Преобразователь угловых перемещений в код

Союз Соаетскин Социаектмцеснин РесубнннОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВЮРСКОМУ СВИДОВЙЬСТВУ(45) Дата опубликования описания э 9,10.77(53) М Кла 08 С Ч(04 всудврстввнный номнтвтСвввтв Мнннстров СССРвв двнам нзабрвтаннйн вткрытнй 621. 314.24(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛОВЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ В КОД ть использовамации об углбтся повышение быстИзобретение относится к области автома вычислительнои техники и может быно для автоматического ввода инфорвых перемещениях вала в ЦВМ.Известен преобразователь угла в код с индук. ционными фаэовращателями, имеющими две выход. ные обмотки, в которых суммируются фазовые сдвиги двух выходных напряжений 111Недостатком этого преобразователя является сравнительно малое быстродействие, так как время преобразования складывается из времени измерения фазового сдвига Ф, между питающим напряжением и напряжением первой обмотки ротора и времени измерения фазового сдвига 4 - Ф, между напряжениями роторных обмоток,Наиболее близким по технической сущности к изобретению является преобразователь угловых перемещений в код, содержащий фазовращатель, выходы которого соединены со входами первого и второго нуль. органов, делитель частоты и счетчик. Выход первого нуль-органа подключен к 8 - входу первого трипера, выход которого соединен с первым входом перво 1 о элемента И. Выход третьего нуль-органа подключен к Я - входу второго триггера, выход которого сэединен с первым входом второго элемента И, Выход генератора импульсов подключен к первому входу третьего элемента И и ко второму входу второго элемента И Й 1.Этот преобразователь также имеет невысокое быстродействие,Целью изобретения являеродействия преобразователя.Поставленная цель достигается тем, что в предложенный преобразователь введены третий триггер, элементы ИЛИ и элемент НЕ, вход которого соединен с выходом второго нуль-органа, а выход - со вторым входом первого элемента И, Выход послед.него подключен к одному входу счетчика, другой вход которого соединен с выходом первого элемен. та ИЛИ. Входы первого элемента ИЛИ подключены непосредственно к выходу третьего элемента И и через делитель частоты к выходу второго элемента И, третий вход которого соединен с одним выходом третьего триггера, Другие выходы последнего под. ключены соответственно ко второму входу третье.го элемента И и к В - входу второго тригге 1 й, выход которого соединен с третьим входом третьего элемента И. Входы второго элемента ИЛИ подключены к выходам первого и второго нуль органов, а выход - к С.-входу третьего триггера, Ь- вход(,"з) 4) 11 Ц ЬИЫ 1 М +91)Б =Ц ьи аЬ-Ч-дЧ ),где- фазовый сдвиг, проиорцнональньйпробразуемому углу поворота ротора;6 4погрешность преобразования угла иоворота в сдвиг фазы,Таким образом, фазы выходных напряженийОэ и О, соответственно равныЮм,=г - -8 г . ЮВ преобразователе фазовые сдвиги отсщты.ва ются относительно напряжения11 = Б бтт ы 1,В пределах одного периода напряжения питанияпри 0270 г гпрн 270 (у (360:р- - а -гу, (6)г г Напряжения О О, и Опоступают соответ. ственно на нуль-органы 2 - 4,за выходах которых формируются трн управляющих импульса в момент изменения знака напряжения О 1, Оз О, с минусана плюс.Первый уиравляксций импульс фиксирует начало в 1 х:менного интервала, устанавливая триггеры 8 и 10 в единичное состояние, а триггер 9 и нулевое. При этом на элемент И 12 поступает разрешающий потенциал с выхода триггера 10 и эапрещаюиий этого триггера соединен с выходом третьего нуль.органа, который подключен к В - входу первого триггера.При этом в преобразователе измеряется фазовый сдвиг между питающим напряжением и иапря.жением той из роторных обмоток, фазовый сдвиг напряжения которой по отношению к питающему напряжению меньше, а затем измеряется фазовый сдвиг между напряжениями роторных обмоток,На чертеже представлена структурная схема преобразователя.Преобразователь содержит индукционньй фазевращатель 1, нуль-органы 2 - 4, элементы ИЛИ 5, 6, элемент НЕ 7, триггер 8 со счетным входом, им.и у л ь си ы ми и потенциальными выходами В - 3- триггеры 9, 10, элементы И 11 - 13, генератор импульсов 14, делитель частоты 15 и двоичный счетчик 16.Выходы счетчика 16 являются выходом преобразователя, гОПреобразователь работает следующим образом, На ствторные обмотки фаэовращателя подается двухфазное сииусоидальное напряжениеО, = Опаап й, 1,1)Оэ = Оп сов м 1. (2)где Оп 1 - амплитуда выходных напряжений.Выходные напряжения, снимаемые с ротора фаэов ращателя, равны 4иотещиал с выхода триггера 8, а на элемент И 13поступают два разрешающих потенциала с выходомтриггеров 8 и 10,Импульсы с частотой 1 с выхода генератораимпульсов 14 поступают через элемент И 13 и эле.мент ИЛИ 6 на вход счетчика 16.Дальнейшая работа преобразователя зависит отзначения фазового сдвига р,При 0у270 второй управляющий нмпульс, который вырабатывается раньше третьегоуправляющего импульса, поступает на С-вход триггера 8 через элемент ИЛИ 5, устанавливая триггер 8в состояние, при котором с его выхода на входэлемента И 12 поступает разрешающий, а на входэлемента И 13 запрещающий потенциалы, Импульсыс выхода генератора импульсов 14 через элемент И 12, делитель частоты 15 и элемент ИЛИ бпоступают с частотой 0,5 1 на вход счетчика 16.Одновременного этот управляющий импульсчерез элемент НЕ 7 поступает на вход элементаИ 11, на второй вход которого поступает запрещающий потенциал с выхода триггера 9, При этомуправляющий импульс через элемент И 11 не прохо.дит, Третий управляющий импульс возвращаеттриггер 8 в исходное состояние, при этом на им.иульсном выходе этого триггера формируется им.пульс, который устанавливает триггер 10 в нулевоесостояние.С выхода триггера 10 на входы элементов И 12и 13 поступает запрещающий потенциал, и подсчетимпульсов в счетчике16 прекращается.Зафиксированное в счетчике 16 число пропорционально4 г - Ц1 Г: При 270 (( 360 третий управляющий импульс, который вырабатывается раньше второго управляющего импульса, устанавливает триггер 9 в единичное состояние, а также через элемент ИЛИ 5 поступает на С - вход триггера 8, устанавливая этот триггер в состояние, при котором с его выхода на вход элемента И 12 поступают разрешающий, а на вход элемента И 13 запрещающий потенциал. Импульсы с выхода генератора импульсов 14 через элемент И 12, делитель частоты 15 и элемент ИЛИ 6 иостииают с частотой 0,5 1 на вход счетчика 16,Второй управляющий импульс возвращает григ. гер 8 в исходное состояние, При этом на импульсном выходе триггера 8.формируется импульс, кото. рым триг ер 10 анавливается в нупейое состояние.С выхода триггера 10 на входы элементов И 12 и 13 поступает запрещающий потенциал, прекращающий поступление импульсов, вырабатываемых генератором импульсов 14, в счетчик 16. Одновременно второй управляющий импульс через элемент НЕ 7 поступает на вход элемента И 11, на второй вход которого поступает разрешающий потенциал с выхода триггера 9. На выходе элемента И 11 формируется импульс, поступаюпций на вход старшего разряда счетчика 16. Это равносильно увеличению числа, зафиксированного в счетчике 16, на величи. ну, пропорциональную фазовому сдвигу, равному 180 С. При этом в счетчике 16 фиксируется число, пропорциональное- у, Ф - ) )8011 12 о2Таким образом, в устройстве подсчет и сумми. 1 О рование фазовых сдвигов Ф и Ф, при 0 )р 270 производится согласно выражениюь) 11 -Юф 4581, (9)где 811) -641 б6=2а при 270у : 360 - согласно выражению= 111 ь 180 = )1+45 +811 (10)2причем время, необходимое для подсчета н суммирования фазовых сдвигов в соответствии с выраже. ниями (9) и 110) и выдачи результатов преобразования, не превышает одного периода питающего напряжения. Постоянный сдвиг по фазе, равныйо45, можно устранить, развернув ротор относительно исходного положения на угол )р = .45, или записав в счетчик при его установе в исходное состояние код, соответствующий фазовому сдвигу 315,Таким образом, поедложенный преобразователь благодаря введению новых элементов и связей имеет более высокое быстродействие по сравнению с известными преобразователями.Формула изобретения35Преобразователь утловых перемещений в код,содержащий фазовращатель, выходы которогосоединены со входами первого и вторгл о нуль.ор 1 а нов, выход первого нуль-органа подключен к 8-входу первого триггера, выход которого соеди.нен с первым входом первого элемента И, выход третьего нуль. органа подключен к Б- входу второго триггера, выход которого соединен с первым вхо.дом второго элемента И, выход генератора импульсов подключен к первому входу третьего элемента И и ко второму входу второго элемента И, делитель частоты и счетчик, с) глнча юший с я тем, что, с целью повышения быстродействия преобразова.теля, в него введены третий триггер, элементы ИЛИ и элемент НЕ, вход которого соединен с выходом второго нуль - органа, а выход - со вторым входом первого элемента И, выход которого подключен к одному входу счетчика, другой вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, входы которого подключены непосредственно к выходу третьего элемента И и через делитель частоты - к выходу второго элемента И, третий вход которого соединен с одшм выходом третьего триггера, дру.гие выходы которого подключены соответственно ко второму входу третьего элемента И и к В - входу второго триггера, выход которого соединен с третьим входом третьего элемента И, входы второго элемента ИЛИ подключены к выходам первого и второго нуль. органов, а выход - к С - входу третьего триггера, 8 - вход которого соединен с выходом третьего нуль-органа, который подключен к В - входу первого триггера,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1, Труды МИЭМ, выпуск 2, Материалы первой научно. технической конференции института, М., 1966, стр. 50-56,2, Ахметжанов А,А. Высокоточные системы передачи угла автоматических устройств", М., "Энергия", 1975 г., стр,210,