Преобразователь угла поворота вала в код

Союз Советски кСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 1 734779по делам изобретений и отнрытий(72) Авторы изобретения Д. А. федотов, В. Е. Тырса и О, А, Костюков Харьковский институт радиоэлектроники и Харьковский автомобильно-дорожный институт(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД Изобретение относится к системам автоматического преобразования неэлектрических величин в электрический сигнал, а именно к преобразователям угла поворота вала в код.Известны преобразователи угла поворо-та вала в код, содержащие ЭЛТ, дисковую диафрагму, установленную перед экраном ЭЛТ, дисковый светосборник с торцовым оптическим входом, фотоприемник, соедйненный через усилитель сто одним входом коммутатора, к другим входам которого подключены выход генератора и последовательно соединенного .с ним делителя, и счетчики, подключенные к выходам коммутатора, выходы счетчиков соединены со схемой усреднения результата 1,К недостаткам этого преобразователя следует отнести: сложность системы и обработки стоп-сигналов, наличие погрешности при формировании стоп-сигналов за счет приь;енения чувствительного элемента, зависимость точности преоб 2разования от светотехнических параметровЭЛТ. Наиболее близким техническим решением к предложенному является преобра,зователь угла поворота вала в код, содержащий ЭЛТ с электромагнитной отклоняющей системой с внутренним электродом, расположенным перед экраном ЗЛТ, генератор, выход которого соединен со входом цифро-аналогового преобразователя (ЦАП), делителя частоты и с первым входом коммутатора, к второму входу которого подключен выход делителя частоты и первый вход ключа, к второму входу которого подключен выход триггера, выход ключа соединен с счетчиком, к третьему входу коммутатора подключен выход элемента ИЛИ, выходы коммутатора через счетные декады соединены с блоком усреднения 2. Преобразователь не обеспечивает высокой точности преобразования.7 347 Выход делителя 6 соединен со вторым35 входом коммутатора 7 и с последовательно соединеннымй дополнительным делителем 8 частоты, триггером 9, ключом 10, счетчиком 11. Коммутатор 7 управляет работой идентичных счетных декад 12,40 состояния которых усред."яются блоком 13, усреднения. На поверхности экрана ЭЛТ 1 нанесен металлизированный внутренний электрод в вице равномерно расположенных по окружности секторов45 14, имеющих общий вывод, кроме контрольного сектора 15, имеющего отдельный вывод. Вывод контрольного сектора 15 соединен со вторым входом триггера 9 и входом элемента ИЛИ 16, к другому50 входу которого подключен общий первый вывод металлизированных секторов 14.Выход элемента ИЛИ 16 соединен с третьим входом коммутатора 7.Количество секторов на экране ЗЛТ55 равно И, при этом коэффициент деления делителя 6 выбирается таким, чтобы за полный оборот электронного луча на экране ЭЛТ, что соответствует прохожзЦель изобретения - повышение точности преобразования угла поворота вала в код.Поставленная цель достигается за счет того, что в преобразователь угла поворота вала в код введен дополнительный делитель частоты, вход которого соединен с выходом основного делителя частоты, а выход - с одним входом триггера, к другому входу которого подключен 10 первый вход элемента ИЛИ и первый вывод внутреннего электрода, выполненного в виде равномерно расположенных по окружности радикальных секторов. Второй вывод внутреннено электрода подключен 15 к одному из секторов и второму входу элемента ИЛИ. Выход ЦАП соединен с электромагнитной отклоняющей системой.На фиг, 1 представлена структурная схема предложенного преобразователя 20 угла поворота вала в код; на фиг. 2 временные диаграммы, поясняющие его работу.Преобразователь угла поворота вала в код (фиг. 1) содержит ЭЛТ 1, соос но скрепленную с выходным валом 2. Кольцевая развертка электронного луча обеспечивается при помощи электромагнитной отклоняющей системы 3, которая подключена к выходам ЦАП 4. Генератор З 0 5, кроме управления работой ЦАП 4 подключен к основному делителю 6 частоты и. коммутатору 7. 79 4цению строго определенного количестваимпульсов генератора 5 (фиг. 2 а) вЦАП 4, на выходе делителя 6 формировалосьй импульсов (фиг. 2,б), которыебудут использованы как старт-сигналыв системе точного отсчета угла (коммутатор 7, счетные декады 12 и блок13 усреднения результата) и одновременно как квантующие импульсы с "весомф рад каждый в системе грубогоМотсчета угла (дополнительный делитель8, триггер 9, ключ 10 и счетчик 11),Коэффициент деления дополнительногоделителя 8 равен М , поэтому на еговыходе сигнал появляется после каждогополного оборота электронного луча встрого определенном месте относительнонеподвижной отклоняющей системы 3,принимаемом за начало отсчета измеряемого угла, Сигнал с дополнительного делителя 8 (фиг. 2,в) является стартовымв системе грубого отсчета. Данный сигкал переводит триггер 9 в единичноесостояние, последний, в свою очередь,открывает ключ 10, через который импульсы с делителя 6 поступают всчетчик 11. Сигналы с выхода ЦАП4 (фиг, 2 г, д) поступают на отклюняющую систему 3, Электронный луч,двигаясь под действием магнитного полянеподвижной электромагнитной отклоняющей системы 3 по окружности, проходитпоследовательно по радиальным секторам,сигналы с которых (фиг. 2,е) черезэлемент ИЛИ 16 поступают в коммутатор 7. Эти сигналы являются стоп-сигналами для системы точного отсчетаугла, а сигнал, снимаемый с контрольного сектора 15 (фиг. 2,з) при попаданиина него электронного луча, кроме этого,является стоп-сигналом для системыгрубого отсчета угла. Сигнал с контрольного сектора 15 по второму входу трит- гера 9 переводит его в нулевое состояние (фиг. 2,ж), Ключ 10 закрывается,счет импульсов в счетчике 11 прекращается (фиг. 2,и),Старт-сигналы с делителя 6, стоп- сигналы с элемента ИЛИ 16 и импульсы генератора 5 при помощи коммутатора 7 управляют работой счетных декад 12. При этом каждой счетной декаде соответствует определенная пара старт- и стоп-сигналов, соответствие которых определяется коммутатором 7. Блок 13 .усреднения результата производит усреднение состояний счетных декад 12 (фиг,734779 6 фор мула изобретен ия где М- измеряемый угол в радианах;П - количество импульсов в счетчике 11 системы грубого отсчета;Ь - результат усреднения значенияугла в системе точного отсчета, полученный с блока 13 усреднения результата.15 Таким образом, каждый стартовый сигнал при работе устройства формируется генератором 5, поступает в электронную часть преобразователя без дополни тельных преобразований, поэтому точность определения начала временного интервала, пропорционального углу, зависит только от стабильности работы генератора 5. В счетчик 11 системы гру 25 бого отсчета поступают импульсы генератора 5, прошедшие через делитель 6, поэтому значение угла, измеренное в системе грубого отсчета, свободно от погрешности эксцентриситета и скорости развертки электронного луча, а в системе точного отсчета угла результат измерения постоянно усредняется. Стоп-сигналы формируются электронной частью преобразователя, что повышает точностные характеристики измерителя. Применение двух согласованных систем отсчета позволяет значительно снизить разрядность счетных декад 12, повысить в связи с этим быстродействие преобразователя.40 Использование контрольного сектора 15 с отдельным выводом упрощает получение и обработку стоп-сигналов. 52,к) в течение каждого оборота электронного луча.Величина измеряемого угла может быть определена по уравнению: Преобразователь угла поворота валав код, содержащий электроннолучевуютрубку с электромагнитной отклоняющейсистемой и с внутренним электродом,расположенным перед экраном трубки,генератор, выход которого соединен свходом делителя частоты, с входомцифро-аналогового преобразователя и спервым входом коммутатора, к второмувходу которого подключен выход делителя частоты и первый вход ключа, к второму входу которого подключен выходтриггера, выход ключа соединен с счетчиком, к третьему входу коммутатораподключен выход элемента ИЛИ, выходыкоммутатора через счетные декады соединены с блоком усреднения, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что, с целью по:вышения точности преобразователя, в него введен дополнительный делитель частоты, вход которого соединен с выходомосновного делителя частоты, а выход -,с одним входом триггера, к другомувходу которого подключен первый входэлемента ИЛИ и первый вывод внутреннего электрода, который выполнен в видеравномерно расположенных по окружностирадиальных секторов, второй вывод внутреннего электрода связан с одним из векторов и соединен со вторым входом элемента ИЛИ, а выход цифро-аналоговогопреобразователя соединен с электромагнитной отклоняющей системой.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1Авторское свидетельство СССРпо заявке М 2454272/18-24,кл. 8 08 С 9/06, 1977.2, Авторское свидетельство СССРпо заявке М 2530949/18-24,кл. ( 08 С 9/06, 1977 (прототип).734779 г. Орпов Редак Тираж 682 ПодписноеИПИ Государственного комитета СССРо делам изобретений и открытий35, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4 Заказ 2093/53 ЦНИ