Преобразователь угла поворота и скорости вращения вала в код

(51)5 Н 03 М 0,6 01 Р 3/48 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ К АВТО(71) Томский институт автоматизированныхсистем управления и радиоэлектроники(56) Авторское свидетельство СССРМ 1053006, кл.(3 01 Р 3/489, 1982,Авторское свидетельство СССРМ 934382, кл. 0 01 Р 3/484, 1980,(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТАИ СКОРОСТИ ВРАЩЕНИЯ ВАЛА В КОД,(57) Изобретение относится к автоматикеи вычислительной технике и может бытьиспользовано для связи аналоговых источников информации с цифровым вычислительным устройством. С целью повышения точности по скорости, в преобразователь угла поворота и скорости вращения вала в код, содержащий генератор 1 импульсов,. счетчик 2, блок 3 питания, фазовращатель 4, нуль-орган 5, регистр 6, ключ 7, счетчик 8, регистр 9, элемент 10 задержки, триггер 11, введены фазовый контур 12, нуль-орган 13, элемент 14 задержки, триггер 15, ключ 16, счетчики 17 и 18, регистры 19 и 20, элемент 21 задержки, сумматор 22, накапливающий сумматор 23, счетчик 24. Код угла формируется в регистре 6 путем опроса состояния счетчика 2 фазовым импульсом нуль-органа 5, Код скорости формируется в регистре 19 с периодом, равным периоду выходного сигнала фазовращателя 4, Высокая точность выходного кода скорости обеспечивается наличием усреднения по скорости. 1 ил.р б е относится к автоматике и ка 8 на единицу больше суммарнои разрядзо ретение н2 и 24,вычислительной технике и может быть ности счетчиков ииспользовано для связи аналоговых иалоговых ис- С выхода фазовращателя 4 гармоничеточников информации с цифровым вычифровым вычисли- ский сигнал поступает на фазовый контур5 12, фазочастотная характеристика кототельным устройством.Цель изобретения - повышениб - шение точно- рого в диапазоне рабочих частот близка ксти преобразователя по скорости. линейной, а амплитудно-частотная характеНа чертеже представлена стена структурная ристика близка к постоянной. Фаза колебасхема преобразователя, ний на выходе фазового контура 12 несетПреобразователь содержит гжит генератор 10 информацию о частоте напряжения на выхо 1 импульсов, счетчик, лок2, б ок 3, питания де фазовращателя 4 и, следовательно, о скофазовращатель, нуль-орган4, -орган 5, регистр 6 рости вращения вала фаэовращателя 4. Включ 7, счетчик, регистр, эл8, 9 элемент 10 нуль-органе 13 формируются прямоугользадержки, триггер, фазовый к11 ф зовый контур 12, ные периодические сигналы; которые задернуль-орган 13, элемент 14 задержки, триг живаются в элементе 14 на величину,гер 15, ключ 16, счетчики 17 и 18, регистры пропорциональную выходному коду накап 20, 21 ржки, сумматор ливающего сумматора 23. По фронту выходнта 14 т игге 1522, накапливающий сумматор 23, счетчик ного сигнала элемента 14 триггерустанавливается в единичное состояние,Выходные, импульсы генераЪе ератора 1 по ключ 16 открывается и выходные импульсыступают на счетчик .с коэф ици2. эффициентом пе- генератора 1 поступают на счетные входыресчета 1 лок выМБлок 3 вырабатывает счетчиков 17 и 18. Выходнымсигналомнульсинусоидальное напряжениряжение питания фа- органа 5 триггер 15 устанавливается в нулев тя. Взовращателя . ыходное нап4. В ное напряжение фа- вое состояние и ключ 16 закрывается.зовращателя сдвинуто по4 о по фазе по 25 счетчике 17 будетзафиксировано количестотношению к выходному напряжению бло- во импульсов, пропорциональное фазовому3, альный углу пово- сдвигу сигнала фазового контура 12 по отноля 4, По онрота ротора фазовращ тф о ращателя 4. Нуль-орган шению ксигналуфазовращателя 4, о фрон 15 формирует из выхходных синусоидаль- ту сигнала с первого выхода элемента 2. ных сигналов фазовращат ляф ращателя 4 прямо выходнойкодсчетчика 17 переписывается вугольные периодические сигналы, по регистр 19, а по фронту сигнала с второгофронту которых осуществляетсяе вляется запись в выхода элемента 21 счетчик 17 сбрасываетрегистр 6 кода счетчика, о2 соответствую- ся в "0", Выходы регистра 19 являются выщего текущему угловому положению вала ходами кода скорости вращения вала,фазовращателяя 4. 35 Аналогичным образом выходными импульП ри единичном со тсостоянии триггера 11 . сами элемента 10 код счетчика 18 переписыгист 20 и счетчик 18ключ 7 открыт и выходные импульсы гене- вается в регистр 20 и счетчик1 7 поступают на счет- сбрасывается в "0", Поскольку частота выный вход счетчика 8, По фронту выходного ходных сигналов элемента 10 в Мг раз5 ошедшего через 40 меньше частоты выходных сигналов элевй азсчетчик 24 с коэфффициентом передачи мента 21 и.емкость счетчика 18 в 2 разМг, триггер 11 устанавливается в "0". На больше емкости счетчика 17, в регистре 20выходах элемента 10 задержки формиру- вырабатывается информация о среднемется последовательность импульсов, по значении частоты вращения вала за К 2 пекоторым производится запись кода из 45 риодовопорногосигнала. Кодсинверсныхсчетчика в регистр в8 9, в счетчик 8 по вхо- выходов регистра 20 суммируется с выходгист а 9 в с ммато е 22. Вдам предустановки записывается началь- ным ходом регистра 9 в сумматореный код, соответствующий интервалу результате на выходе сумматора 22 будетнахождения триггера 11 в нулевом состоя- зафиксирована разность кодов усредненнии, триггер 11 устанавливается в единич ной скорости вращения вала, полученнойное состояние. Ключ 7 открывается и разными путями. В накапливающем сумимпульсы генератора 1 вновь поступают маторе 23 формируется код накопленнойна счетный вход счетчика 8, В результате разности усредненных скоростей вращев регистре 9 вырабатывается код разности ния вала. В элементе 14 происходит смеи периодов выходного сигнала фазовра щение по фазе выходного импульса,щателя, по сравнени4 ению с п периодами пропорционально выходному коду накапопорного напряжения на входе фазовра- ливающего сумматора 23, что приводит кщателя 4. Старший разряд счетчика 8 не- компенсации погрешности, обусловленсет информацию о нф ю о направлении ной фазовой нестабильностью контура 12,вращения, поскольскольку разрядность счетчи- не связанной с перемещением.1716602 40 45 50 Составитель А.СмирновТехред М.Моргентал Корректор М,Пожо Редактор М.Товтин Заказ 618 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва. Ж-.35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101 В результате выходной код скорости в регистре 19 вырабатывается с цикличностью, равной периоду выходного сигнала фазовращателя 4. Высокая точность выходного кода скорости перемещения обес печивается наличием усреднения по скорости; Формула изобретенияПреобразователь угла поворота и ско рости вращения вала в код, содержащий генератор импульсов, выход которого соединен с первым входом первого включа и входом первого счетчика, выходы которого соединены с входами блока питания и ин формационными входами первого регистра, выход блока питания соединен с входом фазовращателя, выход фазовращателя через первый нуль-орган соединен с управляющим входом первого регистра, выходы кото рого являются первой группой выходов преобразователя, первый вход первого триггера соединен с первым входом первого элемента задержки, первый, второй и третий выходы которого соединены соот ветственно с управляющим входом второго регистра, входом установки второго счетчика и вторым входом первого триггера, выход первого триггера соединен с вторым входом первого ключа, выход которого соединен со 30 счетным входом второго счетчика, выходы второго счетчика соединены с информационными входами второго регистра, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности преобразователя по скорости, в 35 него введены фазовый контур, второй нуль- орган. второй триггер, третий, четвертый и пятый счетчики, третий и четвертый регист-" ры, второй и третий элементы задержки, второй ключ, сумматор, накапливающий сумматор, выход фазовращателя через последовательно соединенные фазовый контур и второй нуль-орган соединен с одним входом второго элемента задержки, выход первого нуль-органа соединен с входом третьего счетчика, входом третьего элемента задержки и первым входом второго триггера, второй вход которого подклЮчен к выходу второго элемента задержки, а выход соединен с первым входом второго ключа, второй вход второго ключа подключен к выходу генератора импульсов, а выход соединен со счетными входами четвертого и пятого счетчиков, выходы которых соединены с информационными входами соответственно третьего и четвертого регистров, первый и второй выходы третьего элемента задержки соединены соответственно с управляющим входом третьего регистра и входом установки четвертого счетчика, первый и второй выходы первого элемента задержки соединены соответственно с управляющим входом четвертого регистра и входом установки пятого счетчика, инверсные выходы четвертого регистра соединены с первой группой входов сумматора, вгорая группа входов которого подключена к выходам второго регистра, а выходы сумматора соединены с группой входов накапливающего сумматора, управляющий вход которого подключен к четвертому выходу первого элемента задержки, а выходы соединены с управляющими входами второго элемента задержки, выходы третьего регистра являются второй группой выходов преобразователя.