Преобразователь углового перемещения в код Советский патент 1982 года по МПК G08C9/04 

Изобретение-относится к системам автоматического контроля и преобразования перемещений, а именно к преобразователям углового перемещения в код. Известны преобразователи углового перемещения в код, содержащие датчик перемещения, входы которого подключены к выходам функционального преобразователя код-напряжение, управляемого кодом реверсивного счетчика. Выход датчика через усилитель подключен к фазочувствительному выпрямителю, управляющему работой генератора, подключенного через логическое устройство к входу реверсивного счетчика 1. Недостатками таких преобразователей перемещения в цифровой код являются, во-первых, их ограниченная.точность, и, во-вторых, сложность. Оба недостатка связаны с применением цифроаналогового преобразователя, требующего для реализэции большоеколичеств прецизионных ключей и трансформаторов, изготовляемых по специальной технологии . Наиболее близким к предлагаемому является преобразователь перемещения в код, содержащий генератор импульсов, выход которого через усилительформирователь подключен к входам реверсивных счетчиков, выходы одного из них соединены с входами блока индикации, выходы согласующего блока подключены к входам датчика перемещения, выход которого через фильтр нижних частот соединен с входом усилителя-формирователя, дополнительный реверсивный счетчик, выходы которого подключены через блок сравнения кодов к входам формирователя импульсов и через.дешифраторы - к входам триггера, выходы которого соединены с одноименными входами дополнительного реверсивного сметчика и с входами формирователя импульсов, вторые входы которого подключены к первым выходам 39 другого реверсивного счетчика, выход старших рязрядов которого подключены к другим входам блока сравнения кодов, генератор импульсов подключен к счетному входу дополнительного реверсивного счетчика 23. Недостатком известного устройства является применение комбинационных схем в блоке сравнения кодов, дешифраторах и формирователе импульсов синусно-косинусного преобразователя при высокой дискретности преобразова ния ведет к большому количеству межэлементных соединений, что приводит к снижению надежности работы npeo6pa зователя, так как возникает возможность появления ложных срабатываний формирователя импульсов. Цель изобретения - повышение надежности его работы. Поставленная цель достигается за счет того, что в преобразователь угл вого перемещения в код, содержащий датчик угла, входы которого подключе ны через блок согласования к выходам формирователя импульсов, выход датчика угла через фильтр нижних частот подключен к одному входу усилителяформирователя сигнала, к другому вхо ду которого подключен выход генератора импульсов, выход усилите91я-формирователя сигнала соединен с устано вочными входами первого и второго ре версивных счетчиков, выходы второго реверсивного счетчика соединены со входами блока индикации, введены делитель импульсов-и два суммирующих счетчика, выход генератора импульсов соединен с счетными входами делителя импульсов и суммирующих счетчиков, выходы делителя импульсов подключен к первому, второму, третьему и четвертому входам формирователя импульсов, к пятому и шестому входам которого подключены кодовые выходы старших разрядов первого реверсивного счетчика, к седьмому и восьмому входам формирователя импульсов подключе ны выходы суммирующих счетчиков, одни вх;оды разрешения счета которых со единены с соответствующими выходами формирователя импульсов, другие входы разрешения смета соединены с выхо дом предпоследнего старшего разряда первого реверсивного счетчика, установочные входы суммирующих счетчиков соединены с соответствующими кодовыми выходами первого реверсивного сметчика. 3 На чертеже приведена структурная схема преобразователя углового перемещения в код. Преобразователь содержит датчик 1 угла типа вращающегося трансформатора, фильтр 2 нижних частот, усилитель-формирователь 3 сигнала, генератор k импульсов, первый и второй реверсивные счетчики 5 и 6, блок 7 индикации, суммирующие счетчики 8 и 9. делитель 10 импульсов, формирователь 11 импульсов-и согласующий блок 12. Преобразователь углового перемещения в код работает следующим образом. В реверсивном счетчике 5 хранится число, пропорциональное текущему положению роторадатчика 1 угла. Это число в прямом и обратном коде подается на установочные входы суммирую-, щих счетчиков 8 и 9. На счетные входы делителя 10 импульсов и суммирующих счетчиков 8 и 9 поступают импульсы с генератора . Эти импульсы делятся делителем 10 и на выходе делителя образуется четыре последовательности импульсов одной частоты, сдвинутые относительно друг друга на 90°. Эти импульсы поступают на формирователь 11, который в зависимости от состояний, поступающих на его входы сигналов двух старших разрядов реверсивного счетчика 5, выдает по выходам управления сигналы на разрешение счета суммирующих счетчиков 8 и 9. в которые предварительно записан в зависимости от состояния предпоследнего разряда реверсивного счетчика 5 его прямой или обратный код. Формирователь 11 по информационным выходам производит формирование двух импуль- . сных сигналов, амплитуда первых гармоник которых меняется по синусоидальному и косинусоидальному законам в функции числа, хранящегося в реверсивном счетчике 5. Дяя формирования импульсного сигнала, амплитуда первой гармоники которого меняется по закону синуса, а для делителя 10 выбирается последовательность импульсов с фазовым сдвигом О или 180 , из которой формируется передний фронт этого импульсного сигнала в зависимости от состояния старшего разряда реверсивного счетчика 5 а его задний фронт формируется сигналом с выхода суммирующего счетчика 8, в кото рый по сигналу Предварительная запись, записывается прямой или обратный код реверсивного счетчика 5, в зависимости от состояния его предпоследнего разряда, и по сигналу Разрешение счета, формирующемуся выбранным импульсом с делителя 10, разрешается работа суммирующего счет чика 8, в счетном режиме. После появ ления сигнала на выходе счетчика 8 снимается сигнал Разрешение счета. Для формирования импульсного сигнала, амплитуда первой гармоники которого меняется по закону косинуса, с делителя 10 выбирается одна из последовательности импульсов с фазовым сдвигом 90° или , в зависимости от состояний двух старших разрядов реверсивного счетчика 5, указывающих в каком квадранте находится ротор да чика 1, из которой формируется сигнал Разрешение счета, разрешающий работу суммирующего счетчика 9 в счетном режиме, в который по сигналу предварительной записи записывается прямой или обратный код реверсивного счетчика 5, в зависимости от состояния его предпоследнего разряда. Сигнал на выходе суммирующего счетчика 9 снимает сигнал Разрешение счета и формирует передний фронт им- . .пульсного сигнала, амплитуда первой гармоники которого меняется по закон косинуса, а задний фронт этого сигна ла формируется последовательностью импульсов снимаемой с делителя 10. С выходов формирователя 11 сигналы sin сСи cos ct через согласующий блок 12 поступают на входы датчика 1 угла. Напряжение рассогласования с выхо ной обмотки датчика 1 поступает в фильтр 2 нижних частот, где происходит выделение первой гармоники. Гармонический сигнал далее поступает в усилитель-формирователь 3, где происходит его усиление в зависимости от его фазы, формирование импульсног сигнала рассогласования, который затем подается в реверсивный счетчик 5 и вызывает изменение числа в нем до тех пор, пока значение угла , инфо мация о котором хранится в счетчике 5, не станет равным значению угла поворота ротора датчика положения f. При (,Н выходное напряжение датчик равно О и разностный импульсный си1 нал на выходе усилителя-формирователя 3 отсутствует-. Разностный импульс ный сигнал одновременно подсчитывает ся счетчиком 6, управляющим блоком 7 индикации, обеспечивая возможность осуществления визуального наблюдения за работой преобразователя. Такое выполнение преобразователя перемещения в кОд приводит к упрощению схемного решения, так как в нем синусно-косинусное преобразование осуществляется делителем, реверсивным счетчиком, двумя cyммиpyющи u1 счетчика и и формирователем импульсов, это в свою очередь-уменьшает количество межэлементных связей, а также повышает надежность работы преобразователя за счет исключения комбинационных схем, вызывающих возможность появления ложных срабатываний формирователя иипульсов, а значит и самого преобразователя перемещения в код. Формула изобретения Преобразователь углового перемещения в код, содержащий датчик угла, входы которого подключены через блок согласования к выходам формирователя импульсов, выход датчика угла через фильтр нижних частот подключен к одному входу усилителя-формирователя, сигнала, к другому входу которого подключен выход генератора импульсов, выход усилителя-формирователя сигнала соединен с установочными входами первого и второго реверсивных счетчиков, выходы второго реверсивного счетчика соединены со входами блока индикации, о т л и ч а.ю щ и и с я тем, что, с целью повышения надежности преобразователя, в него введены делитель импульсов и два суммирующих счетчика, выход генератора импульсов соединен со счетными входами делителя импульсов и суммирующих счетчиков, выходы делителя импульсов подключены к первому, второму, третьему и четвертому вхрдам формирователя импульсов, к пятому и шестому входам которого подключены кодовые выходы старших разрядов первого реверсивного счетчика, к седьмому и восьмому . входам фор ирователя импульсов подключены выходы суммирующих счетчиков, одни входы разрешенеия счета которых соединены с соответствующими выхрда.ми формирователя импульсов, другие входы разрешения счета соединены с выходом предпоследнего старшего разряда первого реверсивного счетчика.

установочные входы суммирующих счетчиков соединены с соответствующими кодовыми выходами первого реверсивного сметчика.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Зверев В.П, и др. Преобразователи угловых перемещений в цифровой код. Л., Энергия, igy, с. 138.

2.Авторское свидетельство СССР № 536501, кл. G 08 С 9/00, 1975

(прототип).