Преобразователь угла поворота вала в код

ОП ИСАКИЙ ИЗЬЬРЕТЕНИЯ к ьвтовскомю свидетиъстз Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик 11920802по делам нэаеретеннй и еткрмтийДата опубликования описания 25.04.82 72) Авторы изобретени едрив.С. Росланас, ВЯ. Куус, Б. С, Юдов ена Лениспорта им еникградскии т(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КО Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в преобразователях аналоговых величин в цифровой код, а также для автоматического ввода информации вэлектронную вычислительную машину,Известен преобразователь угла поворота вала в код, содержащий генератор тактовых импульсов, делитель частоты, фазовращатель, нуль-орган, счетчик. Измерение угла поворота ротора фазовращателя в-нем производится путем формирования временного интервала, пропорционального углу поворота фазовращателя, заполнения временного интервала тактовыми импульсами и регистрацией импульсов в счетчике 1.Основным недостатком преобразователя является невысокая точность, обусловленная возможной несимметричностью положительных и отрицательных полупериодов как питающего фазовращатель напряжения, так и выходного напряжения фазовращателя.Известен преобразователь угла поворота вала в код, содержащий источники опорного сигнала и тактовой частоты, фазовращатель, усилитель-ограничитель, два триггера со счетным входом; формировать вреф институт инжен ш 1 знодорвжногв акад. В, Н. Образцова 2менных интервалов, элемент И, счетчик. Снижение погрешности преобразования достигается путем формирования двух временных интервалов, соответствующих положительным и отрицательным переходам через ноль опорного напряжения и сигнала с выхода фазовращателя, и усреднения значений этих двух интервалов в накапливающем счетчике. При этом значительно снижаются требования к качеству опорного напряжения и количеству высших гармоник в выходном сигнале фазовращателя 12,Недостаток преобразователя - невысокая точность при измерении малых углов, т. е. в зоне нулевого сдвига фаз между опорным напряжением и напряжением сигнала фазовращателя, когда вследствие искажения формы сигналов или ввиду изменения фазы в процессе измерения возможно изменения знака фазы в течение периода опорной частоты.Цель изобретения - повышение точности преобразователя угла поворота вала в код.Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий фазовращатель,- выход которого соединен со входом усилителя-ограничителя, выходы которого соединены с входами двух триггеров, выход первого из которых соединен с первым входом, а выход второгос вторым входом формирователя временных интервалов, третий выход формирователя временных интервалов соединен с одним входом элемента ИЛИ, другой вход которого соединен с источником тактовых импульсов, и основной счетчик, введены элементы ИЛИ, блок коррекции и дополнительный счетчик, первый вход которого соединен со вторым 1 О выходом формирователя временных интервалов, а второй вход - с выходом элемента И, который соединен с первым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом основного счетчика, выход дополнительного счетчика соединен с входом блока коррекции, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ. На чертеже показана блок-схема преобразователя угла поворота вала в код,20 Преобразователь содержит фазовращатель 1, усилитель-ограничитель 2, триггеры 3 и 4 со счетными входами, формирователь 5 временных интервалов, элемент 6 И, элемент 7 ИЛИ, основной 8 и дополнительный 9 счетчики и блок 10 коррекции, источники 11 и. 12 опорного и тактового сигналов,25 Преобразователь работает следующим образом. 30 Напряжение опорного сигнала, поступающее на фазовращатель 1, сдвигается по фазе на, угол, пропорциональный углу поворота ротора фазовращателя 1 и подается на усилитель-ограничитель 2. Сигналы прямоугольной формы, отличающиеся по фазе на 180, с двух выходов усилителя-ограничителя 2 подаются на счетные входы триггера 3 и 4 и поочередно переключают их (предположим по положительным фронтам сформированного сигнала), Выходные нап ряжения триггеров 3 и 4 и опорное напря,жение источника 11 поступают на входы формирователя 5 временных интервалов, На первом выходе формирователя 5 временных интервалов формируются два временных ин: 45 тервала: первый между передним (положи"тельным) фронтом опорного сигнала и передним:фронтом выхода триггера, синфазного с напряжением с выхода фазовращателя и второй между задним фронтом опорного сигнала и отрицательным фронтом другого триггера. Эти временные интервалы соответствуют временным сдвигам положительных и отрицательных фронтов опорного и измеряемого напряжений. Полученные временные интервалы поступают на один из входов элемента 6 И, на другой вход которого подаются тактовые импульсы от источника 12. На выходе элемента 6 И формируются две пачки, число импульсов в которых в принятых единицах квантования соответствует фазовым сдвигам на положительных и отрицательных переходах через 0 опорного и сигнального напряжений. Указанные две пачки импульсов через элемент 7 ИЛИ поступают на вход основного счетчика 8, в котором импульсы суммируются, и код, сформированный в основном счетчике 8, представляет собой сумму фазовых сдвигов опорного напряжения и напряжения с выхода фазовращателя 1, отсчитанных по положительным и отрицательным переходам сигналов через ноль, С выхода элемента 6 И две пачки импульсов поступают также на вход дополнительного счетчика 9, направление счета которого определяется с выхода формирователя 5 временных интервалов таким образом, чтобы во время первого и второго временных интервалов оно было различным (например, во время первого интервала - сложение, второго - вычитание).При нормальной работе устройства число импульсов в, обоих пачках незначительно различается между собой (например, 7 и 5) и в результате, в основном счетчике 8 формируется сумма импульсов (12), что соответствует фазовому сдвигу 2 -- 6, а в до 2 ополнительном счетчике 9 - разность чисел импульсов (2).В ситуации неправильного измерения угла (числа импульсов в пачках 359 и 3) в основном счетчике 8 формируется сумма 362, соответствующая фазовому сдвигу 362/2 = 181, а в дополнительнрм счетчике 9 - число 356. Сигнал старших разрядов дополнительного счетчика 9 включает блок 10 коррекции, которая через элемент 7 ИЛИ передает на основной счетчик 8 число импульсов, соответствующее углу 180 (в рассматриваемом примере 360), в результате чего состояние основного счетчика 8 становится соответствующим среднему значению фазового сдвига за время измерения (362 + 360 = 722, или, с учетом предела счета счетчика 8 в 3" или 720 импульсов - в счетчике 8 остается число 2, соответствующее 1).Экономический эффект от использования изобретения обусловлен его техническими особенностями. Формула изобретенияПреобразователь угла поворота вала в код, содержащий фазовращатель, выход которого соединен с входом усилителя-ограничителя, выходы которого соединены с вхо- дами двух триггеров, выход первого из ко.- торых соединен с первым входом, а выход второго - с вторым входом формирователя временных интервалов, третий вход которого соединен с источником опорного сигнала,,920802 Сост Редактор Т. Парфенова Техред Заказ 2351/60 Тираж ВНИИПИ Государстве по делам изобрет 113035, Москва, Ж - 35,Филиал ППП Патент, г.. Бударис КорректорПодписноеССР Билак митета Соткрытийкая наб., д. 4/5ул. Проектная,первый выход формирователя временных интервалов соединен с одним входом элемента И, другой вход которого соединен с источником тактовых импульсови основной счетчик, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в него вве дены элемент ИЛИ, блок коррекции и дополнительный счетчик, первый вход которого соединен с вторым выходом формирователя временных интервалов, а второй вход с выходом элемента И, который соединен с первым входом элемента ИЛИ, выход ко 10 торого соединен с входом основного счетчика, выход дополнительного счетчика соединен с входом блока коррекции, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР696515, кл. б 08 С 9/00, 1977.2. Авторское свидетельство СССР645189, кл. б 08 С 9/00, 1977 (прототип).