Преобразователь угла поворота вала в код

чтвс котэ, Йг Союз Советских Социалистических РеспубликИЗОБРЕТЕН ИЯ Фъ ИДЕТЕЛЬСТВУ АВТОРСКОМ елБюллетень48 (53 681.32 (088.8 по делам изобретен и открытий 45) Дата опубликования описания 30.12 72) Авторы изобрете Баскакова, Л. В. Бы атусевич, В. В. Меер,иЮ,И,С Рязанский радиотех(71) Заявите ескии институт ЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛ вследствие неодинакового магнитного сопротивления их в замкнутом и разомкнутом состояниях.Цель изобретения - повышение точности устройства.Для этого в блок преобразования введены сумматор и два шифратора, селектор угловых делений магнитной системы считывания грубого отсчета, компаратор полуоборота ротора магнитной системы считывания точного отсчета, магнитоуправляемые контакты статора магнитной системы считывания грубого отсчета соединены через элементы ИЛИ с первыми входами селектора угловых делений магнитной системы считывания грубого отсчета и к одним входам ключей, к другим входам которых подключены выходы селектора угловых делений грубой магнитной системы считывания, ко вторым входам которого подключен выход компаратора полуоборота ротора магнитной системы считывания грубого отсчета, соединенного своими входами с магнптоуправляемыми контактами статора магнитной системы считывания точного отсчета и со входами дешифратора, выходы которого через первый шифратор соединены с одним входом сумматора, с другим входом которого через второй шифратор соединены выходы ключей,1) Дополнительное к авт. св 23) Приоритет43) Опубликовано 30.12.7 Изобретение относится к элементам систем числового управления машинами и механизмами.Известны преобразователи угла поворота вала в код, содержащие магнитные систе мы считывания, выполненные на основе неподвижных магнитоуправляемых контактов в качестве элементов считывания и поворотного управляющего элемента в виде постоянных магнитов 1. 10Недостаток извсстных преобразователей угла поворота вала в код состоит в сравнительно невысокой точности и надежности работы.Наиболее близким техническим решением 15 к изобретению является преобразователь угла поворота вала в код, содержащий магнитные системы считывания грубого и точного отсчетов, выполненные в виде ротора, на котором размещен управляющий эле мент, и дискового статора, на котором по окружности расположены магнитоуправляемые контакты, и блок преобразования, выполненный из элементов ИЛИ, ключей и деши фр атор а 12, 25Недостатком этого известного устройства является ограничение точности из-за специфического явления гистерезиса (неодинаковые углы срабатывания и отпускания), присущего магнитоуправляемым контактам 30 инский, Л, И. Головина,Г. Г. Пронин, Н. Г. Свалеверина3На фиг. 1 показана принципиальная схема предложенного устройства; фиг. 2 - круговая диаграмма информационных сигналов в устройстве.Преобразователь угла поворота в код содержит магнитную систему считывания грубого отсчета в виде ротора 1, сопряженного с принимающим 2 угла поворота, например, сельсииом, через редуктор 3, и дискового статора 4, иа котором по окружности расположены магнитоуправляемые контакты 5, иа роторе 1 размещен управляющий элсмеит 6, например, в виде постоянного магнита. С редуктором 3 через полую ось ротора 1 связан ротор 7 с управляющим магиитиым элементом 8 магнитной системы считывания точного отсчета на базе дискового статора 9 с магнитоуправляемыми контактами 10. Конструктивно магнитные системы считывания грубого и точного отсчетов аналогичны. Первые выводы магнитоуправляемых контактов 5 и 10 на каждом статоре 4, 9 соединены между собой и с источником питания общей контактной площадкой (заштрихованная область дисков), а вторые выводы служат источниками дискретных сигналов для оконечного сумматора 11, имеющего на входах 12, 13 старших и младших разрядов два шифратора 14, 15.Связь шифратора 14 с контактами 5 грубого отсчета системы осуществляется через двухвходовые ключи 16, а шифратора 15 с контактами 10 системы точного отсчета - через дешифратор 17, выполненный на элементах запрета 18, Первые входы 19 ключей 16 подключены к трем распределительным элементам ИЛИ 20 - 22 таким образом, что первые входы 23 соответственно соединены с первым, вторым и третьим контактами, вторые входы 24 - с четвертым, пятым и шестым, остальные входы - с другими контактами с чередованием через два номера в том же порядке..Элементы ИЛИ 20 - 22 соединяют первые входы 19 ключей 16 с их вторыми входами 25 через селектор 26 угловых делений 14 статора магнитной системы считывания грубого отсчета. Каждый из трех каналов селектора 26 имеет два сигнальных 27, 28 и один опорный 29 входы. Первый вход 27 первого канала подключен к выходу третьего элемента ИЛИ 20, второй вход 28 подключен к выходу второго элемента ИЛИ 21. Одноименные входы 27, 28 второго и третьего каналов подключены к выходам элементов ИЛИ 20 - 22 методом круговой транспозиции. Опорные входы 29 всех каналов подключены к контактам 10 магнитной системы считывания точного отсчета через компаратор полуоборота 30 ротора 7 магнитной системы считывания точного отсчета, а выходы 31 - 33 каждого канала подключены соответственно ко второму входу 25 тех ключей 16, первый вход 19 которых 5 10 15 20 25 Зо 35 40 45 50 55 60 65 4соединен со входом элемента ИЛИ 20 - 22 соответственно.Каждый ключ селектора 26 выполнен в виде элемента ИЛИ 34, содержащего на входах элемент запрета 35 и второй инвертирующий элемент ИЛИ 36. При этом два сигнальных входа элементов 35 и 36 объединены и служат опорным входом 29 канала, а запрещающий вход элемента запрета 35 и второй вход инвертирующего элемента ИЛИ 36 служат соответственно первым и вторым входам канала.Элементы запрета 18 в дешифраторе 17 имеют сигнальный 37 и запрещающий 38 входы, Последний из них соединен с сигнальным входом 37, соседнего по старшинству элемента 18 (относительно оборота ротора 7 по часовой стрелке). В последнем элементе 18 вход 38 подключен к сигнальному входу 37 первого элемента 18 дешифратора 17.Компаратор полуоборота 30 выполнен в виде элемента ИЛИ 39, объединяющего выходы половины контактов 40 магнитной системы считывания точного отсчета, причем выходы первого 40 и последнего 41 ее контактов объединены до элемента ИЛИ 39 элементом запрета 42 с подключением, аналогичным использованному в дешифраторе 17.Для управления работой устройства в шифраторы 14 и 15 вводят дополнительные строб-сигналы 43, 44.На круговой диаграмме (см, фиг. 2) дугообразными отрезками условно представлены единичные значения логических сигналов А, и а;, соответствующих замкнутым состояниям контактов 5 и 10 с возрастанием порядковых номеров , 1=-1, 2, 3,по часовой стрелке, а также единичное состояние сигнала 5 с компаратора полуоборота 30 в Ш и 1 Ч квадрантах статора 9. Символами В, и Ь; обозначены соответствующие логические сигналы каждого 1-го ключа 16 и 1-го выхода дешифратора 17.Принцип действия устройства основан на селекции единичного значения сигналов Ви 6;, однозначно соответствующих угловому положению ю и р, роторов 1 и 7, а также последующей кодовой шифрации в шифраторах 14 и 15 порядкового номера младшего из двух контактов, между которыми зафиксировано положение ротора ю и р,. Эти коды заносятся на входы 12 и 13 накапливающего сумматора 11 посредством поочередного считывания строб-сигналами 43 и 44. Шифраторы 14 и 15 построены, например, по кодоматричному принципу, а выбор числовой шины в них осуществляется через логику (ключи 16 или элементы запрета 18), Специфическими погрешностями, присущими магнитоуправляемым контактам являются гистерезис и дребезг контактов при их включении и выключении, что приводит к образованию кратко Ь 4034 В5временных или постоянных мертвых зон.Устранение этих зон в устройстве (см. фиг, 1) осуществлено путем выбора рабочего режима и размера управляющих элементов, при котором сигналы магнитоуправляемых контактов на каждом статоре (например, а; и а А, и А;+), взаимно перекрываются, так что зона перекрытия больше суммарных погрешностей за счет гистерезиса или дребезга контактов,Но при этом неизбежно одновременное срабатывание двух соседних контактов и появление неоднозначности отсчета в сумматоре 11,Удельный вес этой неоднозначности пропорционален цене оборота роторов 1 и 7, для последнего уменьшение погрешности соответствует передаточному числу редуктора 3. Устранение неопределенности производится дешифратором 17 для статора 9, а с помощью селектора 26 и ключей 16 - для статора 4 по сигналам компаратора полуоборота 30 статора 9.Сигнал а; с выхода каждого контакта 10 статора 9 проходит на выход дешифратора 17 до тех пор, пока не включится соседний по старшинству контакт а;+ь Это реализуется соединением элементов запрета (фиг. 1), компаратор полуоборота 30 действует по принципу объединения сигналов половины старших контактов статора 9, а согласование его рабочих пределов с дешифратором 17 производится элементом запрета 42.Селекция сигналов В;, соответствующих уточненным угловым делением статора 4, производится пропусканием через ключи 16 сигналов А в следующих трех случаях (см. фиг. 2):а) при замыкании кроме контакта А; соседнего с ним младшего контакта А;, и при отсутствии сигнала с компаратора полуоборота 30, т. е 5=0 (угловое положение ротора основной системы сро, а ротора 7 системы точного отсчета );б) при замыкании кроме контакта А; соседнего с ним старшего контакта А;+ и при наличии сигнала с компаратора полуоборота 30, 5=1 (положение роторов 1 и 7задано углами р о и 9);в) при замыкании только одного А; контакта (положение роторов 1 и 7 задано углами р, и ),Для этого сигналы А; разделены по трем каналам распределительными элементами ИЛИ 20 - 22, выходные сигналы которых соответствуют переключательным функциям:=А, /А 4/А,/.=А,/А/А,/з = Аз /А,/А 9/,а формирование клапанирующего сигнала 5 10 15 20 25 Зо 35 40 45 50 55 6производится в трехканальном селекторе 26в виде логических зависимостей ф=), з/., /з)Ф,= Л, з/(,Чз)=1 /(Л, ), (2) При этом происходит отсеченне участков взаимного перекрытия сигналов на выходе данного контакта статора 4 и соседнего с ним младшего контакта при положении ротора 7 в 111 и 1 Ъ квадрантах, а также участие взаимного перекрытия сигналов на выходе данного контакта и соседнего с ним старшего контакта при положении ротора 7 в 1 и 11 квадрантах.Тем самым устраняется неоднозначность отсчета показаний системы считывания грубого отсчета и влияние гистерезиса контактов системы считывания грубого отсчета на точность кодирования. Это возможно благодаря тому, что погрешность кодирования вследствие гистерезиса контактов системы считывания точного отсчета и уменьшена в число раз, соответствующее передаточному числу редуктора 3. Формула изобретенияПреобразователь угла поворота вала в код, содержащий магнитные системы считывания грубого и точного отсчетов, каждая из которых выполнена в виде ротора, на котором размещены управляющий элемент, и дискового статора, на котором по окружности расположены магнитоуправляемые контакты, и блок преобразования, выполненный из элементов ИЛИ, ключей и дешифратора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в блок преобразования введены сумматор, два шифратора, селектор угловых делений магнитной системы считывания грубого отсчета и компаратор полуоборота ротора магнитной системы считывания точного отсчета, магнитоуправляемые контакты статора магнитной системы считывания грубого отсчета соединены через элементы ИЛИ с первыми входами селектора угловых делений магнитной системы считывания грубого отсчета и с одними входами ключей, к другим входам которых подключены выходы селектора угловых делений магнитной системы считывания грубого отсчета, ко вторым входам которого подключен выход компаратора полуоборота ротора магнитной системы считывания точного отсчета, соединенного своими входами с магнитоуправляемыми контактами статора магнитной системы считывания точного отсчета и с входами дешифратора, выходы которого через первый шифратор соединены с одним входом сумматора, с другим входом которого через второй шифратор соединены выходы ключей.640348- Фпа Фагот Составитель И. Назаркина едактор Ю, Челюканов Техред А, Камышникова Корректор Т. Добровольскказ 575/9 Изд.142 Тираж 799 НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Подписноеткрытий я, пр, Сапунова, 2 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Л. А. Срибнер. Путевые переключатели на магнитоуправляемых контактах,1971, с. 18 - 20.2. Авторское свидетельство СССР364010, кл, Ст 08 С 9/08, 1971.