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

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и можот быть использовано в информационно-измерительных системах для преобразования угла поворота первич ных датчиков в цифровой код. Известен преобразователь угловог положения вала в код, содержащий се . льсин, выпрюштель, переключатель, ком раторы,блок грубо го измерения, счетчи генератор импульсов, блок управленл{я, элементы И и триггер t lНедостатком этого преобразователя является сложность его выполнени Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является преобразователь углового положения вала в кр, содержащий сельсин, пер вичная обмотка которого подключена к источнику напряжения питания, а вторичные обмотки через последовательно соединенные выпрямитель и переключатель - к одному из входов компаратора, двухполупериодный выпрямитель, вход которого подключен к источнику напряжения питания, а в ход - к другому входу компаратора, блок грубого измерения, один из входов которого подключен к источни ку напряжения питания, другие входы соединены с вторичными обмотками s сельсина, первый выход - с управляюирш входом переключателя, а второй выход - с одним из информационных входов счетчика, генератор импульсов, выход которого соединен с входом блока управления, первый выход которого соединен с первым вхо-дом элемента И, а другие выходы - с соответствующими управляющими входами считывания и установки нуля счетчика, другой информационный вход которого соединен с выходом элемента И, компараторы, элементы ИЛИ и триггеры t 2 3. Недостатком известного преобразователя является его сложность. Цель изобретения - упрощенне преобразователя. . Поставленная цель достигается тем, что в преобразователе, содержащем сельсин, первичная обмотка которого подключена к источнику напряжения питания,а вторичные обмотки через последовательно соединенные выпрямитель и переключатель - к одному из входов компаратора,блок грубого измерения, один из входов которого подключен к источнику напряжения питания, другие входы соединены с вторичными обмотками сельсина, первый выход блока грубого измерения соединен с управляющим входом перек пoчaтeля, а второй выход соединен с одним из информационных входов счетчика, генератор импульсов, выход которого соединен с входом блока управ ления, первый выход которого соединен с первым входом элемента И, выход которого соединен с другим инфор мационным входом счетчика, а другие выходы блока управления соединены с соответствующими входами считывания и установки нуля счетчика, источник напряжения питания через двухполупериодный выпрямитель подключен к другому входу компаратора, выход компаратора соединен с вторьаи входом элемента И. На фиг. 1 показана структурная схема преобразователя на фиг..2 временные диаграммы, поясняющие прин цип его действия. Преобразователь углового положения вала в код содержит сельсин 1, источник 2 напряжения (i питания, выпрямитель 3, переключатель 4, компаратор 5, двухполупериодный выпрямитель 6, элемент И 7, блок 8 грубого, измерения, счетчик 9, генератор 10 импульсов и блок 11 управления, кроме того, в состав блока 11 входя элемент И 12, делитель 13 частоты и триггер 14. Преобразователь работает следующим образом. Напряжение вторичны.х обмоток сел сина 1 и напряжение U питания с вы хода источника 2 поступают на входы блока 8 грубого измерения. Этот бло в зависимости от фазовых.соотношени между указанными напряжениями фврми рует код N грубого отсчета угла поворота 0 ротора сельсина, который соответствует углам & 60° (где 1 « 1, 2, 3|...) и заносится непосредственно в старшие декады счетчик 9, и сигнал управления переключате,лем 4, который подключает к первому входу компаратора 5 одно (меньшее из трех выпрямленных посредством вы рямителя 3 фазных напряжений сельсина (Up ) . Напряжение Uf, питания (фиг. 2а) детектируется двухполупериодным выпрямителем 6, выполняющим функции формирователя модуля, и после детектирования. -(Un) подает ся на второй вход компаратора 5, ко торый реализует операцию сравнения напряжений (if, и U (фиг. 2б) . Цикл измерения начинается с моме та подачи импульса на вход Запуск при этом данный импульс сбрасывает счетчик 9 в нуль по входу Уст.О и устанавливает уриггер 14 блока 11 управления в такое положение, при котором элёк ент г И 12 оказывается о крытым для счетных импульсов генератора 10,. йроходящих через элемент И 7 (управляемый сигналом с выхода компаратора 5, фик. 2в) на вход счетчика 9. Момент запуска должен быть засинхронизирован с напряжением Uj, питания. В противном случае может возникнуть погрешность, обусловленная потерей в течение времени t, измерения пачки или доли пачки счетных импульсов генератора 10 импульсов. С началом (в момент времени t) . цикла измерения сигнал высокого потенциального уровня ( соответствующего уровню логической 1) с выхода компаратора 5 (фиг. 2в) поступает на управляющий вход элемента И 7 и разрешает прохождение счетных импульсов генератора 10 на счетчик 9 (фиг. 2г) . В момент времени t. , соответствующий выполнению равенства Uj Ug (фиг.26), компаратор срабатывает , уровень его выходного сигнала скачком изменяется до нуля (точнее до уровня, соответствующего уровню логического О, см. фиг.2в) и элемент И 7 закрывается; .в резуль-. тате поступление счетных импульсов генератора 10 на счетчик 9 прекращается (фиг. 2г). Компаратор 5 остается в данном положении все время , пока выполняется U 1% . В момент времени t,. соответствующий выполнению (вторично в рассматриваемом периоде напряжения и„ питания) равенства и Up (после которого напряжение U переходит в область значений uJ, Up ) , компаратор 5 вновь срабатывает и-ч-потенциальный уровень его выходного сигнала скачком изменяется до уровня логической 1 (фиг.2в) - элемент И 7 открывается и счетные импульсы генератора 10 ч вновь начинают заполнять счетчик 9 (фиг. 2г). Компаратор 5 сохраняет данйое положение все время, пока и{| и. В момент времени t , соответствующий выполнению (в третий раз в рассматриваемом п-ериоде напряжения Up.) равенства U U (после которого напряжение U;, переходит в область значений Up Ug), компаратор срабатывает, уровень его выходного сигнала скачком изменяется до нуля (фиг.2в) и элемент И 7 закрывается, блокируя цепь поступления счетных импульсов генератора 10 на 9 (фиг.2г), Компаратор 5 остается в данном положении все время, пока . В момент времени t, соответствующий выполнению (в четвертый раз в рассматриваемом периоде напряжения Up ) равенства Un Uj (после которого напряжение U переходит в область значений Un в) f компаратор 5 очередной раз срабатывает и потенциальный уровень его выходного сигнала скачком изменяется до уровня логической- 1 (фиг. 2в) - элемент И 7 открывается и счетные импульсы генератора 10 начинают поступать на счетчик 9 (фиг. 2г).

В дальнейшем процесс аналогоцифрового преобразования происходит аналогично, в последовательности, описанной выше.

После прохождения заранее заданного числа счетных импульсов, обычно кратного 36 О, делитель 13 частоты выдает сигнал, кофорый перебрасывает триггер 141 в результате эле: о мент И 12 блока 11 управления закрывается и поступление четных импульсов генератора 10 на элемент И 7 прекращается. Одновременно этот же сигнал прступает на вход Счит. счетчика 9, разрешая считывание его содержимого, пропорционального коду Nj точного отсчета.

Интервал времени t между импульсом, соответствующим моменту запуска триггера 14, и импульсом считывания оказывается равным времени из мерения, а общее количество счетных импульсов, прошедших н4 счетчик 9 в течение этого времени (фиг,2г), получается пропорциональным углу & поворота сельсина вне зависимости от колебаний частоты источника напряжения питания и частоты генератора импульсов.

Таким образом, предложенный преобразователь проще по конструк,ции и надежнее в работе, так как уп1 равление элементом 7 осуществляется непосредственно от компаратора 5

Формула изобретения

, Преобразователь углового положения вала в код, содержащий сельсин, первичная обмотка которого подключена к источнику напряжения питания, а вторичные оЬмотки через последовательно соединенные выпрямитель и переключатель - к одному из входов компаратора, блок грубого измерения, один из входов которого

o подключен к источнику напряжения пи.-.-тания, другие входы соединены с вторичными обмотками сельсина, первый выход блока грубого измерения соединен с управляющим входом переключаSтеля, а второй выход соединен с одним из информационных входов счётчика, генератор импульсов, выход которого соединен с входом блока управления, первый выход которого соединен с пер0вым входом элемента И, выход которого соединен с другим информационным входом счетчика, а другие выходы блока управления соединены с -соответствующими входами считывания и ус5тановки нуля счетчика, источник напряжения питания через двухполупёриоДный выпрямитель подключен к другому входу компаратора, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью упрощения преобразователя, выход компа0ратора соединен с вторым входом элемента И.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.йвторское свидетельство СССР

5

781864, кл. G 08 С 9/04, 08.12.78.

2.Авторское свидетельство СССР 561989, кл. G 08 С 9/04, 29.12.75 (прототип).