Преобразователь угла поворота в код

Союз Советскин Социалистических РесяубликОП ИСАНИНАИ ЗОБРЕТЕ Н ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕЛПЬСТВУ) М. Кл. 608 С 9/04 инением заявки Х с при осудврстееннын квинтетСовета Мнннстрое СССРпо делам нэобретеннйн открытей 23) Приоритет нковано 05.06.77. Бю ень е 2 53) УДК 681.325 (088 5) Дата опубликования описания,14.04. чфьт 1 1 с 2) Авторы изобретен, Г. Абакумов, А. М. Горбань, В. И. Коржов, В. П. Михайлов, А. И. Петренко н В. Т, Писков вский ордена Левина политехнический институт имени 50. Великой Октябрьской социалистической революции вит 54) РАЭОВАТЕЛЬ У ВОРОТА ВАЛА ВК ро Изобретение относится к области автоматики ивычислительной техники и может быть использовано в системах программного управления и втехнике аналого . цифрового лреобразования.Известны преобразователи угол . код с исполь.эованием фазовращателя (индукционный датчик носхеме "угол - фаза временной интервал"код") 111,Из известных преобразователей наиболее близ.ким по технической сущности является преобразо Ователь угла поворота вала в код, содержащийпоследовательно соединенные генератор импульсов,делитель частоты, формирователь синусоидальногонапряжения и фазовращатель, вход и выход котого подключены к соответствующим нуль - орга.нам, счетчик и шину питания. Выход генератораимпульсов соединен с первым входом ключа, второй вход которого соединен с выходом синхрони.затора. Выход первого нуль органа подключен кпервому входу синхронизатора 121. 20В этом преобразователе с промежуточным пре.образованием угла ротора фазоврашатсля в фазу иво временной интервал формирование лоследнетопри помощи нуль . органов ироиэволится междуначалами положителын х или отрицательных полу к волн напряжения нз входе н выходе фазовращате ля. Однако при работе таких преобразователей возникают погрешности, нэбусловленные искаже ниямн формы входного и выходного напряжений фаэовращателя и зависимостью получаемых данных от качества нульорганов,Целью изобретения является повышение точ. ности преобразования за счет снижения погреш.ностей.Поставленная цель достигается тем, что в пред. ложенный преобразователь введены формирователь имлульсов, триггеры, элементы ИЛИ и И. Входы первого элемента И соединены с первым выходом первого нульоргана и первым выходом первого триггера, а выход - с первым входом второго триггера, второй вход которого подключен к пер. вому выходу второго нульоргана. Входы второго элемента И соединены соответственно со вторым выходом первого нуль . органа, вторым выходом первого триггера и выходом третьего триггера, а выход второго элемента И с первым входом четвертого триггера, второй вход которого подклю. чен ко второму выхопу второго нуль . органа. Первый вход третьего элемента И подключен к выходу второго три гера, соединенного со вторым50 входом первого триггера, а второй вход - к .первому выходу формирователя импульсов, первый вход которого соединен с выходом ключа. Второй выход формирователя импульсов соединен е первым входом четвертого элемента И, Выход четвертого триггера соединен с первым входом третьего триггера и вторым входом четвертого элемента И, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, ко второму входу которого подключен выход третьего элемента И. Выход эле. мента ИЛИ подключен к первому входу счетчика, второй вход которого объединен с соответствующими входами триггеров и сшхроцизатора и под. ключен к шине питания.На фиг. 1 изображена блок - схема преобразователя угла поворота вала в код; на фиг.2 - временная диаграмма напряжений, где обозначены: эпюры а - д, показывающие форму напряжений в некоторых точках преобразователя при измерении углов свыше 180, На эпюрах приведены е.и - форное напряженйеО, ц выходное напряжение Оз фазовращателя; б - импульсное напряжение на выходе ключа 2, в, ж - напряжение на выходе триггера 14, г, з - напряжение на выходе триггера 16, д, и - импульсы на входе счетчика 19.Преобразователь содержит генератор импуль. сов 1, ключ 2, делитель частоты 3, формирователь синусоидального напряжения 4, фаэовращатель 5, нуль - органы 6,7, синхронизатор 8, формирователь импульсов заполнения 9, элементы И 10-13, триг. геры 14, элемент ИЛИ 18, счетчик 19 и шину питания.Выход счетчика является выходом преобразователя.Импульсы генератора 1 поступают на ключ 2 и делитель частоты 3. С делителя 3 напряжение пода. ется на формирователь 4 с частотой, необходимой для питания фазовращателя 5, Формирователь 4 преобразует его в синусоцдальное напряжение запитки фазовращателя 5, которое одновременно яв. ляется опорным напряжением. Для повышешя точности в преобразователе производится получение суммарного кода об измеряемом угле между цача. лами положительных и отрицательных полуволн опорного и выходного напряжений фазовращателя 5. При этом опорное и выходное напряжение фазовращателя подаются соответствеццо на входы нуль - органов 6 и 7, которые формируют на пер. вом выходе импульсы от начала положительных полуволн, а на втором - импульсы от начала отрица тельных полуволн.После поступления запускающего импульса на шину питания под воздействием импульса с первого выхода нуль - органа 6 от начала положительной полуволны опорного напряжения начинается отсчет углового положения ротора фазовращателя 5. При этом происходит подключение импульсов генератора 1 через синхронизатор 8 и ключ 2 к первому входу формирователя 9, а также формирование через элемент И 10 на выходе триггера 14 прямо 5 10 15 20 Я 5 30 35 45 55 угольного импульса, задний фронт ко 1 орого соот. ветствует поступлению импульса с первоо выхода нуль органа 7 ца второй вход триггера 14 от начала положительной полуволны выходного налряжения фазовращателя 5. Для исключения повгорного срабатывания триггера 14 при первом появлении импульса на его выходе переключается триггер 15 и отключается элемент И 10, Одновременно триг.1гер 15 подает разрешающий потенциал на эле.С.мент И 11 с целью формирования импульса с дли. тельцостью травной времешому интервалу между началами отрицательных полуволн. При этом с приходом импульса со второго выхода нуль органа б через элемент И 11 на выходе триггера 16 формируется соответственно прямоугольный импульс, который заканчивается при поступлении импульса со второго выхода нульоргана 7 на второй вход триггера 16. Для исключения повторного включения триггера 16 триггер 17 под воздействием импульса с выхода триггера 16 снимает разрешающий потенциал с элемента И 11. Импульсы с выходов триггеров 14 и 16 поступают соответ.ствешю на элементы И 12 и 13, на вторые входы которых подаются последовательности импульсов, образованных формирователем 9 из импульсов генератора 1, прошедших через ключ 2. Формиро. ванне импульсов заполнения может быть проведено при помощи триггера, счетный вход. которого соединен с выходом ключа 2, путем дифференциро. ванин получаемых на его выходах прямоугольных напряжений, Прн этом импульсы заполнения на входах элементов И 12 и 13 сдвинуты один относи. тельно другого на полпериода и имеют частоту следования, равную половине частоты генератора импульсов 1. Импульсы, прошедшие через элемен. ты И 12 и 13, объединяются элементом ИЛИ 18 и поступают на счетчик 19, выдающий код об изме. ряемом угле. Преобразователь устанавливается в исходное состояние для следующего цикла считы. ванин углового положения путем подачи импульса на шину питания. Последний производит сброс предыдущего показания счетчика 19, подачу разре. шающего потенциала ца элементы И 10,11 соответственно через триггеры 15 и 17, сброс по третьему входу триггеров 14 и 15 и установку в исходное состояние синхронизатора 8 и формирователя 9. Установка в исходное состояние синхронизатора 8 и формирователя 9 необходима для синхронизации момента появления импульса ца первом выходе нуль - органа б и поступления первого импульса мшолнения на вход элемента И 17, что повышает точность преобразования.Использование дополнительных элементов в предлагаемом преобразователе угол - код цозво. ляет уменьшить погренвшсти, обусловленные искажениями формы входного и выходного напряжений фаэовращателя, а также умсцыцить зависцлгос 1 ь получаемых данных от качества нуль . орацов. В результате повып 1 ается точность работы цре 1 браэо. вателя на 50 Я (данные были получены врц .лене.1 О 15 рцментальцом исследовании точцосги макета преобразователя). При агом стоимость усгройсгна может быть снижена ца 20% благодаря применению с андартиэированцых узлов вычислительной текцйки. Изобретение може быть использовано при построении прецизионных преобразователей угол код. Формула изобретения Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий последовательно соединенные генератор импульсов, делитель частоты, формирователь сии усоидального напряжения и фазовращатель, вход и выход которого подключены к соответствующим нуль . органам, выход генератора им. пульсов соединен с первым входом ключа, второй вход которого соединен с выходом синхронизатора, выход первого нуль-органа подключен к первому входу сюгхронизатора, счетчик и шину питания, отличающийся тем, что, с целью повышения точности работы преобразователя, в него введены формирователь импульсов, триггеры, элементы ИЛИ и И; входы первого элемента И соединены с первым выходом первого нуль - органа и первым выходом первого триггера, а выход - с первым входом второго триггера, второй вход которого подключен к первому выходу второго цупь . органа; входы вторсчо элемента 1 ос:цТТ цы собтветствеццо со вторым ыхопом царило нуль . органа, вторым выходом первого 1 рцп ера и выходом третьего триггера, а выход с первым входом четвертого трнпера, второй вхоп которого подключен ко второму выходу вторгно нуль органа; первый вход третьего элемента И подключен к выходу Второго триггера, который соепццец со вторым входом первого триггера, а второй вход- к первому выходу формирователя импульсов, первый вход которого соединен с выходом ключа; второй выход формирователя импульсов соединен с первым входом четвертого элемента И; выход четвертого триггера соединен с первым входом третьего триггера и вторым входом четвертого элемента И, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, ко второму входу которого подключен выход третьего элемента И; выход эле. мента ИЛИ подключен к первому входу счет шка, второй вход которого объединен с соответствующими входами триттеров и синхронизатора ц под ключен к шине питания.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1, Авторское свидетельство СССР, Ко 367542, кл,1103 К 13/22, 21.06,71.2. Авторское свидетельство СССР, Мф 34161, кл. 0 08 С 9/0426.04,7.оставптель И. Назаркинаехред И, Андрейцук рректор Г. й 1 екмар Редактор Л. Утзхина Заказ 1577/15 13 1 тираж 778 Подписное ЦИИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб.л.4/5