмитта. Преобразователь работает следующим образом. Датчик I угла записывается постоянным напряжением, которое модулируется датчиком, в результате чего на его выходах формируются сигналы синусоидальной формы, сдвинутые по фазе друг относительно друга на 90 эл. град. Эти сигналы с частотой, определяемой угловой скоростью вращения ротора датчика , поступают на входы формирователей 2, 3 и входы суммирующе-вычитающего блока 4, с выхода которого снимаются два дополнительных синусоидальных сигнала, имеющих ту же частоту, что и выходные сигналы датчика 1, но сдвинутые относительно них на 45 эл. град. Сдвиг между дополнительными сигналами составляет 90 эл. град. С выходов суммирующе-вычитающего блока дополнительные сигналы поступают на входы формирователей 5 и 6. Из сигналов с выходов датчика I и суммирующе-вычитающего блока 4 формирователи 2, 3, 5 и 6 вырабатывают сигналы прямоугольной формы, поступ нэщие на входы шифратора 7, где формируется трехразрядный код Ni положения вала внутри полюсного деления датчика 1. Выходной код Nr шифратора 7 поступает на первый вход блока 9 сравнения и в регистр 8, где запоминается иа одни такт обработки информации и в виде кода поступает на второй вход блока 9 сравнения. в блоке 9 сравнения вырабатывается разность 4 NI между текущим кодом Nt и предыдущим кодом Nf : - AN, N, --NZ . Если разность д Ni положительна и меньше 4 (половины максимального кода шифратора 7), TOANi суммируется с содержимым сумматора 10. Если разность А NI отрицател,ная и (AN|)4, то разность а NI вычитается из содержимого суммато ра 10. Если ANt О H(AN) 4, то в блоке 9 сравнения образуется новая разность дМ 8-f 4Nf, которая суммируется с содержимым сумматора 10. Нгли д N 0 и (ANf) 4, то в блоке. 9 сравнения образуется разность ANi 8-ANi, которая вычитается из содержимого су «маторов 10. Для нормального функционирования преобразователя необходимо, чтобы угол поворота датчика 1 не превышал половины полюсного деления за время одного такта обработки информации.

Такой преобразователь имеет большую помехоустойчивость по сравнению с известными преобразователями накапливающего типа.

Формула изобретения

Преобразователь угла поворота вала г код, содержащий синусно-косинусный датчик угла, выходы которого непосредственно подключены к первым двум формирователям и через суммирующе-вычитающий блок подключень ; двум другим формирователям, отличающийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, в него введены шифратор, регистр, блок сравнения н сумматор, входы шифратора соединены с входами формирователей, а выход подключен к регистру и одному входу блока сравнения, другой вход которого соединен с выходом регистра, а выход блока сравнения подключен к сумматору.

9

{О

8