Преобразователь угла поворота вала в код

Изобретение относится к автоматике, телемеханике и вычислительной технике и может быть использовано в системах числового программного уйравления, в приводах станков й прожшленных роботов. 5Известен преобразователь уголкод, содержащий фазовращатель, источник питания фаэовращателя, соеди. неннцй с выходом делителя частоты, подключенного к выходу генератора 0 импульсов, формирователь фазового .сдвига, нсцключенный входом к выходу фазовращателя, а выходом - к перюм входам. схем совпадения, другие входы которых подключены к делителю 15 частоты, выходы схем совпадения соединены с входами схемы выявления величины и знака приращения угла и установочными входами реверсивного счетчика, импульсный вход которого 2 р соединен через счетчик с переменным коэффициентом пересчета с выходом генератора импульсов, а знаковый вход реверсивного счетчика - со схемой выявления величины и знака при- д ращения угла, другой выход этой схеж через блок коэффициентов соединен с управляющими входами счетчика с переменным коэффициентом пересчета Я ,Недостатками данного преобразователя угол-код являются сложность его построения и недостаточная точность, обусловленная уходом фазы сигнала питания фазовращателя во времени и с изменением рабочей температуры.Наиболее близким к предлагаемому устройству является преобразователь угла поворота вала в код, содержащий фазовращатель, генератор импульсов, делитель частоты, источник питания 4 О фаэовращателя, формирователь фазовых импульсов, фазовый дискриминатор, первый реверсивный счетчик, второй реверсивный счетчик, счетчик с переменным коэффициентом деления, логический блок, накопитель. Первый вы" ход генератора соединен с первым эхо дом логического блока, выход делителя частоты соединен с входом фаэовращателя, висод которого соединен с входом формирователя фазового импульса, выход последнего подключен к первому входу фазового дискриминатора, второй вход которого соединен с висодом первого реверсивного счетчика. Выходы фазовогО дискриминатора соединены с соответствукщими входами второго реверсивного счетчика, информационные выходы которого подключены к управляющим входам счетчика с переменным коэффициентом деле ния. Второй выход генератора импульсов соединен с первым входом счетчика с переменным коэффициентом деления. Знаковый выход второго ревер-, ,сивного счетчика соединен со. вторым 65 входом логического блока, первые вц ходы которого соединены с соответствующими входами первого реверсивного счетчика, а вторые выходы " с со-. ответствующими входами накопителя, третий вход логического блока подключен к выходу счетчика с переменным коэффициентом деления 2 .Однако известное устройство характеризуется недостаточной точностью из-за нестабильности фазы сигнала питания фаэовращателя во времени и с изменением рабочей температуры.Цель изобретения - повышение точности преобразователя.Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий первый фазовый дискриминатор, первый вход которого соединен с выходом первого реверсивного счетчика, а выходы - с соответствующими входами второго реверсивного счетчика, информационные выходы которого соединены с управляющими входами счетчика с переменным коэФфициентом деления, а знаковый выход - с первым входом первого коммутатора, первые выходы которого соединены с входами первого реверсивного счетчика, а вторые выходы - с входами накопителя, второй вход первого коммутатора соединен с первым выходом генератора импульсов, а третий вход с выходом счетчика с переменным коэффициентом деления, первый вход которого соединен с вторьм выходом генератора импульсов, делитель частоты,. выход которого подключен к входу исвэчника питания фаэовращателя, выход которого соединен с входом фазоврашателя, вцкод которого подключен через первый формирователь фазовых импульсов ко второму входу первого фазового дискриминатора, введены второй формирователь фазовых импульсов, второй Фазовый дискриминатор, второй коммутатор и счетчик, вход второго формирователя фазовых импульсов подключен к выходу источника питания фазовращателя, а выход - к первому входу второго фазового дискриминатора, второй вход которого соединен с исходом счетчика, выходы второго фазового дискриминатора соединены с первыми входами второго коммутатора, выходы которого подключены к соответствующим входам делителя частоты, второй вход второго коммутатора и и вход счетчика объединены и подключены к первому выходу генератора импульсов.На чертеже представлена структурная схема предлагаемого преобразователя.Преобразователь содержит генератор 1 импульсов, первый выход которого соединен с первым входом ком 1076934мутатора 2, выходы которого подклю-чены через последовательно соединенные делитель 3 частоты, источник 4 питания Фаэовращателя и фазонращатель 5 к входу формирователя б фазовых импульсов. Выход источника 4 питания фазонращателя соединен также через формирователь 7 фазовых импульсов с первьм входом Фазового дискриминатора 8, второй вход которого подключен к выходу счетчика 9. Второй 1 О выход генератора 1 импульсов присоединен к первому входу счетчика 10 с переменным коэффициентом деления, выход которого подключен к третьему входу коммутатора 11, второй вход 5 которого соединен с объединенными выходом и входом генератора 1 импуль. сов и счетчика 9 соответственно. Первые выходы кскмутатора 11 подключены через соответствующие входы счет чика 12 реверсивного к другому входу фазового дискриминатора 13. Вторые выходы коммутатора 1 1 соединены с соответствующими входами накопите-. ля 14, а выходы фазового дискримина тора 13 подключены к входам счетчика 15 реверсивного, один выход которого соединен с первым входом коммутатора 11, а другой - со вторым входом счетчика 10 реверсивного. ЗОПреобразователь работает следующим образом.Импульсы с выхода генератора 1 с частотой 1 через коммутатор 2 заполняют делитель 3 частоты. Источник 4 питания фаэовращателя преобразует опорные сигналы частотой 1 / И с выхода делителя 3 частоты в двухфазное гармоническое напряжение питания Фазонращателя 5, работающего в Фазовом режиме. Синусоидальное напряжение с выхода фазоваращателя 5, сдвинутое по фазе на угол, пропорциональный углу разворота его вала, поступает на вход Формирователя 6 Фазового импульса. На выходе его Формируется короткий импульс н момент перехода входного напряжения иэ отрицательной области синусоиды н положительную. Выходные импульсы формирователя б поступают на второй вход первого Фа нового дискриминатора 13, на первый вход которого поступают импульсы со старшего разряда первого реверсивного счетчика 1 2, частота которых равна частоте сигнала питания фазовра щателя 5. В начальный момент времени нал фаэовращателя 5 неподвижен, накопитель 14 и счетчики 9, 10, 12 и 15 обнулены, поэтому сигнал с выхода первого реверсивного счетчика 12 совпадает по фазе (с точностью до одного периода частоты 1) с выходным сигналом Фазовращателя 5.При медленном повороте вала фазовращателя 5 в положительном направ 65 ленни сигнал с его выхода начинает опережать по Фазе сигнал с выхода первого реверсивного счетчика 12. фазовый дискриминатор 13 направляет Фазовый импульс на суммирующий вход второго реверсивного счетчика 15, усанавливая его выходной код ЬЦ +1. При этом на выходе счетчика 10 с переменным коэффициентом деления поянляется импульс, который через первый коммутатор 11 добавляется к импульсам генератора 1 на суммирующем входе счетчика 12, вызывая появление (2" +1) импульсов эа период напряжения питания Фазовращателя 5, что приводит к смещению фазы сигна-. ла на выходе счетчика 12 по отношению к сигналу на выходе Фазовращателя 5 . Первый коммутатор 11 напранля" ет этот импульс на суммирующий вход накопителя 14, Добавление одного импульса в счетчике 1 2 за период сигнала питания фазовращателя 5 приводит к тому, что сигнал на выходе последнего отстает по фазе от сигнала на выходе счетчика 12 . В этом случае выходной импульс фазового дискриминатора 13 поступает на вычитаний вход второго реверсивного счетчика 15, устанавливая его выходной код й 80. При этом на выходе счетчика 10 с переменным коэффициентом деления импульсы отсутствуют, код накопителя и фаза сигнала на ныходе счетчика 1 2 неизменны. При дальнейшем вращении вала фаэонращателя рассмотренные процессы повторяются, а в накопителе 14 формируется код Й, соответствующий углу поворота вала фазонращателя 5.При вращении вала Фазовращателя 5 н отрицательном направлении ра бота преобразователя аналогична выше рассмотренной,.а отрицательное изменение Фазы сигнала на выходе счетчика 12 н кода накопителя 14 осуществляется коммутатором 11 за счет подачи импульсов с выхода счетчика 10 на вычитающне входы реверсивного счетчика 12 и накопителя 14 . При изменении фазы сигналов питания фазонращателя на + Ь за счет влияния дестабилизирукщих факторов в диапазоне рабочих температур появляется погрешность преобразования угла н код. Устранение этой погрешности осуществляется контуром, нключающим второй формирователь 7 фазовых импульсов, второй Фазовый дискриминатор 8, второй коюпутатор 2 и счетчик 9. При этом второй формирователь 7 фазовых импульсов формирует короткие импульсы при переходе синусоиды сигнала питания Фазовращателя через нуль иэ отрицательной области в положительную, поступающие на первый вход второго фазового1076934 Составитель Ю.КотовРедактор Н.Ковалева Техред С,Легеза Корректор А,ТяскоЫ Заказ 7 53/47 Тираж 569Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная,4 дискриминатора 8, на второй вход которого поступают импульсы с выхода счетМиха 9 с частотой/ И 4При йаб импульсы с выхода генератора 1 через второй коммутатор поступают на суммирующий вход делителя 3 частоты. Если Фаза сигнала питания Фазовращателя 18 изменится на ".Ь, то Фазовый дискриминатор 8 через второй коммутатор 2 добавляет О импульс на суммирующий вход делителя 3 частоты, в результате чего Фаза сигнала на его выходе по отношению к опорному смещается таким образом, что компенсирует уход фазы сиг нала источника 4 питания. При изменении Фазы сигнала 18 навеличину +Ь выходной импульс второ"го Фазового дискриминатора 8 черезвторой коммутатор 2 поступает на вычитакщий вход делителя 3 частоты,в результате чего Фаза сигнала наего выходе смещается по отношению копорному сигналу, а следовательно,компенсируется уход Фазы. +Ау источника питания фаэовращате-.ля 4.1Таким образом, за счет, регулиро-вания поддерживается Фазовый сдвигмежду сигналом питания Фазовращателя 18 и опорным сигналом в пределах1 дискрета преобразователя,