Преобразователь код-угол

О П И С А Н И Е Р 1 470845ИЗОБРЕТЕНИЯ Савз Саветскнк Социалистических РеспубликАВТОРСКОМУ СВИДЕтИЛЬСтВЮ Зависимое от авт, свидетельстваЗаявлено 29,03.74 (21) 2009035/18-24 6 08 с 11/00 с присоединением заявки Государственный комитет Совета Министров СССР по делам нзооретенийи открытий(32) ПриоритетОпубликовано 15.05,75. БюллетеньДата опубликования описания 20.08,7 53) Ъ ДК 621 э 03,53) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КОД - УГОЛ Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники, а именно, к устройствам, преобразующим цифровой код в угловое перемещение.Известны преобразователи код - угол, содержащие генератор высокой частоты, выход которого соединен с клапаном, счетчики импульсов, блок фазового сравнения частот, первый вход которого соединен с выходом одного счетчика, а выход через усилитель соединен со входом исполнительного двпгателя. К недостаткам известных устройств относится относительно низкая точность преобразования кода в угол поворота вала исполнительного механизма, вызванная неточностью самих индукционных фазовращателей, а также необходимость фазирования генератора синусоидальных колебаний прямоугольными импульсами с выхода счетчика, также связанная с неизбежными погрешностями, что приводит к ошибке преобразования код - угол, Кроме того, известным преобразователям свойственны низкие динамические показатели преобразования, так как ввод нового кода может быть осуществлен лишь после предварительного запрета прохождения импульсов на второй счетчик клапаном и сброса на нуль этого счетчика. В этом случае отработка кода преобразователем начинается не с момента введения кода, а спустя некоторый промежуток времени, когда первыи счетчик по окончании цикла работы выходным импульсомвновь открывает клапан,Целью изобретения является повышениеточности работы преобразователя код - угол,Эта цель достигается введением в преобразователь сервопривода, блока изменения числа импульсов и дифференциального частотного датчика, выполненного в виде безобмо 10 точного ротора, подвижного и неподвижногостаторов с обмотками, причем выход генератора высокой частоты соединен со входомсервопривода, вал которого соединен с ротором дифференциального частотного датчика,15 и через первый клапан выход генератора высокой частоты соединен со входом первогосчетчика импульсов и с одним входом блокаизменения числа импульсов, выход которогосоединен со входом второго счетчика; выход 20 ная обмотка неподвижного статора дифференциального частотного датчика соединена с одним входом блока управления клапанами,второй вход которого соединен с выходомпервого счетчика импульсов, один выход бло 25 ка управления клапанами соединен с первымклапаном, а второй выход - со вторым клапаном; выходная обмотка подвижного статора дифференциального частотного датчикачерез второй клапан соединена с другим вхо 30 дом блока фазового сравнения частот, а вал65 подвижного статора соединен с валом двигателя.На чертеке приведена блок-схема преобразователя код - угол.Преобразователь содержит два счетчика импульсов 1 и 2 одинаковой емкости, блок 3 управления клапанами 4 и 5, блок 6 изменения числа импульсов, генератор 7 высокой частоты, дифференциальный частотный датчик 8, являющийся датчиком углового перемещения и включающий ротор 9, подвижный и неподвижный статоры 10 и 11 с обмотками соответственно, блок 12 фазового сравнения частот, соединенный через усилитель 13 с исполнительным двигателем 14, и сервопривод 15.Блок 3 управления клапанами выполнен из последовательно соединенных устройства определения сближения импульсов на временной интервал т, и логического устройства.Блок 12 фазового сравнения частот выполнен из последовательно соединенных устройства определения сближения импульсов на временной интервал т аналогичного устройству блока 3, и многотактного логического устройства.Преобразователь код - угол работает следующим образом.Если в начальный момент сдвиг между зубцами подвижного и неподвикного статоров дифференциального частотного датчика 8 отсутствует, сигналы с выходов подвижного 10 и неподвижного 11 статоров датчика синфазны, и если клапаны 4 и 5 закрыты, то сигнал с выхода неподвижного статора 11 датчика 8 изменяет состояние блока 3 управления клапанами, который открывает клапаны 4 и 5, пропуская тем самым импульсы с генератора 7 высокой частоты на счетчик импульсов 1 и блок 6 изменения числа импульсов. С приходом на вход счетчика 1 количества импульсов, равного величине емкости этого счетчика, на выходе счетчика 1 появится импульс, который изменяет выходной сигнал блока управления клапанами 3.Клапан 4 закрывается, прекращая тем самым прохождение импульсов с генератора 7 на вход счетчика 1 и блок 6 изменения числа импульсов. Открывается клапан 4 лишь с приходом на другой вход блока 3 управления клапанами сигнала с выхода неподвижного статора 11 датчика 8.Таким образом, осуществляется синхронизация начала каждого цикла работы счетчика с моментом прихода импульсов с выхода неподвижного статора 11 датчика 8, необходимая для последующего фазового сравнения импульсов, поступающих с выхода счетчика 2, с сигналом с выхода подвижного статора 10 датчика 8.Если заданный код равен нулю, то первоначальное состояние счетчика 2 таково, что импульсы с его выхода появляются с первым импульсом на его входе после открытия клапана 4. Поэтому в каждом цикле работы счет 5 1 О 15 2 О 25 зо 35 4 О 45 50 55 60 чиков, импульс с выхода счетчика 2 будет сннфазен в пределах зоны квантования с сигналом с неподвижного статора 11 датчика 8. А так как полагаем, что сдвиг между зубцами подвижного и неподвижного статоров датчика 8 отсутствует, то этот импульс со счетчика 2 будет синфазен и с сигналом с выхода подвижного статора 10 датчика 8. При этом выходной сигнал с блока 12 фазового сравнения частот равен нулю, очевидно, что такое положение управляемого органа соответствует нулевому входному коду.В том случае, когда сдвиг между зубцами подвижного и неподвижного статоров датчика 8 не равен нулю при нулевом входном коде, на выходе блока 12 фазового сравнения частот появляется сигнал рассогласования, воздействующий через усилитель 13 на исполнительный двигатель 14, Двигатель 14, в свою очередь, поворачивает подвижный статор 1 О датчика 8 до тех пор, пока фазовое рассогласование сравниваемых частот не будет равно нулю, то есть, пока не исчезнет сдвиг между зубцами подвижного и неподвижного статоров датчика 8.При вводе в блок 6 некоторого кода в зависимости от величины и знака этого кода, блок 6 высекает или добавляет соответствующее число импульсов, сдвигая тем самым фазу импульса с выхода счетчика 2 по отношению к фазе сигнала с выхода подвижного статора 10 датчика 8. При этом блок 12 так же, как и в предыдущем случае, выдает сигнал рассогласования, Производится отработка рассогласования, в результате чего статор 10 занимает новое угловое положение, соответствующее введенному коду,Такое устройство сдвига фазы импульсов с выхода счетчика 2 позволяет непрерывно от. слеживать код и нуждается в периодическом сбросе счетчиков в исходное состояние, что значительно повышает динамические качества устройства,Для вращения ротора 9 может быть использован синхронный двигатель или двигатель постоянного тока, управляемый астатическим дискретным регулятором скорости, Очевидно, что скорость вращения ротора 9 должна быть такой, чтобы частоты сигналов с выходов статора датчика и счетчика 1 (или 2) были равны между собой, В данном устройстве это достигается тем, что сервопривод 15 синхронизируется частотой, которая поступает на счетчики 1 и 2, Однако вследствие различных помех возможно в отдельные моменты изменение мгновенной скорости сервопривода, В предлагаемом устройстве исклю. чение влияния неравномерности вращения на точность преобразования код - угол обе спечивается блоком 3 управления клапанами, соединенным с клапанами 4 и 5. Предмет изобретения Преобразователь код - угол, содержащийгенератор высокой частоты, выход которого470845 о 11 9 О Составитель В. РыгалинТекред О. Гуменюк едактор Б, Нанкин; Коррект лова аказ 1984/16 Изд.1452 осударственного по делам изо Москва, Ж-З 5, Тираж 679омитета Совета Минисетений и открытийаушская наб., д. 4/5 одписное П Типография, пр. Сапунова, 2 соединен с клапаном, счетчики импульсов, блок фазового сравнения частот, первый вход которого соединен с выходом одного счетчика, а выход через усилитель соединен со входом исполнительного двигателя, о т л и ч а ющий ся тем, что, с целью повышения точности работы устройства, в него введены сервопривод, блок изменения числа импульсов и дифференциальный частотный датчик, выполненный в виде безобмоточного ротора, подвижного и неподвижного статоров с обмотками, причем выход генератора высокой частоты соединен со входом сервопривода, вал которого соединен с ротором дифференциального частотного датчика, и через первый клапан выход генератора высокой частоты соединен со входом первого счетчика импульсов и с одним входом блока изменения числа импульсов, выход которого соединен со входом второго счетчика, выходная обмотка неподвиж ного статора дифференциального частотногодатчика соединена с одним входом блока управления клапанами, второй вход которого соединен с выходом первого счетчика импульсов, один выход блока управления клапана ми соединен с первым клапаном, а второйвыход - со вторым клапаном, выходная обмотка подвижного статора дифференциального частотного датчика через второй клапан соединена с другим входом блока фазового 15 сравнения частот, а вал подвижного статорасоединен с валом двигателя.