Преобразователь угла поворота валаВ КОд Советский патент 1981 года по МПК G08C9/04 

t

Изобретение относится к импульс ной и цифровой технике и предназначается для использования в приборах автоматики и электропривода различных объектов народного хозяйства (станки с ЧПУ, промышленные роботы, автоматические линии и т.д.).

Известен преобразователь угол-код, содержащий генератор эталонной частоты, вход которого соединен с входом счетчика импульсов и одним входом формирователя, второй вход которого, соединен через нуль-орган с трехфазным фазовращателем, входы которого соединены с выходами частотного фильтра, выход формирователя подключен к первым входам блока вентилей, вторые входы которого поразрядно соединены с выходами счетчика импульсов, выходы блока вентилей соединены поразрядно с входами выходного регистра, и фазорасщепитель, вход которого -подключен к выходу счетчика импульсов. Принцип работы этого преобразователя угол-код заклю.чается в том что при наличии фазового сдвига между напряжениями на входе и выходе фазовращателя импульс на выходе формирователя появляется в моменты времени, когда на счетяике

фиксируется код, пропорциональный угловому перемещению, который передается в выходной регистр 1 .

Недостатки известного преобразователя состоят в невысокой точности преобразования и малом быстродействии.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является преобразователь угол-код, содержащий

0 генератор эталонной частоты, выход которого соединен с входом счетчика импульсов и одним входом формирователя, второй вход которого соединен через нуль-орган с выходом многофазного (трехфазного) фазовращателя, входы которого соединены с выходами частотного фильтра, выход формирователя подключен к первым входам блока вентилей, вторые входы которого по0разрядно соединены с выходами счетчика импульсов, а выходы блока вентилей соединены поразрядно с входами выходного регистра; фазорасщепитель, вход которого подключен к выходу

5 счетчика импульсов, формирователь широтно-импульсных многофазных (трехфазных) напряжений и преобразователь десятичного кода в двоичный, выходы которого соединены с третьими входа0ми блока вентилей, а входы соединены

С первыми выходами фазорасщепителя и одними входами формирователя широтно-импульсных многофазных напряжений, другие входы которого соединены поразрядно с выходами счетчика импульсов, третьи входы соединены с вторыми выходами фазорасщепителя, а выходы подключены к входам частотного фильтра, фазорасщейитель содержит три триггера, включенных по схеме кольцевого делителя частоты на три 2.

Однако преобразователь позволяет получить высокую точность преобразования при малом быстродействии.

Цель изобретения - повышение быстродействия.

Поставленная цель Достигаетсй тем, что в известный преобразователь содержащий генератор эталонной частоты, выход которого соединен со входом первого счетчика импульсов, формирователь широтно-импульсных многофазных напряжений и многофазный фазовращатель, введены второй счетчи импульсов, дифференцирующий и вычитающий блоки и многофазный формирователь импульсов, выходы которого подключенык соответствующим входам дифференцирукнцего блока, выход которого соединен с первым входом второго счетчика импульсов, выход которого, выходы первого счетчика импульсов и многофазного,формирователя импульсов подключены к соответствующим входам вычитающего блока, выход генератора эталонной частоты соединен со вторым входом второго счетчик1а импульсов, выход первого счетчика импульсов подключен ко входу формирователя широтно-импульсных многофазных напряжений..

На чертеже изображена структурная схема преобразователя угла поворота вала в код.

Преобразователь содержит генератор 1 эталонной частоты, первый счетчик 2 импульсов, формирователь 3 широтно-импульсных многофазных напряжений, многофазный фазовращател 4, второй счетчик 5 импульсов, дифференцирующий блок б, многофазный формирователь 7,, импульсов и вычитающий блок 8. °

Для трехфазного варианта старший разряд первого счетчика 2 импульсов выполняется делителем на три в трехфазном коде, а младшие разряды и второй счетчик 5 могут быть выполнены в коде с любым основанием.

Преобразователь угла поворота вал в код работает следующим образом.

Импульсы генератора 1 эталонной частоты поступают на входы счетчиков 2 и 5, при этом младшие разряды счетчики 2 импульсов и счетчик 5 импульсов имеют одинаковую емкость и pfeботают в непрерывном режиме счета. При достижении в младших разрядах

счетчика 2 импульсов максимальной емкости происходит переключение в старшем разряде счетчика 2 импульсов и возвращение в исходное состояние младших разрядов счетчика 2 импульсов.

Для формирования трехфазного кода старший разряд счетчика 2 импульсов записывает шесть цифровых сигналов кода 0-5 с выхода младших разрядов счетчика 2 импульсов, после чего возвращается в исходное нулевое состояние.

Цифровые сигналы старшего и младших разрядов счетчика 2 импульсов поступают в формирователь 3 широтноимпульсных многофазных напряжений и формируют на его выходах трехфазные синусоидальные напряжения, которые питают первичные обмотки многофазного фазовращателя 4. При нулевом рассогласовании преобразователя, когда выходные трехфазные синусоидальные напряжения на выходных обмотках многофазного фазовращателя 4 совпадают по фазе с входными напряжениями, на выходе многофазного формирователя 7 импульсов трехфазные сигнал и эквивалентные им .сигналы обычно цифрового кода также совпадают с трехфазными сигналами старшего разряда счетчика 2 импульсов. Поскольку при каждом переключении выходных сигналов происходит установка через дифференцирующий блок б в исходное состояние счетчика 5 импульсов , его цифровые сигналы и сигналы многофазного формирователя 7 импульсов полностью совпадают с цифровыми сигналами счетчика 2 импульсов. Следовательно, разность этих цифровых сигналов на выходе вычитающего блока 8 равна нулю.

При угле, отличном от нулевого значения, изменяются фазовые соотношения между сигналами на входных и выходных обмотках многофазного фазовращателя, и, следовательно, меняется положение между цифровыми сигналами с выхода многофазного формирователя 7 импульсов и трехфазными сигналами старшего разряда счетчика 2 импульсов, при этом разность этих сигналов на выход вычитающего блока 8 пропорциональна значению входного угла многофазного фазовращателя 4.

Таким образом, предлагаемый преобразователь угла поворота вала в код непрерывно вьщает ифровые сигналы, пропорциональные значению входного угла многофазного фазовращателя с частотой опроса в шесть раз большей, чем у известных преобразователей.

Формула изобретения

Преобразователь угла поворота вал;а в код, содержаиций генератор эталонной частоты, выход которого соединен со входом первого счетчика импульсов, формирователь широтно-импульсных многофазньк напряжений и многофазный фазовращатель, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в преобразователь введены второй счетчик импульсов, дифференцирующий и вычитающий блоки и многофазный фо1 4ирователь импульсов, выходы которого подключены к соответствующим входам дифференцирующего блока, выход которого соединен с первым входом второго счет чика импульсов, выход которого,выхсщы первого счетчика импульсов и многофаз ного) формирователя импульсов подключены к соответствующим входам вычитающего блока, выход генератора эталонной частоты соединен со вторым входом второго счетчика импульсов, выход первого счетчика импульсов подключен ко входу формирователя широтно-импульсиых многофазных напряжений. Источники И1(формации, принятые во внимание при экспертизе 1.Зверев А.Е. и др. Преобразователи угловых перемещений в цифровой код. Л.,Энергия, 1974, с. 156. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке I 2553418/18-21, кл. G 01 В 7/30, Н 03 К 13/24, 1977 (прототип)..