Преобразователь угла поворота вала в код

О П И С А Н И Е (11) 543970ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз Советскнн Соцналнстнческнн Реслублнк(51) М, Кл.т Сг 08 С О/ОЬ с присоединением заявки23) Приоритет Государственный накнтет Совета Мнннстрав СССР ое делан нзобретеннй н итнрытнй(46) Дата опубликования описания 21.03,7(71) Заявитель ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВО ВАЛА В К зоб атики ыт етение относится к области автовычислитепьной техники и может ользовано дпя связи аналоговых в информации с цифровым стройисточнико У ством, 5Известны преобразователи угла поворота вала в кои, содержащие укрепленный на входном валу диск с кодовой маской и неподвижную систему считывания 11. Недостатком таких преобразователей являются не О высокие разрешающая способность и точность, вызванные технологическими погрещностями изготовления,Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является преобразо 15 ватель угла поворота вала в код, содержащий кодовый диск, кинематически соединен ный с двигателем, неподвижные считывающие элементы, укрепленный на входном вач лу подвижный считывакнций элемент, подкпв ченный к управляющему входу блока вентилей, к одному входу блока коррекции, нулевому входу счетчика и первому входу блокауправления счетом, выход первого неподвим- ного считывающего элемента подключен к входу 25 управляемого генератора импульсов, выходкоторого подключен к второму входу блокауправления счетом, один выход блока коррекции подключен к единичному входу сч гчика,а другой - к третьему входу блока управлния счетом, выход которого соединен сосчетным входом счетчика, выходы счетчикачерез блок вентилей подключены к выходнофму регистру 2 1Недостатком такого преобразователя явиется низкое быстродействие. Полный ходугла формируется один раз за оборот кодового диска,Целью изобретения является повышениебыстродействия преобразователя.Поставленная, цель достигается тем,что в преобразователь угла поворота валав код введены дополнительный считывающийэлемент, укрепленный на входном ввпу, счетчик прямого счетв, счетчик обратного счета и сумматор, счетный вход счетчика обратного счета соединен с выходом подвижного считывающего элемента, в нулевойс выходом дополнительного считывающегоэлемента, счетный вход счетчика прямогосчета соединен с другим выходом блока коррекции, а нулевой - с выходом второго не-подвижного считывающего элемента, выходпереполнения счетчика и выходы разрядовсчетчиков прямого и обратного счета черезсумматор подключены к блоху вентилей, авыход первого неподвижного считывающегоэлемента подключен к другому входу блоккоррекции.Нв чертеже представлена структурная р 0схема преобразователи угпв поворота вела,в код.Преобразователь содержит кодовый диск1 с нанесенными на его поверхность рвдиальньгми штрихами 2 и нулевым штрихом 1 х3, двигатель 4, входной вал 5, на которойукреплены считывающие элементы 6 и 7,неподвижные считывающие элементы 8 и9, Считывающий элемент 6 подключен ксчетному входу счетчика 10 обратногосче- щта, управляющему входу блока 11 вентилеВ,блоку 12 коррекции, блоку 13 управления счетом и нулевому входу счетчика 14. Считывающий элемент 7 подхщоченх нулевому входу счетчика 10 обратного счета, Считыввкиций элементй 58 подключен к блоку коррекции 12 и х управляющему входу генератора 15 импульсов,выход которого соединен с входом блока1 3 управления счетом, Считывающий эле,мент 9 подключен к нулевому входу счет- Э 0чика 16 прчмого счета. Один выход блока12 коррекции подключен к единичному вхо 4.ду счетчика 14, а другой - к счетному вхЬду счетчика 16 прямого счете и к блоку1 3 управления счетом, выход которого под- З 5ключен к счетному входу счетчика 14. Вьвход переполнения счетчика 14 и выходыразрядов счетчиков 10 и 16 через сумматор 17 подключены к блоку 11 вентилей,выходы которого подкгпочены к выходному л 0регистру 18,Блок 12 коррекции состоит из элемента 19 сдвига, элемента И 20, триггера 21 сосчетным входом и формирователи 22 импуль ц са коррекции. Один вход элемента 19. сдвига соединен с выходом считывающего элемента 8, управляющий вход - с выходомтриггера 21, а выход подключен к блоку13 управления счетом и к одному входу щ элемента И 20, другой вход которого соединен с выходом считывающего элемента6 и входом формирователя 22 импульса, а- выход подключен к счетному входу триггера 21. Выход триггера 21 подключен к угзравляющему входу формирователя 22, выход которого соединен с единичным входом счетчика 14, Управляемый генератор 15 импуль, сов работает в режиме умножителя частотьг с выхода считывающего элемента 8. 60 Преобразователь угла в коц работаетследующим образом.Каждый диск 1 вращается двигателем 4 с постоянной скоростью. На выходе считывЬ- юших элементов 6 и 8 формируются импуласы, частота которых пропорциональна числу штрихов 3 и скорости вращения кодового диска 1. При этом последовательность выходныхстоп - импульсов считывающего элемента 6 сдвинута по фазе по отношению к выходным старт - импульсам считывающе-, го элемента 8 на величину, процорциональную углу поворота вела 5, Коэффициент прФ- порциональности равен числу штрихов 3 на кодовом диске 1. При прохождении нулевого штриха 4 около считывающего элемента, 9 на выходе последнего формируется импульс, н счетчик 16 устанавливается в "0". После этого счетчик 16 считает число штрихов вращающегося кодового диска 1 от 0 до 1 п При прохождении нулевого штриха 4 около считывающего элемента 7 в счетчике 10 ;обратного счета устанавливается код ф , после чего из содержимого счетчиха 10 пос ледовательно вычитается число штрихов отт 1 до О, Выходные коды счетчиков 10 и 16 складываются в сумматоре 17, образуя грубый отсчет угла поворота, Блок 13 управления счетом формирует пачки импульсов от старт- до стоп-импульсов, которые под,считываются счетчихом 14, образуя точньгй .отсчет угла поворота, Максимальный код счетчика 14 равен периоду между соседни,ми старт-импульсами, что обеспечивается автоматической подстройкой частоты генератора 15 импульсов при возможном измене,нии частоты старт-имнульсов, вызванном иЗ- менением скорости вращения двигателя. При, совпадении старт-импульса со стоп- импульсом на выходе элемента И 20 формируется импульс, который перебрасывает триггер 21 в другое устойчивое состояние, при этом .,вклгочается элемент 19, сдвигая следующий ртарт-импульс на величину 1, Одновре-, менно с триггера 21 подается разрешающий сигнал на формирователь 22, с выхода ко.торого по приходу стоп-импульса на единичный вход одного из разрядов счетчика 14 ;поступает импульс коррекции, цена которого соответствует величине сдвига элемента 19, При включенном элементе 19 сдвига и формирователе 22 импульса коррекции счет- чик 14 может переполниться, и на его вы"ходе появится импульс переполнения, который складывается с содержимым сумматора 17. Стоп- импульс с задержкой г-,.2 воздействует на управляющие входы блока 11 вентилей, осуществляя перенос кодовой информации с сумматора 17 грубьгй отсчет)и счетчика 14 (точный отсчет) на выходной регистр 18,По мере изменения угла поворота наступает момент следующего совпадения старъ-и стоп-импульсов. При этом триггер 21 пе-ребрасывается в первоначальное состояние,отключая элемент 19 сдвига и формирова 1тель 22 импульса коррекции.Таким образом, к приходу каждого стопимпульса в сумматоре 17 образуется код, рсоответствующий углу поворота входноговала 5 со считывающими элементами 6 и7 относительно неподвижных считывающихэлементов 8 и 9 на целое число штрихов,А па счетчиков 14 образуется код, соответ дствующий углу поворота на часть расстояния между двумя соседними штрихами, Полный код угла обновляется в регистре 18пс приходу каждого стоп-импульса,т.е, ираз за один оборот кодового диска. зФормула изобретенияПреобразователь угла поворота вала в ,р коц, содержащий кодовый диск, кинематичерки соединенный с двигателем, неподвижныЕ считывающие элементы, укрепленный на взводном валу подвижный считываюшчй элемент подключенный к управляющему входу блока щ вентилей, к одному входу блока коррекции, нулевому входу счетчика и первому входу блока управления счетом, выход первого неподвижного считывающего элемента подключен к входу управляемого генератора им-ак цульсов, выход которого подключен к второму входу блока управления счетом, один выход блока коррекции подключен к единич ному входу счетчика, а другой - к третьему входу блока управления счетом, выход которого соединен со счетным входом счетчика, выходы счетчика через блок вентилей подкпочены к выходному регистру, о т л и ч а к- щ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия преобразователя, в него введены дополнительный считывающий элемент, укрепленный на входном валу, счетчик прямого счета, счетчик обратного счета и сумматор, счетный вход счетчика обратного счета соединен с выходом подвижного считывающего элемента, а нулевой -с выходом дополнительного считывающего элемента, счетный вход счетчика прямого . счета соединен с другим выходом блока коррекции, а нулевой - с выходом второго неподвижного считывающего элемента, выход переполнения счетчика и выходы,разряд дов счетчиков прямого и обратного счета через сумматор подключены к блоку венти. лей, а выход первого неподвижного считывающего элемента подключен к другому вхоЩ блока коррекции. Источники информации, принятые во внимание при проведении экспертизы:1. Иеськин И,В. Фотоэлектрические преобразователи угловой величины в цифровой код "Судпромгиз 1 1962 ф с. 8.2. Авт. свид, % 506893, М.Кл Я 08 С 9/06, 11.11.74 .Составитель И. Назаркинаедактор Ф, Хлебников Техред М. Левицкая Корректор С. Шекмар С П "Патент, г, Ужгород, ул. Проек 4 757/ф:5 Тираж 7 НИИЙИ Государственного коми по делам изобретени 1 ХЗОЗВ, Москва, Ж, Р8 Подписноета Совета Министровй и открытийушская набд, 4/5