Преобразователь угла поворота вала в код

ЕТ СССР ОТКРЫТ ГОСУДАРСТ ПО ДЕЛАМ БРЕТ ЕЛЬСТВУ(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТАВАЛА В КОД(57) Изобретение относится к элементам системы автоматического регулирования и контроля и может быть использовано в качестве дискретногодатчика угла, например, в системахчислового программного управленияроботами, станками и другими объектами. Целью изобретения являетсяповышение точности преобразователяза счет уменьшения погрешности кван1361711тования по положению. Цель достигается тем, что в преобразователь, содержащий генератор 1, счетный триггер 2, элементы И 3 и 4, реверсивный счетчик 5, регистр 6, дешифратор 7, датчик 8, компаратор 9, элемент 18 задержки, введены одновибраторы 10-12, элементы И 13 и 14, элементы ИЛИ 15 и 16, КБ-триггер. Появление сигнала на выходе датчика 8 фиксируется компаратором 9. По срабатыванию компаратора 9 фиксируется код счетчика 5 в выходном регистре б, а через элемент 18 задержки и счетный триггер 2 реверсируется работа счетчика5. В преобразователе появилась возможность выделить угловое положениеротора датчика 8, в котором роторнаяобкладка 20 находится между статорными обкладками 19, т.е. когда компаратор 9 срабатывает при возбуждениидвух соседних статорных обкладок 19.При этом обеспечивается срабатываниеКЯ-триггера 17, а также считываниесоответствующего кода в выходной регистр б со счетчика 5 незави -симо от направления счета.2 ил.Изобретение относится к элементамсистем автоматического регулированияи контроля и может быть использованов качестве дискретного датчика угла,например, в системах числового программйого управления роботами, станками и другими объектами,Цель изобретения - повышение точности за счет уменьшения погрешностиквантования по положению.10На фиг.1 изображена схема преобразователя угла поворота вала в код;на фиг.2 - временная диаграмма напряжений в наиболее существенных узлах преобразователя.Преобразователь угла поворота вала в код содержит генератор 1 импульсов, счетный триггер 2, элементыИ 3 и 4, реверсивный счетчик 5, регистр б, дешифратор 7, датчик 8 (угла поворота), компаратор 9, одновиб.раторы 10-12, элементы И 13 и 14,элементы ИЛИ 15 и 16, КБ-триггер 17,элемент 18 задержкиДатчик 8 содержит статорные обкладки 19 в виде уз 25ких проводников, параллельных осидатчика 8, количество которых соответствует диапазону преобразованияпреобразователя, роторную обкладку20, параллельную статорным, узел 21съема сигнала с роторной обкладкой20, например, емкостного типа. Преобразователь угла поворота вала в код работает следующим образом. Импульсы 0, (фиг.2 а) от генератора 1 через один из элементов И 3 или 4 в зависимости от состояния счетного триггера 2 поступают на один из входов, например суммирующий, счетчика 5, состояние которого, а следовательно, и выходов дешифратора 7 изменяется. При этом поочередно подается напряжение на статорные обкладки 19 датчика 8, При изменении напряжения на статорной обкладке 19, ближайшей к роторной обкладке 20, на последней вследствие наличия емкостной связи наводится напряжение, достаточное для срабатывания компаратора 9, на который оно поступает через узел 21 съема сигнала.Порог срабатывания компаратора 9 выбирается таким, что, если роторная ,обкладка 20 находится под одной из статорных обкладок 19, компаратор 9 срабатывает на время поступления напряжения только на эту статорную обкладку 19, если же роторная обкладка 20 находится между статорными обкладками 19, компаратор 9 срабатывает на время подачи напряжения на обе ближайшие к роторной 20 статорные обкладки 19, т.е. сигнал Б (фиг.2 в) на выходе компаратора 9 будет вдвое длиннее.По переднему фронту импульса компаратора Б одновибратор 10 формирует короткий импульс Ц (фиг.2 г), ко- торым производится сброс КЯ-триггера1361711 Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий генератор импульсов, выход которого соединен спервыми входами первого и второгоэлементов И, выходы которых соедине О ны соответственно с суммирующим ивычитающим входами реверсивного счетчика, выходы которого соединены синформационными входами регистра ис входами дешифратора, выходы которо го соединены с входами датчика, выход которого соединен с входом компаратора, элемент задержки, выход которого соединен с входом счетноготриггера, первый и второй выходы которого соединены с вторыми входамисоответственно первого и второгоэлементов И, о т л и ч а ю щ и й - .с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены первый, второй 55,И третий одновибраторы, третий и четвертый элементы И, первый и второйэлементы ИЛИ КЯ-триггер, выход компаратора соединен с первыми входамитретьего элемента И и первого элемен 17. Под действием этого же сигнала на выходе второго элемента ИЛИ 16 вырабатывается сигнал Б (фиг.2 ж), который производит запись в регистр 6 кода счетчика 5, соответствующего старшим разрядам выходного кода преобразователя. Одновременно запускается и одновибратор 11, формирующий импульс Б (фиг.2 д), длительность которого несколько больше периода сигналов Б, генератора 1.По заднему фронту импульса Б запускается одновибратор 12, формирующий короткий импульс Б (фиг.2 е),который дальше не проходит, так как закрыт элемент И 13. На время срабатывания компаратора 9 и одновибратора 11 на выходе элемента ИЛИ 15 формируется импульс У (фиг.2 и) запрета считывания кода с преобразователя, запускающий элемент 18 задержки и поступающий на выход преобразователя, Рассмотренные процессы происходят при появлении на выходе компаратора 9 импульса Б независимо от длительности последнего.Если импульс Б формируется коротким, состояние КБ-триггера 17 после сброса импульсом У 4 не изменяется (левая .часть диаграммы, фиг.2)чи младший разряд выходного кода преобразователя будет представлен логическим "О".Через некоторое время, определяемое переходными процессами в элементах, формируется сигнал У,о (фиг.2 к) на выходе элемента 18 задержки, который переводит счетный триггер 2 в другое состояние. Производится реверсирование счетчика 5 и через некоторое время, близкое к времени задержки, вновь происходит срабатывание компаратора 9 и весь цикл повторяется.Если с выхода компаратора 9 появится импульс П увеличенной длительности (средняя часть диаграммы, фиг.2), произойдет следующее.Поскольку во время появления на выходе одновибратора 12 импульса У импульс Б на выходе компаратора 9 еще не кончился, на выходе элемента И 13 также появляется короткий импульс. Этот импульс устанавливает выход КБ-триггера 17, т,е. младший разряд выхода преобразователя, в состояние логической "1", а при работе счетчика 5 на вычитание, т.е. когда сигнал Б (фиг.2 б) соответствует логической "1", поступает через элементы И 14 и ИЛИ 16 на управляющий входрегистра 6 и осуществляет повторнуюзапись в него на единицу меньшегокода со счетчика 5. Это обеспечиваетформирование одинакового кода на выходе преобразователя независимо от 1 О направления счета счетчика 5, т.еот последовательности возбуждениястаторных обкладок 19.Таким образом, в преобразователеугла.,поворота вала в код погрешность 15 квантования по положению равна половине расстояния между центрами соседних статорных обкладок 19, т.е.в два раза меньше, чем у известногоустройства. Это позволяет без увеличения разрядности счетчика 5 и дешифратора 7 и количества статорных обкладок 19 датчика 8 увеличить разрядность преобразователя за счет добавления младшего разряда, формируемо го КЯ-триггером 17. Крбме того, в" преобразователе по сравнению с известным устройством отсутствует неоднозначность формируемого кода дляразных направлений счета в счетчике Зо 5 при положении роторной обкладки 20между двумя статорными обкладками 19. Формула изобретения361711 та ИЛИ и с входами первого и второгоодновибраторов, выход которого соединен с вторым входом первого элементаИЛИ и с входом третьего одновибратора, выход которого соединен с вторымвходом третьего элемента И, выход которого соединен с Б-входом КБ-триггера и с первым входом четвертого элемента И, второй вход которого подклюсуммираРауие 5 ычцщоное Ф и Д и ф Иа а Ь ф щ ф У Фиг.Г Составитель Е.БударинаТехред М.Дидык Корректор И.Муска Редактор П.ГерешиЗаказ 6303/56 Тираж 900 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 СуииораноеЩ ц,йП.ПЙ ЦрФ чен к второму выходу счетного триггера, а выход соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с управляющим входом регистра, а второй вход с К-ходом КБ-триггера и с выходом первого одновибратора, выход первого элемента ИЛИ соединен с входом элемента за 10 держки.