Преобразователь скорости перемещения в код

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9/О ЗЕ) 0 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ Н ОПИСАНИЕ ИЗ ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСВ(21) 3398625/18-24 которого соединен с генератором им- (22) 19.02.82 . пульсов, а выход подключен к одному (46) 23,09.83. Бюл )р 35. счетчику, о т л и ч а ю щ и й с я (72) Б.И.Бреслав, И.,З.Бреслав, . тем, что, с целью расширения функ- А.М.Колесников и Д.П.Яковенко циональных возможностей путем пре- (71) Научно-исследовательский проек образования скорости перемещениятно-конструкторский и технологиче-в код, в него введены. делитель час,ский институт комплектного электРо- тоты, синхронизатор, другой элемент привода И, другой счетчик и коммутатор, вы- (53) 621,314.2(088.8) . ход генератора импульсов подклкчен (56) 1 Авторское свидетельство СССР:к первым входам синхронизатора идру- Р 325619, клС 06. ) 3/00, 1968.гого элемента И, выход формировате 2, Авторское свидетельство СССР . ля Фазового, импульса через делитель р 334582, кл, 6 08 С 9/04, 1970. . частоты подключен к второму входу3, А.Е,Зверев идр. Преобразова, синхронизатора, первый выход кото- тели угловых перемещений в цифровой рого подключен к второму входу одкод, Л., "Энергия", 1974, с. 154,ного элемента И, второй выход - к рис. 79 (прототип). , второму входу другого элемента И, (54)(57 йреойраЗОВйтЕЛЪ СйррОСтй . а третий выход - к упрааппкыеыу ихо- Я ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В КОД, содержащий по- ду коммутатора; выходы одного и друследовательно соединенные генератор гого. элементов И подключены к одному ( импульсов, блок питания, фазовраща- и другому счетчикам соответственно, тель и формирователь фазовых импуль- выходы которых подключены к сигнальсов, один элемент И, первый вход нь)м входам коммутатора.Изобретение относится к автоматике н вычислительной технике и можетбыть использовано для измерения скорости, в частности, в следящих элек"троприводах с фазовращателями.Известно устройство для преобра" 5зования угловой скорости вращениявала в частоту импульсов, содержащеепоследовательно соединенные генератор высокочастотного синусоидального.напряжения, делитель частоты, Фазорасщепительный блок, многополюсный фазовращатель, соединенный свалом, умножитель частоты, блоксравнения, второй вход которого подключен к выходу генератора высокочастотного синусоидального напряжения, а выходы блока сравнения явля-ются выходами устройства 11.Недостатком устройства являетсяналичие динамической погрешности,вызываемой инерционностью умножителя частоты,Известно устройство для получения сигнала скорости с фазовращателя, которое содержит последовательно соединенные генератор, пре":образователь выходного сигнала генератора в напряжение питания фазовра.щателя и фазовращатель, первый ивторой компараторы, подключенные квыходу фазовращателя, первый триггер. 30подключенный первым входом к выходупервого компаратора, первый элементИ, подключенный первым входом к.выходу второго компаратора, а вы".ходом - к второму входу первого 35триггера, второй триггер, подклю- .ченный к второму входу первого элемента И, а первым входом - к выхо"ду первого элемента И, третий.и четвертый компараторы, подключенныевходами к выходу преобразователявыходного сигнала генератора внапряжение питания фазовращателя,третий триггер, подключенный первымвходом к выходу третьего компаратора, второй элемент И, подключенныйпервйм входом к выходу четвертогокомпаратора, а выходом - к второмувходу третьего триггера, четвертыйтриггер, первым входом подключенныйк выходу второго элемента И, а.выходом - к второму входу второго элемента И, третий элемент И, подключенный первым входом к выходу первоготриггера, четвертый элемент И, под.ключенный первым входом к выходутретьего триггера, второй генератор,подключенный выходами к вторым входам третьего и четвертого элементов И, элемент сравнения, подключенный первым и вторым входами соответ- бОственно к выходам третьего и четвертого элементов И, элемент задержки,подключенный,к вторым входам второгои четвертого триггеров, датчик циклов, подключенный к входу элемента 65 задержки и третьему входу элементасравнения. Выход элемента сравненияявляется выходом устройства 2 ,Недостатком устройства являетсяневысокая точность ввиду того, чтоскорость измеряется только в течение полупериодов напряжения питанияи выходных сигналов Фазовращателя.Наиболее близким техническим решением к изобретению является преобразователь перемещения в код, содержащий последовательно соединенные генератор импульсов, блок пита"ния, фазовращательи Формировательфазовых импульсов, один элемент И,первый вход которого соединен с генератором импульсов, а выход подключен к одному счетчику, другой выход .Фазовращателя подключен к другомуФормирователю фазовых импульсов,выходы Формирователей Фазовых импульсов подключены к входам триггера, авыход триггера подключен .к второмувходу одного элемента И 3 3.Недостатком такого преобразова"теля является получение только кодаугла. для получеиия кода скоростинеобходим сумматор для формирования разности текущего и предыдущегоизмерений,Целью изобретения является расширение функциональных воэможностейпреобразователя путем преобразованияскорости. перемещения в код.Поставленная цель достигается тем,что в преобразователь скорости перемещения.в код, содержащий последовательно соединенные генератор импульсов, блок питания, Фазовращатель иФормирователь фазовых импульсов,один элемент И, первый вход которогосоединен с генератором импульсов, а.выход подключен к одному счетчику,введены делитель частоты, синхронизатор, другой элемент И., другой счетчик и коммутатор, выход генератораимпульсов подключен к первым входамсинхронизатора и другого элемента И,выход формирователя фазового импульса через делитель частоты подключен,к второму входу синхронизатора, первый вход которого подключен к второмувходу одного элемента И, второй выход - к второму входу другого элемента И, а третий выход - к управляющему входу коммутатора, выходы одно-го и другого элементов И подключе-,ны к одному и другому счетчикам соответственно, выходы которых подключены к сигнальным. входам коммутатора.. Введение делителя частоты, подт ключенного к выходу Формирователя фазовых ймпульсов, позволяет выделить временный интервал выходного напряжения фазовращателя, равный целому один и более ) числу периодов,1043700 лем фазорасщепитель, образующий,си- выходного напряжения Фазовращателя нусоидальное напряжение питания . или приращению углового положения Фазовращателя,ф,(угловому перемещению) ротора фазоФормирователь 4 фазовых импульсов , .вращателю. за период выходного наформирует сигналы прямоугольной фор пряжения, т.е. скорости вращения мы из синусоидального выходного на-, ротора Фазовращателя. Поскольку отношение частоты следования импульсовгенератора 1.и частоты питания фазовращателя 3 постоянно и равно й, токод скорости перемещения Формируется.пряжения фазовращателя для выделения момента перехода этого напряжения через нуль (в преобразователе используется переход напряжения через 65 укаэанного напряжения, что можно, нуль в одном направлении, например,+1выполнить с помощью одного Фор- ; из - в + ). мирователя фазовых импульсов, при Делитель частоты 5 делит частоту этом возможное изменение уровня выходного сигналаФормирователя 4 срабатывания формирователя не влияет, на два и служит для получения на вына точность выделения указанногоходе делителя 5 двух противоположных временного интервала, Введение дру-состояний, задающих соответственно гого счетчика, коммутатора и друго- соседние четный и нечетный периоды го элемента И позволяет производитьвыходного напряжения фазовращателя. измерение скорости в каждом периоде Синхронизатор б служит для синхвыходного напряжения фазовращателя, О ронизации выходного сигнала делителя . т.е. без перерывов во времени. Вве- . 5, Фаза которого может плавно измедение синхронизатора исключает по- няться, с импульсами генератора 1, грешность заполнения временного -для чего последний подключен к входу интервала выходного напряжения фа- синхронизатора 6. эовращателя импульсами генератора 35Первый (прямой) и второй (инверс- благодаря тому, что начало и конецный) выходы синхронизатора б подклювыделяемого временного интервала при- .чены к элементам И 7 и 8, которые хоттоя на паузы между заполняющимислужат для подачи импульсов генератоэтот интервал импульсами генерато- ра 1 на счетчики 9 и 10. Выходы счетРа. В противном случае за счет сов О чиков 9 и 10 подключены к входам компадения импульса генератора с грани-мутатора 11, выход которого являетцей вРеменноГо интервала имело бы . ся выходом преобразователя. место прохождение в этом интервалекоммутатор управляется сигналом лишнего импульаа, т.е, могла бы с третьего выхода синхроннзатора 6. возникнуть систематическая ошибка щ . Формирователь 13 управляющих сиг.На чертеже показана блок-схема . налов, связанный с выходами Формиропреобразователя скорости перемещения вателя 4 фазовых импульсов и генерав код, тора 1, служит для формирования вПреобразователь содержит после-каждом периоде выходного напряжения . довательно включенные генератор 1 .:,Фазовращателя 3 сигналов начальной импульсов, блок 2 питания фаэовраща-установки счетчиков 9 и 10, т.е. теля, угловой или линейный Фазовра- для ввода, через управляемые синхщатель 3,(ротор или,подвижная часть ронизатором б элементы И 14 и 15, которого получает соответственно, .когда константы из формирователя 12 угловое или линейное перемещение),констант в один из счетчиков 9 илиформирователь .4 Фазовых импульсов, З 10.делитель 5 частоты, представляющий .Преобразователь работает следую- собой в данном случае триггер со ,щим образом. счетным входом, синхронизатор б, элеС генератора 1 импульсы высокой .менты И 7 и 8, счетчики 9 и 10 с частоты поступают на вхоД блока 2, коэффициентом пересчета й, коммута"40;Фор 4 ирующего синусоидальное напряжетор 11, а также соединенные с ними : ние питания фаэовращателя 3/. ВыФормирователь 12 констант., формиро- . .ходное напряжение фазовращфтеля 3 ватель 13 управляющих сигналов, эле-при вращении его ротора будет. иметьменты И 14 и 15; изменяющийся фазовый сдвиг относи"Выходной сигнал генератора 1 предтельно напряжения питания. При этом ставляет собой непрерывную,последо- : частота. выходного напряжения фазовательность импульсов высбкой часто-, вращателя 3 будет (в зависимости .от ты и используется для получения на- - направления измененения Фазы - в стопряжения питания Фазовращателя, за- Рону опережения или отставания) выполнения временных интервалов (пе- " о ше.или ниже частоты напряжения питариодов ) выходного напряжения фазовра- : ния, а период выходного напряжения щателя и синхронизации устройства. , будет соответственно меньше или.Блок 2 содержит делитель часто- . больше периода напряжения питания. ты генератора до частоты напряже- ,. Разность между периодом выходного ния питания фазовращателя и включен-напряжения и периодом напряжения пиний последовательно с этим делите- . тания соответствует приращению фазыаа а ееа тт тата аттаатеа т еаа тт а еет ате тетЗаказ 7342/54 Тираж 618 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Жт 35, Раушская наб. д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 путем заполнения импульсами генератора 1 счетчика 9 или 10 с коэффициентом пересчета й в течение дли.тельности периода выходного напряжения фазовращателя 3.Выделение временного интервала, равного периоду выходного напряжения фазовращателя 3, выполняется. следующим образом.Указанное напряжение преобразует. - ся иэ синусоидальной Формы впрямоугольную в формирователе 4 фазовых импульсов, и частота этого сигналаделится на два делителем 5, фронты выходных сигналов которого синхронизируются в синхронизаторе б с импульсами генератора 1, Прямой и инверсный выходы синхронизатора б, сигналы которых .соответствуют четному и нечетному периодам выходного напряжения фазовращателя 3, уп.равляют элементами 7 и 8, через которые импульсы генератора 1 поступают в течение одного периода выходного напряжения фазовращателя 3 для заполнения счетчика 9, в течение другого периода - для заполнения счетчика 10, Синхронизация выполняется таким образом., что моменты переключения по управляющим входам элементов 7 или 8 приходятся на паузы между поступающими на эти элементы импульсами генератора 1.Определение разности между длительностью периода выходного напря- жения и напряжения питания фазовра-. щателя 3 выполняется путем счета импульсов генератора 1 счетчиками 9 или 10, имеющими коэффициент пересчета й. При Ьтом, если выделенный период выходного напряжения фазовращателя 3 больше периода напряжения его питания случай вращения ротора фазовращателя 3 в одну сторону ), счетчик 9 или 10 после отсчета количества импульсов, равного й, переполнится и начнет считать сначала. В этом случае код в данном счетчике по окончании счета (т.е, в конце данного периода выходного напряжения фаэовращателя 3) будет представлять собой иепосред ственно разность между количеством импульсов в выделенном периоде выходного напряжения и коэффициентом пересчета счетчика Й. Если же выделенный период выходного напряженияменьше периода напряжения питанияслучай вращения ротора фазовраща-.теля в другую сторону ), счетчик9 или 10 не успеет заполниться до5 конца, и в этом случае указаннаяразность будет представлена в дополнительном коде,Код полученной разности с выходов.счетчиков 9 или 10 поступает10 в каждом периоде на вход коммутатора 11, который управляется сигна. -лом с вйхода синхройизатора б таким образом, что во время счетаимпульсов счетчиком 9 на выход ком 15 мутатора выдается код со счетчика10 и наоборот. Информация с выходакоммутатора представляет собой сигнал скорости. При этом выходнойсигнал старшего разряда счетчика9 или 10, выдаваеьйй коммутатором11, используется в качестве сигнала направления скорости, код остальных разрядов представляет собойвеличину скорости.Выбранный коэффициент пересчетасчетчиков 9 или 10, определяемый;системой счисления и разрядностьюсчетчика,может быть больше коэффициента пересчета Н.Тогда перед началом счета соответствующего счетчика в нем сигналом начальной установки записывается определенный код, поступающийиз Формирователя 12 констант, благодаря чему коэффициент пересчетасчетчика изменяется таким образом,чтобы он стал равиым Й, Сигналыначальной установки поступают насчетчики 9 или 10 с формирователя13 управляющих сигналов соответст 40 венно через элементы И 14. и 15, управляемые сигналами с выходов синхронизатора 6 таким образом, чтоначальная установка в счетчике 9выполняется во время заполнения .45 счетчика 10 и наоборот,Код перемещения образуется путем суммирования выходных кодов ком 50 " Таким образом, преобразователь формирует код угла и код скорости перемещения.Экономический эффект от ыспользования преобразователя определя-ется его техническим преимуществом.