Преобразователь угла поворота в код

Союз Советских Социалистических Республикц 642753 61) Дополнительное к авт. свид-ву 22) Заявлеио 06,08.76(Я) 2393793/18 24 1) М. Кл.ф Я 08 С 9/00 присоединением заявки М Гааударетваиимй иаматет СССР аа делам изабретеиий и атирытий(23) Приорит публиковаио 15,01.79,Бюллетень2 Дата опубликования описания 18,01.79(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА В КО 1Предлагаемое устройство относится к области автоматики и вычислительной техники и может найти применение в цифровых сис. темах автоматического управления.Известен преобразователь угла поворота в код, содержащий синхронный двигатель, генератор частоты и аппаратуру, сравнивающую код контролируемого преобразователя с формируемыми временными интервалами 1, Недостатком этого преобразователя является недостаточная точность работы.Известен преобразователь угла пг чорота в код, содержащий кодовый датчик, тахогене. ратор, интеграторсумматоры, шину опроса 2. Однако этот преобразователь имеет невысокую разрешающую способность, определяемую дискретностью кодового датчика.Наиболее близким к предлагаемому является преобразователь угла поворота в код, содержащий многоотсчетицй кодовый датчик, вход которого через редуктор кинематически связан с входным валом тахогенератора. При этом выход тахогенератора соединен с одним из входов интегратора, выход интегратора соединен с первцм входом сумматора, а выход многоотсчетного датчика - с,входом регистра, один из выходов которого соединен с вторым входом сумматора 3. Целью изобретения является повышениеточности работы преобразователя угла.Это достигается тем, что в преобразователь введены дешифратор, блок хранения поправок, блок передачи и хранения кода, блок выявления изменения кода, электромагнитная муфта и блок включения питания, один из выходов которого соединен с первым входом блока передачи и хранения ко.да и входом электромагнитной муфты, а дру.гой выход - с вторым входом блока. пере дачи и хранения кода. Прн этом выходэлектромагнитной муфты соединен с вход.нцм валом тахогенератора, выход многоот.счетного датчика соединен через блок выявления изменения кода с другим входом интегратора и третьим входом блока передачи и хранения кода, выход которого соединен с третьим входом сумматора, а другой выход регистра через последовательно включенные дешифратор и блок хранения поправок соединен с четвертым входом сумматора. а На фиг.представлена функциональнаясхема предлагаемого преобразователя; на фиг. 2 показаны первый и второй разряды блока точного отсчета датчика.Многоотсчетный кодовый датчиксвязан через редуктор 2 с электромагнитноймуфтой 3 и тахогенератором 4. Интегратор 5подключен к блоку 6 выявления изменениякола и блоку 7 передачи и хранения йода,соединенному с блоком 8 включения питанияи сумматором 3, связанным с регистром Ои через блок 1 хранения поправок с дешифратором 12.Датчик 1 содержит блок 13 точного отсчета, соединенный через понижающий редуктор 4 с блоком 15 грубого отсчета, иблок 16 формирования кола. Блок 7 солержит триггер , регистр 18, элементы И 9и 20.Принцип лействия предлагаемого преобразователя основан на том, что он содержитмногоотсчетный кодовый датчик, блок точного отсчета которого представляет собойцифровой датчик (например, кодовый лиск,оцифрованный в .1-коле). Точность такогодатчика определяется в основном точностьюизготовления младшей дорожки кодовогодиска точного отсчета. Длн конкретного экземпляра датчика точность нанесения каждой границы квантования может быть замерена и запомнена как поправка к коду. Приработе датчика, определяя факт измененияего кода и зная по считываемому коду какаяграница кванта определяет этот код, можносуммированием считанного кода с известнойпоправкой получить код, соответствующийэтому положению с точностью, более высокой, чем величина кванта. Далее установкой тахогенератора 4, кинематически жесткосвязанного с поворотом кодового датчика,можно измерить путем интегрирования егопоказаний от момента перехода границы одного кванта до момента перехода границыследуюшего кванта угол разворота кодируемого вала внутри угла, соответствующегокванту.На фиг. 2 О, 1, 11, 111 - идеально точнь 1 еграницы соответствующих квантов, Ь р, Ьи т.д. - погрешности реального экземпляракодового диска, Дополнительные разрядыобразуются эа счет интегрирования скорости поворота кодируемого вала.Укаэанный принцип действия преобразователя имеет следующие особенности с точки зрения включения и выключения его питания.При выключении питания необходимо запоминать код дополнительных разрядов стем, чтобы при включении питания эти разряды не пропали. Кроме того, при вцключе.нии питания предварительно должна отключаться кинематическая цепь, вращающая кодовый датчик и тахогенератор, после оста.новки которых должно выключаться питаниеэлектронной аппаратуры преобразователя.Кинематика преобразователя должна обеспечивать отсутствие возможности вращениякодового датчика в обесточенном состоянии,Работает преобразователь следующим абразом,Вращение на многоотсчетнцй кодовыйлатчик 1 передается через электромагнитную муфту 3, которая при. этом вклкнц:на, н понижаюшнй редуктор 2. 11 а фнг.представ.лен лвухотсчетный коловцй датчик, нмеюций блок 13 точного отсчета и блок53 грубого отсчета, соединенные соответствуюшнм редуктором 4.Блок 16 формирования кола вырабатывает код, пропорциональный углу поворотакодового датчика,Одновременно с вращением кодового дат 0 чика происходит врацение тахогенератора 4,выходные сигналы которого поступают наинтегратор 5, формирующий на своем выходе код, пропорциональный углу поворотаза время между сигналами, поступаюшимис выхода блока 6, которые вырабатываютсяв моменты изменения кола датчика 1. Если кодовый диск точного отсчета оцифрован,например, в .)-коде, то это происходит иаграницах участков младшей дорожки кодового диска, соответствующих съему сигна 20 ла 1 нли О, Таким образом, на выходеинтегратора формируются дополнительныеразряды по отношению к кванту кодовогодатчика.Код датчика 1 хранится в регистре Ов течение времени между опросами датчика, когда на его выходе код не формируется.На вход дешифратора 12 с выхода регистрапоступают те разряды преобразователя, которые вырабатываются блоком 13 точногоотсчета датчика. На выходе дешифратораЗб формируются адресные сигналы запоминающего блока 1, количество их равно количеству кодовых комбинаций точного отсчета.В запоминающем блоке по этим адресам хранятся величины Лр, Ьу и т.д. Таким образом, на выходе сумматора 9 вырабатывает- ся код преобразователя, представляющий собой сумму кода датчика 1, поправки к этомукоду, поступающей из блока 11, и кода интегратора 5, который поступает на входсумматора.Сказанное выше относится к случаю, когда преобразователь работает в режиме продолжение работы, Этот режим наступаетпосле включения питания преобразователяс момента поступления первого сигнала сблока 6. В этом режиме на выходе триггера4 з 17 устанавливается сигнал 1, на выходе 21блока 8 - сигнал 1, при котором электромагнитная муфта 3 включена, на выходе 22блока 8 - сигнал О.Если происходит выключение питанияпреобразователя, в том числе и аварийное6 (т.е. внезапное), то он переходит в режимокончание работы, Прн этом блок 8 сначала выключает электромагнитную муфту 3,а затем через время, необходимое для останонки кииематической цепи преобразователя,на выходе 22 формирует импульсный сигнал 1, который открывает элемент И 19,и код интегратора 5, равнцй показанию до.полнительнцх разрядов в этот момент временн, запоминается в регистре 8. Посл; этогоблок 8 отключает источники питания элект 642753ронных блоков преобразователя. Регистр 8 по сигналу на входе. связанном с блоком Я, после выключения питания сохраняет неизменным код, хранящийся в нем.Включение питания преобразователя производится блоком 8 путем включения сначала источников питания электронных блоков, а затем электромагнитной муфты.Режим начало работы начинается с того, что код интегратора 5 равен нулю, триггер 17 установлен в состояние О и код регистра 8 поступает через элемент И 20 на вход 23 сумматора 9, тем самым на вы. ходе преобразователя формируется код, равный коду в момент выключения питания. Далее при вращении кодируемого вала интегратор формирует на своем выходе код, который поступает на вход 24 сумматора наряду с остальными кодами, которые при этом не меняются. В таком режиме преобразователь работает до тех пор, пока с выхода блока 6 не поступит сигнал, свидетельствую. щий о прохождении границы кванта первого разряда кодового диска точного отсчета. При этом триггер 17 переходит в состояние , при котором элемент И 20 не пропускав код регистра 8. Таким образом преобразователь переходит в режим продолжение работы.В обесточенном состоянии электромагнитная муфта 3 не позволяет осуществлять вращение преобразователя со стороны кинематической цепи, которую она отключает от него, Следует отметить, что объем блока 11 пропорционален количеству хранимых по. правок, а значит, количеству разрядов кодового диска блока точного отсчета. Уменьшение количества разрядов блока точного отсчета за счет увеличения количества разрядов других отсчетов позволяет соответственно сократить обьем блока 11.Применение преобразователя в средних оптических телескопах, где установлены многоотсчетные Многооборотные кодовые датчики, позволит при тех же кодовых датчиках достигнуть большей разрешающей способности и точности.формула изобретенияПреобразователь угла поворота в код,содержащий многоотсчетный кодовый датчик, вход которого через редуктор кинематически связан с входным валом тахогенераф тора, выход которого соединен с одним извходов интегратора, причем выход интегра. тора соединен с первым входом сумматора,а выход многоотсчетиого датчика - с входом регистра, один из выходов которого сое.динен с вторым входом сумматора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в него введены дешифратор, блок хранения поправок, блок передачи и хранения кода, блок выявления изменения кода, электромагнитная муфта и блок вклю чения питания, один из выходов которогосоединен с первым входом блока передачи и хранения кола и входом электромагнитной муфты, а другой выход - с вторым входом блока передачи и хранения кода, при этом выход электромагнитной муфты соединен с входным валом тахогенератора, выход мно.гсютсчетного датчика соединен через блоквыявления изменения кода с другим входом интегратора и третьим входоМ блока переда.чи и хранения кода, выход которого соединен с третьим входом сумматора, а другой выход регистра через последовательно включенные"дешифратор и блок хранения поправок соединен с четвертым входом сумматора,Источники информации, принятые во вниЗ мание при экспертизе.1. Авторское свидетельство СССР312285, кл. б 08 С 9/00, 8.12.69.2. Авторское свидетельство СССР416719, кл. б 08 С 9/00, 19.07.71,3. Авторское свидетельство СССР470850, кл. б 08 С 25/04, 03.0.74,Составитель И. Назаркина Редактор Т. К)рчикова Техред О. Луговая Корректор Д. Мельниченко Заказ 776 Ы 48 Тираж 999 Подписное ИНИИПИ Государственного комитета СССР яо делам изобретений и отк р ыт и я 113036, Москва, Ж 3, Рву ш,кая наб., д, 4/Ь Филина ППП кПатентэ, г. Уагород, ул. Проектная, 4