Преобразователь временных интервалов в код для измерения угла поворота вала

)5 Н 03 М 13/02 ГОСУДАРСТВЕННЫЙРО ИЗОБРЕТЕНИЯЬ 4ПРИ ГКНТ СССР ИТЕТКРЫТИ 1 лД,;Ккт:й ИЕ ИЗОБРЕТЕН СА СВИДЕТЕЛЬСТВУ АВТОРСКОМ рскае бюро аединения ф 1) 4839765/2122) 27,03.9046) 30,08.92. Бюл.гл 32"Черметавтоматика"72) Л.А.Рубанович, О.Г.Хен. Б,И.ТихоновиБ,В.Чесноченко и В,А.Камынин56) Авторское свидетельство СССРМ 934382, кл. 6 01 В 3/489, 1980,Авторское свидетельство СССРМ 289504, кл. Н 03 К 13/02, 1969,.,Ж, 175886(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ В КОД ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА(57) Использование: измерительная техника, преобразование фазового сдвига в код. Сущность изобретения: устройство содержит: формирователь старт-импульсов /1/, формирователь стоп-импульсов /2/, триггер опроса /3/ 2 триггера /4.5/. генератор импульсов /6/. 2 вентиля /7,6/, схему /9/ распределения импульсов, 2 раверсивнцх счетчика /10,11/, 2 фиксатсра /12, 13/, коммутатор /14/, задатчик начального смещения /15/, триггер знака /16/. 1 ил,5 10 15 20 25 30 40 50 Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано вустройствах вычислительной техники дляпреобразования фазового сдвига в код,Наиболее близким по технической сущности является устройство для преобразования временного интервала в код за счетизмерения временного интервала от стартимпульса до стоп-импульса или его дополнение от стоп-импульса до старт-импульса.С целью повышения быстродействия в данное устройство дополнительно введены схема ИЛИ, триггер знака и второй вентиль,Устройство содержит генератор тактовойчастоты (генератор импульсов), первый выход которого соединен с первым входомпервого вентиля, а второй выход соединенс первым входом второго вентиля. Второйвыход первого вентиля соединен с прямымпервым выходом триггера прямого вращения (ТПВ), а третий вход - с инверснымвыходом триггера обратного вращения(ТОВ), Второй вход второго вентиля подключен к инверсному выходу ТПВ, а третий входсоединен с прямым выходом ТОВ, Выходпервого вентиля подсоединен к первомувходу схемы ИЛИ, Выход второго вентилясоединен со вторым входом схемы ИЛИ ивходом триггера знака. Выход схемы ИЛИсоединен с входом счетчика импульсов, авыход триггера знака соединен со вторымустановочным входом счетчика импульсов,ТПВ соединен со схемой формированиястарт-импульса, на вход которой поступаетсигнал с выхода триггера опроса. На входТОВ поступает сигнал с выхода схемы формирования стоп-импульса.Целью изобретения является повышение точности измерений,Преобразователь временных интервалов в код для измерения угла поворота валасодержит формирователи старт-импульсов1 и стоп-импульсов 2, триггер опроса 3, синхронизирующий работу устройства, первый 4и второй 5 триггеры, фиксирующие старт- истоп-импульсы, генератор 6 импульсов, двавентиля 7 и 8, формирующих временный интервал, заполненный частотой генератораимпульсов, схему распределения импульсов,два реверсивных счетчика 10 и 11, два фиксатора 12, 13, коммутатор 14, задатчик 15 начального смещения и триггер 16 знака,Два входа формирователя 1 старт-импульсов соединены с входом датчика углаповорота с фазовым выходом, два входаформирователя 2 стоп-импульсов соединены с выходом датчика, таким образом напервые два входа формирователя 1 поступает опорный сигнал, на первые два входаформирователя 2 - текущий,Третьи входы формирователей 1, 2 соединены с выходом триггера опроса 3, а выходы формирователей старт-импульсов 1 и стоп-импульсов 2 соединены с входами перваго 4 и второго 5 триггеров соответственно, первые выходы которых соединены со вторыми входами первого 7 и второго 8 вентилей соответственно, второй выход первого триггера 4 соединен с третьим входом второго вентиля 8, а второй выход второго триггера 5 соединен с третьим входом перваго вентиля 7, при этом первые входы вентилей 7 и 8 соединены с выходом генератораимпульсов 6Первый и второй входы первого реверсивного счетчика 10 соединены с первым и вторым выходами схемы распределения импульсов 9 соответственно. первый и второй входы второго реверсивного счетчика 11 соединены с третьим и четвертым выходамисхемы распределения импульсов 9, третий выход схемы распределения импульсов 9 соединен также со входом триггера знака16, первый выход задатчика начального смещения 15 соединен с пятым входом схемы распределения импульсов 9, а второй выход - с третьими входами первого 10 и второго 11 реверсивных счетчиков, первые выходы первого 10 и второго 11 реверсивных счетчиков соединены с первым и вторымвходом коммутатора 14 соответственно. а гретий вход последнего соединен с выходомтриггера знака 16, второй выход первого реверсивного счетчика 10 соединен с входом первого фиксатора 12, второй выходвторого 11 реверсивного счетчика соединен с входом второго фиксатора 13, выходы первого 12 и второго 13 фиксаторов соединены соответственно с первым и четвертым входами схемы распределения импульсов 9,второй и третий входы которой соединены с выходами первого 7 и второго 8 вентилей соответственно,Устройство работает следующим образом, В начале измеренйя триггера 3, 4, 5, фиксаторы 12, 13 устанавливаются в исходное состояние, а в реверсивные счетчики 10, 11 записывается код начального смещения, сформированный задатчиком 15, По сигналуопроса триггер опроса 3 переключается иразрешает работу формирователей 1 и 2.Если старт-импульс появляется раньше, чем стоп-импульс, то передний фронт старт-импульса открывает вентиль 7. Сигнал на выходе вентиля 7 присутствует до появления фронта стоп-импульса, когда сигнал с инверсного выхода триггера 5 запирает вентиль 7. Сигнал на выходе вентиля 7представляет собой временной интервалмежду старт- и стоп-импульсами, заполненный частотой генератора импульсов. На выходе вентиля 8 при этом присутствуетуровень логического нуля. Если первым появляется стоп-импульс, то сигнал, соответствующий временному интервалу отстоп-импульса до старт-импульса. заполненный частотой генератора импульсов,присутствует на выходе вентиля 8, а вентиль7 в зто время находится в нулевом состоянии, Сигналы с выходов вентилей 7 и 8,фиксаторов 12 и 13 и сигнал о знаке начального смещения со второго выхода эадатчика15 поступают на входы схемы распределения импульсов 9, 15Сигналы на выходах схемы 9 формируются по следующим логическим зависимостям:на первом выходеу 1 = а.в.д,б + г.а.в 20на втором выходеу 2 - а.в.д,бна третьем выходеуЗ = б.г,д.а+ в,б.ана четвертом выходе 25у 4 = б.г,д,а,где а - сигнал на выходе вентиля 7, длительность которого пропорциональна фазеопорного сигнала:6 - сигнал на выходе вентиля 8, длительность которого пропорциональна фазе текущего сигнала;в - сигнал на выходе фиксатора 12 формируется, когда в счете участвует реверсивный счетчик импульсов 10); 35г - сигнал на выходе фиксатора 13;д - сигнал на выходе задатчика начального смещения 15;у 1 - выходной сигнал на первом выходесхемы распределения 9; 40у 2 - сигнал на втором выходе схемыраспределения 9;уЗ - сигнал на третьем выходе схемыраспределения 9;у 4 - сигнал на четвертом выходе схемы 45распределения 9,Триггер знака 16 находится в нулевомсостоянии до тех пор, пока второй реверсивный счетчик 11 не начнет суммироватьпоступающие на него импульсы с кодом 50коррекции.Возможно шесть режимов работы устройства,Первые три режима формируются, когда имеет место начальное смещение фазы 55относительного фронта старт-импульса всторону запаздывания (отрицательное смещение). При этом сигнал "д" на втором выходе эадатчика 15 имеет уровеньлогической единицы, При этом в период подготовки при отсутствии сигнала "Опрос" второй реверсивный счетчик 11 устанавливается в "О", а в первый реверсивный счетчик 10 записывается код коррекции й с первого выхода задатчика 15,режим.Старт-импульс опережает по фазе стоп- импульс, т,е. измеряется положительный угол. По сигналу "Опрос" на выходе вентиля 7 формируется широтный импульс, заполненный тактовой частотой, по окончании которого на выходе первого реверсивного счетчика будет присутствовать код:гДе Ку 1 - коД, пРопоРЦиональный количеству импульсов на выходе у 1;йк - код коррекции;Й 1 - код положительного реверсивного счетчика,И режим.Старт-импульс запаздывает относительно стоп-импульса, открыт вентиль 8. Количество импульсов заполнения, укладывающихся в сигнале "б", меньше значения кода коррекции йк. Измеряемый угол, по-прежнему, положительный, По окончании периода счета выходной код на выходе первого реверсивного счетчика будет иметь видЙ 1 = Ик Йу 2,где Йу 2 - код, пропорциональный количеству импульсов на выходе у 2,И режим.Старт-импульс запаздывает относительно стоп-импульса, открыт вентиль 8. Количество импульсов заполнения, укладывающихся в широтном сигнале "б", больше численного значения кода коррекции Мк. Измеряемый угол при этом отрицательный.Формируется сигнал у 2. В момент, когда количество импульсов частоты заполнения численно превысит значение кода И, формируется сигнал на выходе фиксатора 12, который через схему распределения импульсов 9 формирует сигнал уЗ, а первый реверсивный счетчик 10 устанавливается в "0", В результате счета выходной код второго реверсивного счетчика будет иметь вид:Н 2 = Муз - г 1.где Иуэ - код, пропорциональный количеству импульсов на выходе уЗ;82 - код отрицательного реверсивного счетчика.1758868 Составитель С,ЧерняковаРедактор О,Спесивых ТехредМ.Моргентал Корректор П,Гереши Заказ 3012 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035. Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 И, Ч, Ч режимы работы устройства аналогичны первым трем, за исключением того,что реверсивные счетчики 10, 11 меняютсяместами.,Код с первых выходов реверсивных 5счетчиков Ю, 11 поступает на коммутатор14, на выходе которого формируется код,пропорциональный разности фаз с учетомнаправления вращения обьекта,Схема распределения импульсов 9, реверсивные счетчики 10, 11,задатчик начального смещения 15, фиксаторы 12, 13,коммутатор 14 выполнены на микросхемахсерии К 155 и К 555.Преимущество заявляемого решения по 15сравнению с прототипом заключается в повышении точности измерений.Так, например, использование дан-"ного устройства с датчиком, фазовращателем.типа ФВ 67-12, погрешность которого 20равна 0,08 угловых градуса, установленномна валу исполнительного механизма привода летучей пилы редукционного стана, позволит повысить точность мерного порезатруб с .ф.150 мм до +.25 мм на длине трубы 2512 м. Формула изобретенияПреобразователь временных интервалов в код для.измерения угла поворота вала, 30 включающий формирователи старт- и стоп- импульсов, генератор импульсов, два триг гера, два вентиля, триггер знака, триггер опроса, причем входы формирователей соединены с выходом триггера опроса, а выхо ды формирователей старт- и стоп-импульсов соединены с входами первого и второго триггеров соответственно, прямые выходы которых соединены с.вторыми входами первого и второго вентилей 40 соответственно, инверсный выход первого триггера соединен с третьим входом второго вентиля, а инверсный выход второго триггера соединен с третьим входом первого вентиля, при этом первые входы вентилей соединены с выходом генератора импульсов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения, дополнительно введены схема распределения импульсов, первый и второй реверсивные счетчики, задатчик начального смещения, первый и второй фиксаторы, коммутатор, причем первый и второй входы первого реверсивного счетчика соединены с первым и вторым выходами схемы распределения импульсов соответственно, первый и второй входы второго реверсивного счетчика соединены с третьим и четвертым выходами схемы распределения, импульсов, третий, выход схемы распределения импульсов.соединен также с входом триггера знака, первый выход задатчика начального смещения соединен с пятым входом схемы распределения импульсов, а второй выход - с треть-. ими входами первого и второго реверсивных счетчиков, первые выходы первого и второго реверсивных счетчиков соединены с первым и вторым входом коммутатора соответственно, а третий вход последнего соединен с выходом триггера знака, второй выход первого реверсивного счетчика соединен с входом первого фиксатора, второй выход второго реверсивного счетчика соединен с входом второго фиксатора, выходы первого и второго фиксаторов соединены соответственно с первым и четвертым входами схемы распределения им.пульсов. второй и третий входы которой соединены с выходами первого и второго вентилей соответственно, причем два входа формирователя старт-импульсов соединены с входом датчика угла поворота, а два входа формирователя стоп-импульсов соединены с выходом датчика,