Преобразователь угла поворота вала в код

О П И С А Н И Е Р 1553644ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскиХ Социалистических Республьй(23) ПриоритетОпубликовано 05.04,77. Бюллетень13Дата опубликования описания 25.04.77 608 С 90 Государственный комитет Совета Министров СССР(71) Заявител 54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КО версивного счетчика, второй оединен с выходом элемента вым входом р вход которого совпадения 3 Недостатком является пог внешних помех Целью данн вышенне точно усреднения приизвестных преобразователей решность преобразования от и внутренних шумов.ого изобретения является ности преобразователя за счет ращений по скорости. Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и предназначено для преобразования угла поворота вала вкод.Известен преобразователь угол в к, содержащий фазовращатель, источник питания фазовращателя, делитель частоты, генератор импульсов, формирователь фазового импульса,схемы совпадения 1,Известен преобразователь угол в к, содержащий синусно-косинусный вращающийсятрансформатор, формирователь фазового импульса, устройство управления, управляющийтриггер, ключ, счетчик, блок питания, компаратор 3. 15Из известных преобразователей угла поворота вала в код наиболее близким по технической сущности является преобразователь угла поворота вала в код, содержащий последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, делитель частоты, источник многофазного напряжения и фазовращатель, выходкоторого соединен с выходом формирователяфазовых импульсов, первый выход которогоподключен к первому входу элемента совпадения, второй вход которого соединен с другим выходом делителя напряжения, выход генератора импульсов подключен к одному извходов счетчика, другой вход которого соединен с блоком коэффициентов, а выход - с пер Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь введены дополнительный элемент совпадения, цифровой ограничитель и последовательно соединенные блок определения величины и знака приращения скорости, усреднитель и регистр скорости, один из выходов которого соединен со входом блока коэффициентов, а другой - с третьим входом реверсивного счетчика, входы дополнительного элемента совпадения соединены соответственно с выходами элемента совпадения и формирователя фазового импульса, выход блока совпадения подключен к первому входу блока определения величины и знака приращения скорости, второй вход которого соединен с выходом реверсивного счетчика, а выход блока определения величины и знака приращения скорости через цифровой ограничитель соединен с другим входом усреднителя и с третьим входом элемента совпадения.5560 65 3Блок-схема устройства приведена на чертеже.Преобразователь содержит импульсный генератор тактовых импульсов 1, делитель частоты 2, источник многофазного напряжения 3, фазовращатель 4, формирователь 5 фазового импульса, элемент совпадения 6, реверсивный счетчик 7, счетчик 8 с переменным коэффициентом пересчета, блок коэффициентов 9, блок 10 определения величины и знака приращения скорости, регистр 11 скорости, усреднитель 12 с переменным временем усреднения, цифровой ограничитель 13, дополнительные элементы совпадения 14.Преобразователь работает следующим образом: импульсы генератора 1 с частотой / поступают,на делитель частоты 2, имеющий коэффициент пересчета 2, где и - число разрядов выходного кода преобразователя, развертывающий по времени шкалу преобразователя. Источник питания 3 фазовращателя формирует синусоидальное многофазное напряжение, синхронизированное по частоте и фазе импульсами с делителя частоты 2. Синусоидальное многофазное напряжение с источника 3 запитывает фазовращатель 4. С выхода фазовращателя 4 синусоидальное напряжение, сдвинутое по фазе относительно входного напряжения фазовращателя 4 на угол, пропорциональный развороту вала фазовращателя 4, поступает на формирователь 5 фазового импульса, формирователь 5 фазового импульса формирует импульсы в момент перехода синусоидального напряжения через нуль от отрицательного к положительному значению. Импульсы с формирователя 5 фазового импульса поступают на элемент совпадения 6, на вторые входы которого поступают импульсы с делителя частоты 2, являющиеся временной шкалой преобразователя, На элементах совпадения 6 и 14 формируется код, соответствующий углу поворота оси фазовращателя 4. Уменьшение погрешности преобразования за счет усреднений приращений осуществляется следующим образом.Блок выявления величины и знака прирацений скорости определяет разностьЬХмежду текущим значением угла Хь которое формируется на элементе совпадений 14 и экстраполируемым значением Хкоторое получаем с реверсивного счетчика 7ЬМ=% - Ва Экстраполированное значение формируется следующим образом: импульсы с генератора 1 частотой 1 поступают на счетчик 8 с переменным коэффициентом пересчета. С выхода счетчика 8 импульсы переполнения с частотой 1/К, где К - коэффициент пересчета, записывается в реверсивный счетчик 7,Коэффициент пересчета К определяется подачей на вход блока коэффициентов 9, представляющий собой дешифратор, величины приращения угла регистра 11 скорости и равен: 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 4К=Л 11+1где ЛК - число, соответствующее скорости вращения вала.С выхода счетчика 8 с переменным коэффициентом пересчета равномерно распределенные импульсы, число которых равно (скорости вращения вала), суммируются или вычитаются в реверсивном счетчике 7.Приращения скорости ЛЧЧ, формируемые в блоке 10, поступают в усреднитель 12 с переменным временем усреднения, где осуществляется усреднение Л% на временном интервале:Тус=Ргде Ту, - время усреднения;Т - время преобразования, равное периоду напряжения запитки фазовращателя 4;Р =1,2который выбирается исходя из заданной точности и величины дисперсии входной помехи и внутренних шумов преобразователя, Так как частота запитки фазовращателя 4 1/2" значительно ниже частоты помехи и внутренних шумов, то их величина будет уменьшена в Р раз в случае постоянства скорости за время усреднения Тус Усреднение ЛЧЧ уменьшает также случайную составляющую погрешности фазовращателя 4 при Тус)Ткор.д, где Ткор.д - интервал времени, через который можно считать фазовые погрешности независимыми, и будет определяться скоростью вращения вала. При усреднении от О до 360 градусов будут уменьшены также систематические погрешности фазовращателя 4,С выхода усредннтеля 12 с переменным временем усреднения через момент времени Тус выдается усредненное значение измерения скорости, которое алгебраически суммируется в регистре 11 скорости, Регистр 11 скорости можно строить в виде реверсивного счетчика, в котором формируется и знак суммы, С выхода регистра 11 скорости выдается код скорости ЛИ в блок коэффициентов 9 и одновременно знак на вход реверсивного счетчика 7.В случае, если величина ускорения ЛК превысит заданную величину, цифровой ограничитель 13 выдаст команду об окончании времени усреднения на вход блока усреднения 12 с переменным временем усреднения и одновременно разрешит перепись в реверсивный счетчик 7 текущего значения кода угла,Таким образом, предложенный преобразователь угол - код повысит точность преобразования при условиях:сЬ 2 кН 2 оТФормула изобретенияПреобразователь угла поворота вала в код, содержащий последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, делитель частоЗаказ 762/14 Изд. Ма 496 Тирак 775 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Типография, пр, Сапунова, 2 ты, источник многофазного напрякения и фазовращатель, выход которого соединен с выходом формирователя фазовых импульсов, первый выход которого подключен к первому входу элемента совпадения, второй вход которого соединен с другим выходом делителя напрякения, выход генератора импульсов подключен к одному из входов счетчика, другой вход которого соединен с блоком коэффициентов, а выход - с первым входом реверсивного счетчика, второй вход которого соединен с выходом элемента совпадения, о тл ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в него введены дополнительный элемент совпадения, цифровой ограничитель и последовательно соединенные блок определения величины и знака приращения скорости, усреднитель и регистр скорости, один из выходов которого соединен со входом блока коэффициентов, а другой - с третьим входом реверсивного счетчика, входы дополнительного элемента совпадения соединены соответственно с выходами элемента совпадения и формирователя фазового импульса, выход блока совпадения подключен к первому входу блока определения величины и знака приращения скорости, второй вход которого соединен с выходом реверсивного счетчика, а выход блока определения величины и знака приращения скорости через цифровой ограничитель соединен с другим входом усреднителя и с третьим входом элемента совпадения.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:15 1. СССР, авт. свид.256396, кл. 42 гп 3/00,28.12.67 г.2. СССР, авт. свид.409263, кл, 6 08 С15/06, 16.08.71 г.3. СССР, авт. свид.487405, кл. 6 08 С 20 9/00, 27.08.73 г.