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

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОБОРОТА ВАЛА В КОД

I

Изобретение относится к системам автоматического контроля и преобразс вания перемещений в электрический сигнал, а именно к преобразователям пёр.&1ещений в цифровой код.

Известно устройство для преобразования перемещений в цифровой код, содержащее генератор, соединенный через делитель частоты и фазорасщепитепь с фазовращателем, нуль-орган регистр кода и звено кинематической связи фазовращателя с валом механизма СП.

Недостаток указанного устройства состоит в сравнительно низкой точности из-за наличия кинематическо связи фазовращателя с валом механизма.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является преобразователь угла поворота вала в код содержащий генератор, делитель частоты, выход которого через

фазорасщепитель подключен ко входу фазовращателя, выход фазовращателя подключен к первому входу блока квантования сигнала, а выход - к первому входу регистра и редуктор, соединяющий вал фазовращателя с механизмом 21.

Недостаток этого преобразователя также состоит в пониженной точности в связи с наличием механического редуктора, соединяняцего вал фазовращателя с валом электродвигателя или с перемещающимся механизмом. Механический редуктор вносит дополнительную погрешность в преобразование перемещений в код, которая обусловлена, во-первых, неточностью изготовления зубчатых шестерен, и, во-вторых, погрешностью реализации передаточных отнснпений, выражаемых иррациональными числами, необходимость в которых возникает, в частности, в зубчатых передачах рейка-шестерня.

Цель изобретения - повышение точности преобразователя угла поворота вала в код.

Поставленная цель достигается тем что в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий генератор, делитель частоты, выход которого через фазорасщепитепь подключен ко входу фазовращателя, выход которого соединен с первым входом блока квантования сигнала, выход которого соединен с первым входом регистра, введены три дополнительных делителя частоты и формирователь импульса сброса, счетные входы первого и второго дополнительных делителей частоты соединены с выходом генератора, выход первого дополнительного делителя частоты соединен с входом осаовного делителя частоты, выход второго дополнительного делителя частоты соединен с счетным входом третьего дополнительного делителя частоты и с вторым входом блока квантования сигнала, выход третьего дополнительного делителя частоты подключен к второму входу регистра, входы сброса второго и третьего дополнительных делителей частоты соединены с выходом формирователя импульсов сброса, вход которого подключен к выходу основного делителя частоты.

На чертеже приведена блок-схема преобразователя угла поворота вала в код.

Преобразователь содержит генератор 1, делитель 2 частоты, фазорасщепйтель 3, вход которого подключен к выходу делителя 2 частоты, фазовращатель 4, вход которого соединен с выходом фазорасщепителя 3,блок 5 квантования сигнала, первый вход которого подключен к выходу фазовращателя 4, регистр 6, первый вход которого соединен с выходом блока 5 квантования сигнала, а выход - с кодовой шинбй 7, дополнительные делители 8 и 9 и 10 частоты и формирователь 11 импульса сброса, вход первого дополнительногр делителя 8 частоты соединен с выходом генератора 1 и счетным входом второго дополнительного детштеля 9 частоты, а выход соединен с входом делителя 2 частоты, выход второго дополнительного делителя 9 частоты подключен к счетному входу третьего дополнительного делителя 10 частоты и второму входу блока 5 квантовайия сигнала, входы сброса второГО 9 И третьего 10 допблнительных делителей частоты соединены с выходом формирователя 11 импульса сброса, вход которого подключен к выходу делителя частоты 2, и выход третьего дополнительного делителя 10 частоты соединен со вторым входом регистра 6

Работа преобразователя состоит в следующем.

С выхода генератора 1 импульсы тактовой частоты поступает через делитель 8 частоты на вход Делителя 2 и через делитель 9 на вход делителя 10 Делитель 2 частоты вырабатывает сигналы кодовой развертки для фазорасщепителя 3, формирующего двухфазную или трехфазную систему питающих напряжений для фазовращателя 4 типа вращающегося трансформатора или сельсина. На выходе фазовращателя 4 образуется сигнал, фазовый сдвиг которого относительно опорного сигнала одной из фаз питания фазовращателя 4 пропорционален угловому перемещению вала фазовращателя 4. Этот сигнал приходит на первый вход блока 5 квантйвания сигнала. На второй вход блока 5 поступают импульсы d выхода делителя 9 частоты, которые используются для квантования по. фазе выходного сихнала фазовращателя 4, На выходе блока 5 формируются узкие квантованные по фазе импульсы, которые проходят на первый вход регистра 6. На второй вход регистра 6 поступают с выхода . делителя 10 частоты сигналы кодовой развертки.. Делитель 10 частоты имеет коэффициент деления, равный ксшичеству дискрет перемещения, приходящихся на один оборот фазовращателя 4. Кодовая комбинация, образующаяся на выходе делителя 10 частоты в момент прихода квантованного по фазе импульса с выхода блока 5 Квантования сигнала, записывается в регистр 6 и поступает с его выхода на кодовую шину 7 с котрой считывается цифровой код, отображающий в заданных единицах величину перемещения механизма, связанного с валом фазовращателя 4. Синхронизация работы делителя 10 частоты относительно опорного сигнала и установка начала отсчета перемещения обеспечивается формирователем I1 импульса сброса, который вьздает импульс при определенной (заданной) кодовой «омбинации на выходе делителя 2 частоты. Согласование системы измерения с перемещающимся механизмом обеспечивается за счет электрической редукции, реализуемой при помощи первого 8 и второго 9 дополнительных делителей частоты. Отношение коэффициентов деления этих делителей частоты соответствует передаточному отношению кинематического звена, связывающего механизм (ГЪалом фазовращателя 4. Таким образом, преобразователь позволяет повысить точность преобразования угла поворота вяла в код благодаря использованию в нем электрической редукции. При этом общая погрешность преобразования снижается за счет уменьшения погрешности кинематической связи между перемещающимся механизмом и валом фазовращателя и за счет повьоаения точности реализации передаточного отношения, выражаемого иррациональным числом, в зубчатых передачах рейка-шестерня (благодаря воз можности выполнения коэффициента электрической редукции с необходимой степенью уточнения Формула изобретения Преобразователь угла поворота вала в. код, содержащий генератор, делитель частоты, выход которого через фазорас щепитель подключен ко входу фазовращателя , выход первым входом блока квантования сигнала, которого соединен с первым входом регистра, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в него введены три дополнительных делителя частоты и формирователь импульсов сброса, счетиле ВХОДЫ первого и второго дополнительных делителей частоты соединены с выходом генератора, выход первого дополнительного делителя частоты соединен с входом основного делителя частоты, выход второго дополнительного делителя частоты соединен с счетным входом третьего дополнительного делителя частоты и с вторым входом блока квантования сигнала, выход третьего дополнительного делителя частоты подключен к второму входу регистра, входы сброса второго и третьего дополнительных делителей частоты соединены с выходом формирователя импульсов сброса,вход которого подключен к выходу основного делителя частоты. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе I . Зверев А.Е. и др . Преобразователи угловых перемещений в цифровой код. Л., Энергия, 1974, с. 156, 2. Бай Р.Д. и др. Управление следящими электроприводами с применением цифровых устройств, м., Энер-; прототип ,