Устройство для контроля преобразователей угла поворота вала в код Советский патент 1982 года по МПК G08C25/00 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано как устройство для контроля качества преобразователей угол-код.

Известно устройство для автоматической проверки преобразователе уголкод, содержащее эталонный преобразователь угол-код, преобразователь кодов, дешифраторы нулевого кода,триггеры, ключевые элементы, индикаторы смены кода, регистр, сумматор, делитель частоты,элементы задержки и блок воспроизведения С 1. Недостатком этого устройства является применение дорогостоящего высокоточного преобразователя угол-код в качестве эталона,что неоправдано,так как это приводит к его функционгшьномунедойспользованию, а, значит, и к многократному повышению стоимости устройства в целом.

Известно также устройство для контроля преобразователей угол-код, содержащее блок реальных сигналов, програгфшый диск, рычаги, хомут, шток 121..

Его недостатком является то, что оно не может .обеспечить получение точных результатов из-за наличия

привода и большого количества механических узлов.

Из известных устройств наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для контроля ошибок преобразователей угол-код, содержащее формирователи сигналов реальной смены кода, измеряемой ошибки и расчетных моментов

10 смены кода .

Недостатком этого устройства является необходимость применения методов сплошного контроля преобразователей угол-код, что требует зна15чительного расхода времени и во многих случаях не является оправданным.

Цель изобретения - повышение точности контроля преобразователей угла поворота вала в код и сокращение вре20мени на их проверку.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для контроля преобразователей угла поворота вала в код, содержащее приводной механи:и, 25 кинематически связанный с валом испытуемого преобразователя угла поворота вала в код, выходы которого подключены к входам блока реальных сигналов и дешифратора, выход которого

30 соединен со счетным входом первпго триггера, выход которого подключен к второму входу блока реальных сигналов, генератор импульсов, соедине ный с первым входом первого ключевого элемента, второй триггер, выхо которого соединен с вторым входом второго ключевого элемента, выход которого соединен с входом первого счетчика и регистратор, введены эле тромеханическая шкала, второй ключе вой элемент, третий триггер, первый второй и третий регистры, второй и третий счетчики, первый, второй, третий и четвертый. элементЕл задержк первый и второй блоки вычитания, электромеханическая шкала кинематически связана с приводом, ее выход соединен с первым входом третьего/ триггера,с входами первого счетчика, второго триггера и первым входо первого регистра, выход первого клю чевого элемента соединен с входом второго счетчика, второй вход которого подключен к второму входу первого регистра и к первым входам вто рого и третьего регистров, первый в ход блока реальных сигналов соедине с вторым входом второго регистра,вт рой выход блока реальных сигналов подключен к входам третьего счетчика, к первому входу второго .ключевого элемента и входу первого элемен та задержки, выход которого соединен с вторым входом третьего триггера, выход которого соединен с вторым вхо дом йторого ключевого элемента,выход которого подключен к второму входу третьего регистра и входу второго эл мента задержки, выход которого соеди нен с первым входом первого блока вы читания и с входом третьего элемента задержки, выход которого подключен к первому входу второго блока вы читания и входу четвертого элемента задержки, выход которого соединен с третьими входами первого и третьего регистров и с первым входом регистратора, выход первого регистра соединен с вторым входом первого блока вычитания, выход третьего регистра соединен с третьим входом первого бл ка вычитания, выходкоторого соедине с вторым входом второго блока вычита ния, выход второго регистре соединен с третьим входом второго блока вычитания, выход которого соединен с вторым входом регистратора,, выходы первого и третьего счетчиков соединены с третьим и четвертым входами р гистратора. На фиг. 1 приведена функциональная электрическая схема устройства для проверки преобразователей угла поворота вала в код; на фиг. 2 диаграмма сигналов, поясняющая работу устройства, где i , i, . . , , i реперные сигналы, формируер.яле элект ромеханической шкалой; П It, J к реперные сигналы, фopмиpye пJe проверяемым преобразователем угла поворота вала в код; п N, - код упреждения; код соответствующего реперного сигнала электромеханической шкалы; -j. ОД соответствующего реперного сигнала проверяемого преобразователя угла поворота вала в код. Устройство для контроля преобразователей угла поворота вала в код содержит электромеханическую шкалу 1, дешифратор 2,триггер 3, блок 4 реальных сигналов, счетчик 5, триггер 6, ключевой элемент 7, счетчик 8, регистр 9, блок 10 вычитания, генератор 11 импульсов, элемент 12 задержки, регистры 13 и 14, блок 15 вычитания, триггер 16, ключевой элемент 17, элементы 18-20 задержки,счетчик 21, регистратор 22, привод 23 и проверйемый преобразователь 22 угла поворота вала в код. Входы дешифратора 2 объединены с входами бло-ка 4 и подключены к выходам преобразователя 24 угол-код, который кинематически связан с валом привода 23 и с электромеханической шкалой 1, выход которой подключен к объединенным входам триггеров б и 16, регистра 13 и счетчика 21. Выход триггера 6 через ключевой элемент 7, второй вход которого соединен с выходом генератора 11, и счетчик 8 подключен к входам регистров 9, 13 и 14. Выход блока 4 соединен с входами элемента 12 задержки и ключевого элемента 17 и через счетчик 5 с входом регистратора 22. Второй выход блока 4 подключен к второму входу регистра 9. Выход элемента 12 задержки присоединен к второму входу триггера 16, выход которого подключен к другому входу ключевого элемента 17, выход которого соединен с другим входом регистра 14 и входом элемента 18 задержки. Выходы регистров 13 и 14 подключены к блоку 15 вычитания, выход которого соединен с входом блока 10 вычитания. Выход элемента 18 задержки подключен к третье1лу входу блока 15 вычитания, через элемент 18 задержки к другому входу блока 10 вычитания и через элемент 20 задержки к другому входу регистратора 22 И К третьему входу регистров 13 и 14. Выход регистра 9 соединен с третьим входом блока 10 вычитания, выход которого подключен к третьему входу регистратора 22.Выход счетчика 21 присоединен также к четвертому входу регистратора 22. Принцип работы устройства поясняется фиг. 2. Высокоточной электромеханической шкалой if имеющей погрешность одну или несколько угловых секунд, в функ ции угла формируется последовательность равномерно распределенных ..по угловой оси .4 реперных сигналов i , ifi, .. . i , где Т - емкость электро механической шкалы. Испытуемым преобразователем 24 угол-код создается аналогичная последовательность j , Ji , . . j«, / где М -емкость преобразователя угол-код -причем первый сигнал i в силу пред варительно принятой стыковки валов шкалы и преобразователя угол-код появляется с упреждением по отношению к первому сигналу j . Образуемый при этом код п есть код упреждения. Из всей последовательности сигналов моментов смены кода преобразо вателя угол-код выбираются те сигналы, которые формируются сразу же после появления очередного сигнала электромеханической шкалы. Коды , ,, . . . , соответствующие сигналам смены кода испытуемого преобразователя угол-код, образуют чИсла,эквивалентные угловым положениям валов на оси f. В результате вычитания первых кодов из соответствующих вто рых получаются разностные коды п jH,.. . ,п, из которых затем вычитаются код упреждения п, т.е. &4 п - П; 0; Д2. Пд - .Лз Пз - п., ;. . . АТ. п - п. Полученные л , д. л регистрируются. Следует отметить, что положения сигналов i| и j,, где К - текущее значение сигналов, К 1,2,3,..., определяется как погрешностью самих источников этих .сигналов, в данном случае электромеханической шкалы и испытуемого преобразователя уголкод, так и погрешностью привода. Однако погрешность привода практически в одинаковой степени сказывается на формирование как , так и j,. Поэтому вклад погрешности привода в Формирование разностных кодов всегда будет минимальным и определится , в основном, величиной упреждения Oj . Все значения , i являются базовыми для определения погреш ности преобразователя угол-код. Работа устройства заключается в следующем. Валы испытуемого преобразователя 24 угол-код и электромеханической шкалы 1 приводятся во вращение приводом 23. В момент появления сигнал нулевого кода, соответствующего нул вому положению вала относительно ко пуса преобразователя, срабатывает д шифратор 2 и опрокидывает триггер 3 Блок 4 реальных сигналов открываетс и начинает формироззание сигналов см ны кода с преобразователя угол-код. Первый реперный сигнал электромеханической шкалЕ-j опрокидывает триг-, геры 6 и 16, которые своими сигналами открывают ключевые элементы 7 и 17 соответственно. И myльcы с генератора 11 через открытый ключевой элемент 7 проходят в счетчик 8, где просчитываются . Первый сигнал смены кода j дает команду регистру 9 и через ключевой элемент 17 регистру 14 записать содержимое счетчика 8, формируя при этом коды упреждения п и . Одновременно этот сигнал поступает на цепочку из элементов 18-20 задержки. Через элемент 18 задержки, предназначенный для выполнения операции записи регистром 14, сигнал дает команду блоку 15 вычитания вычесть коды регистра 14 из регистра 13, при этом код в последнем формируется сигналом с электромеханической щкалы. Через элемент 19 задержки сигнал дает команду блоку 10 вычитания вычесть код регистра 9 кода блока 15. Результат вычитания фиксируется регистратором 22 по команде с элемента 20 задержки. По этой же команде в регистраторе записываются текущие коды со счетчиков 5 и 21, которые соответствуют порядковым номерам из- . меренного кванта испытуемого преобразователя угол-код и сигнала электромеханической шкалы соответственно, Сигналом с элемента 20 задержки регистры 13 и 14 приводятся в исходное состояние. Первый сигнал смены кода ,j через элемент 12 задержки, предназначенный для протекания переходных процессов и i срабатывания ключевого элемента 17, возвращает триггер 16 в исходное состояние, при этом все остальные сигналы смены кода не воздействуют на работу схемы до прихода следующего реперного сигнала с электромеханической шкалы. Устройство готово го для приема и обработки следующих сигналов с испытуемого преобразователя угол-код и шкалы. Процесс измерения полностью заканчивается после прихода следующего сигнала нулевого кода. Обработка результатов измерения проводится в регистраторе 22, в качестве которой может использоваться ЭВМ, по заранее составленной программе. Основными исходными данными для :ее составления являются: емкость электромеханической шкалы Т; емкость испытуемого преобразователя угол-код М; порядковые номера сигналов ij и j ; массив значений t, й., Л / гДу Следует отметить некоторые особенности построения устройства. Во-первых) принято по внимание, что большинство электромеханических шкал строится не в двоичной системе счисления, т.е. в пределах одного оборота обеспечивают выдачу сигналов, число которых-некратно целочисленной сггепени числа 2. Реализация последнего обстоятельства легко пояс няется фиг. 2. Во-вторых, сочленение валов элект ромеханической шкалы и испытуемого преобразователя угол-код производится таким образом, чтобы первый сигнал i появлялся ранее первого сигна ла момента смены кода j . Величина упреждения в их появлении должна выбираться из условия характера погреш ности привода. Если она носит высоко частотный характер, то упрелсдение должно быть возможно минимальным до единиц квантов преобразователя угол-код и менее. При низкочастотном характере погрешности данное упреждение может быть большим, так как в этом случае погрешность привода за столь короткое время пр актичес ки не скажется на точности результатов измерения. В-третьих, в схеме построения бло ка 4 реальных сигналов необходимо предусмотреть, чтобы с выхода, обозначенного по схеме фиг. 1, нижним, выдавался только первый сигнал смены кода, в то время, как с другого выхода выдавались все сигналы смены кода. Эффективность при использовании предлагаемого устройства в автоматических системах управления и цифровых управляющих системах заключается в повышении точности контроля преобразователей угол-код, сокращеНИИ времени на их проверку, упрощени задачи построения дорогостоящих прив ных устройств прецизионной точности, повышении функционального использова ния и. возможность заменить методы сплошного контроля преобразователей угол-код выборочными. Формула изобретения Устройство для контроля преобразо вателей, угла поворота вала в код,содержащее приводной механизм, кинематически связанный с валом испытуемог .преобразователя угла поворота вала в код, выходы которого подключены к входам блока реальных сигналов и дешифратора, выход которого соединен со счетным входом первого триггера, выход которого подключен к второму входу блока реальных сигналов, генератор импульсов, соединенный с первым входом первого ключевого элемента, второй триггер, выход которого соединен с вторым входом второго клю чевого элемента, выход которого соединен с входом первого счетчика, и регистратор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности контроля преобразователей угла поворота вала в код и сокращения времени проверки, в него введены электромеханическая шкала, второй ключевой элемент, третий триггер, первый, второй и третий регистры, второй и третий счетчики, первый, второй, третий и четвертый элементы задержки, первый и второй блоки вычитания, электромеханическая шкала кинематически связана с приводом, ее выход соединен с первым входом третьего триггера, с входами первого счетчика, второго триггера и первым входом первого регистра, выход первого ключевого элемента соединен с входом второго счетчика, выход которого подключен к второму входу первого регистра и к первым входам второго и третьего регистров, первый выход блока реальных сигналов соединен с вторым входом второго регистра, второй выход блока реальных сигналов подключен к входам третьего счетчика, к первому входу второго ключевого элемента и входу первого элемента задержки, выход которого соединен с вторым входом третьего триггера, выход которого соединен с вторым входом второго ключевого элемента, .выход которого подключен к второму входу третьего регистра, входу второго элемента задержки, выход которого соединен с первым входом первого блока вычитания и с входом третьего элемента задержки, выход которого подключен к первому входу второго блока вычитания и входу четвертого элемента задержки, выход которого соединен с третьими входами первого и третьего регистров и с первым входом регистратора, выход первого регистра соединён с вторым входом первого блока вычитания, выход третьего регистра соединен с третьим входом первого блока вычитания, выход которого соединен с вторым входом второго блока вычитания, выход второго регистра соединен с третьим входом второго блока вычитания, выход которого соединен с вторым входом регистратора, выходы первого и третьего счетчиков соединены с третьими и четвертыми входами регистратора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе. 1.Авторское свидетельство СССР № 447742, кл. G 08 С 25/00,: 1972. 2.Авторское свидетельство СССР № 424204, кл. G 08 С 9/00, 1972. 3.Авторское свидетельство СССР № 427363, кл. G 08 С 9/00, 1971 (прототип).