Преобразователь угла поворота вала в код

О П И С-А- Й И Е ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Соаетскик Социалистических Республик(51)М, Кл. 6 08 С 9/04 Государственный комитет СССР по дедам изобретений и открытийДата опубликования описания 070780(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛАВ КОД Изобретение относится к дбласти автоматики и вычислительной техники и может быть использовано для смазки аналоговых источников информации с цифровым вычислительным устройст вом.Известны преобразователи угла по,ворота вала в код, содержащие индукционный параметрический датчик угла, выходы которого соединены с выходами 1 О источников постоянного тока и подключены к входам интегрирующего Фазометра, в котором осуществляется усреднение следующих подряд мгновенных значений фазовых сдвйгов за обо рот модулятора параметрического датчика угла и преобразование среднего значения фазового сдвига в код 1,Недостатком таких преобразователей является погрешность, вызванная тем пературной и временной нестабильностью источников постоянного тока и интегрирующего Фазометра.Известен также преобразователь, содержащий датчик угла, подключенными 25 через коммутатор к цифровому Фазометру. В таком преобразователе перед началом измерений при неподвижном состоянии входного. вала определяют доправку, соответствующую погрешнос ти, вносимой цифровым фазометром. Величину угла определяют в виде суммы иэмеренного значения и величины поправки 2.Недостатком преобраэователя является необходимость проведения дополнительных измерений и вычислений. Кроме того, такому преобразователю свойственна погрешность, связанная с изменением его параметров в процессе эксплуатации. Наиболее близким техническим решением к изобретению является преобразователь угла поворота вала в код, содержащий индукционный параметри" ческий датчик угла, два источника постоянного тока, подключенные к входам компараторов, блок Формиро" вания унитарного кода (БФУК),.один выход которого подключен к входу установки в нуль реверсйвного счетчика, а выход разрядов реверсивного счетчика подключен к БФУК 3) .БФУК формирует последовательность пачек имПульсов, Число импульсов в каждой пачке пропорционально мгновенному значению угла поворота. Число пачек импульсов, соответствующее одному циклу измерения, определяетсясчетчиКом пачек, входящим в составБФУК.Недостатком известного преобразователя является погрешность, вызванная темПературной и временной нестабильностью источников постоянного то.ка и. компараторов.Целью изобретения является повыше;ние точности работы преобразователя.Поставленная цель достигается тем,что в Предложенный преобразОвательугла поворота вала в код, введеныдва коммутатора, дешифратор, элемент НЕ, четыре элемента И и триггер.Второй выход БФУК подключен ко входу дешифратора, выход которого подлючен к одним входам первого и второго1элементов И и через элемент НЕ к одним входам третьего и четвертогоэлементов И, другие входы которыхсоединены соответственно с третьим. и четвертым выходами; БФУК, а выходы 20подключены к счетным входам реверсивного счетчика. Другие входы первогои второго элементов И соединены соответственно с пятым и шестым выходамиБФУК, а выходы подключены ко входам 25триггера, выходы которого подключенык управляющим входам коммутаторов,Другие входы первого коммутатора подключены к выходам индукционного параметрического датчика угла, а выходыко входам компараторов. Входы второгокоммутатора подключены к выходам компараторов, а выходы - ко второму итретьему входам БФУК.Структурная схема преобразователяугла поворота вала в код представле"на на чертеже,Преобразователь содержит индукционный параметрический датчик угла 1,подключейный к коммутатбру 2, выходыкоторого соединены с выходами источников 3 и 4 постоянного тока и подклю-.чены через компараторы 5 и б к коммутатору 7. Выходы коммутатора 7 подклею;чены ко входам БФУК, один выход кбторого подключен ко входу установки внуль реверсивного счетчика 9, второйвыход - ко входу дешифратора 10, выход которого подключен к одним входам элементов И 11 и 12 и через элемент 13 НЕ к элементам И 14 и 15. 0Выходы элементов И 11 и 12 подключены ко входам триггера 16, выходы которого подключены к управляющим вход коммутатора 2 и 7. Выходы элеме ов И 14 и 15 подключены ко вход Сложения и вычитания счетчика 9.БФУК 8 содержит элементы И 17 и18 подключенные к единичным входамтриггеров 19 и 20, единичные выходыкоторых через элементы И 21 и 22подключены ко входам элемейтов Й 14 6 Ои 15. Вторые входы элементов И 21 и,22,подкпючецы к нулевым входам триггеров 19 и 20, а третьи входы - квыходу генератора 23 импульсов. Источник 24 команды "Пуск" подключен к единичным входам триггеров 25 и 26.Выход триггера 25 подключен к элементу И 27, другой вход которого соединен через дешифратор 28 с выходомсчетчика 9, а выход элемента И 27подключен к нулевым входам счетчика9 и триггеров 19 и 20.Единичные выходы триггеров 19 и 20 подключены кэлементу И 29, выход которого подключен к нулевым входам триггеров19, 20 и 25 и ко входу счетчика 30,импульсный выход переполнения которого подключен к нулевому входу триггера 26. Потенциальные выходы старшего разряда счетчика 30 подключенык элементам 11 и 12, а выходы разрядов счетчика 30 - к дешифратору 10.Преобразователь работает следующим образом,При подключении обмотки статорадатчика 1 через коммутатор 2 ко входу компаратора 5, а обмотки роторадатчика 1 ко входу кампаратора б навходах компараторов 5 и б формируются синусоидальные сигналы, сдвигфаз между которыми пропорционаленуглу поворота входного вала датчика 1, Компараторы 5 и б формируютимпульсы при переходе входных синусоидальных сигналов через нуль, например, при положительном градиенте.Импульсы компараторов 5 и б черезкоммутатор 7 поступают на входы элементов И 17 и 18 блока 8По команде "Пуск" с источника 24триггеры 25 и 26 устанавливаются всостояние "1", и открываются элементыИ 17 и 18. Первый после команды"Пуск" выходной импульс коммутатора7 устанавливает соответствующий изтриггеров 19 или 20 в состояние "1",открывается один из элементов И 21или 22, и импульсы с генератора 23через последовательно соединенныеэлементы И 21 и 14 или через элементы И 22 и 15 поступают на вход сложения или вычитания счетчика 9; Импульс с другого выхода коммутатора 7устанавливает другой триггер 20 или19 в состояние "1". Элементы И 21:.и 22 закрываются, и счет импульсовна счетчике 9 прекращается. Приэтом открывается элемент И 29, устанавливая триггеры 19, 20 и 25 в состояние "0" и занося "1" в счетчик30, По приходе следующего выходногоимпульса коммутатора 7 цикл измерения мгновенного значения угла повторяется, Следующая пачка импульсовтекущего отсчета угла складываетсяна счетчике 9 с числом импульсовпредыдущих отсчетов.При достижении определенного кодана счетчике 30 срабатывает дешифратор 10, через элемент 13 НЕ закрываяэлементы И 14 и 15 и устанавливаятриггер 16 в другое устойчивое состояние. На коммутаторах 2 и 7 происходит переключение каналов. Обмот5ка статора датчика 1 подключаетсяко входу компаратора 6, а обмотка ротора - ко входу компаратора 5. Выходкомпаратора 5 подключается ко входуэлемента И 18, а выход компаратораб - ко входу элемента И 17.При достижении в счетчике 30 половины полного значения кода дешифратор 10 отключается, элементы И 14 и15 открываются, и в счетчик 9 поступают очередные пачки импульсов, соответствующие текущим отсчетам угла.Повторное срабатывание дешифратора10 происходит через половину периодаработы счетчика 30 после первогосрабатывания. Коммутаторы 2 и .7 возвращаются в первоначальное состояние,элементы И 14 и 15 закрываются домомента переполнения счетчика 30.По импульсу переполнения счетчика30 триггер 26 устанавливается в состояние "0", элементы И 17 и 18 закрываются, и цикл измерения заканчивается,В момент повторного срабатываниядешифратора 10 в счетчике 9 устанавливается среднее значение кода углаповорота за цикл измерения,По окончании предыдущего циклаизмерения по импульсу "Пуск" начинается следующий цикл измерений. Длительность цикла измерения определя-ется емкостью счетчика 30, число разрядов которого выбирается из условияобеспечения цикла измерения за одиноборот модулятора датчика 1. За врепереключения коммутаторов 2 и 7окончания переходных процессов,связанных с переключением, прбизво ится за цикл измерения два отключения входов счетчика 9 от блока 8,Моменты переключения коммутаторов 2 ии 7 равномерно расставлены в циклеизмерения, что исключает влияниепогрешности углового шага зубцов модулятора,Для исключения погрешности припереходе через полное значение фазывыходных сигналов датчика 1 в процессе цикла усреднения предназначен.дешйфратор 28 и элемент И 27. Есличисло импульсов в первой пачке послекоманды "Пуск" превышает половинумаксимального числа импульсов в пачке, то срабатывает дешифратор 28 иэлемент И 27. Счетчик 9 и триггеры19 и 20 устанавливаются в состояние"0". В результате суммирования всегда начинается с пачки импульсов,меньшей, чем половина максимальногозначения числа импульсов в однойпачке. После первой пачки импульсов,зафиксированной в счетчиках 9 и 30,триггер 25 устанавливается в состояние "0" и элемент И 27 закрывается,Введение двух коммутаторов 2 и 7,дешифратора 10, элемента 13 НЕ, элементов И 11, 12, 14, 15 и триггера16 исключает влиняие нестабильности 6источников 3 и 4 постоянного токаи компараторов 5 и 6 на погрешностьпреобразователя. Все остальные элементы БФУК 8 и счетчик 9 выполняютвычислительные 1 и логические функциии практически не вносят погрешности 5 в результаты измерения.Таким образом, предложенный преобразователь обладает более высокимиточностными характеристиками посравнениЮ с известными преобразовате лями того же назначения.Экономический эффект от использования предложенного преобразователяопределяется его техническими преимуществами. 146655 Формула изобретения Преобразователь угла поворота валав код, содержащий индукционный параметрический датчик угла, два источника постоянного тока, подключенныхко входам компараторов, блок формирования унитарного кода, один выходкоторого подключен к входу установкив нуль реверсивного счетчика, а выходразрядов реверсивного счетчика подключен к первому входу блока формирования унитарного кода, о т л и ч а юц и й с я тем, что, с целью повышенияточности работы преобразователя, внего введены два коммутатора, дешифратор, элемент НЕ, четыре элемента И итриггер, второй выход блока формирования унитарного кода подключен ковходу дешифратора, выход которого под ключен к одним входам первого и второго элементов И и через элемент НЕк одним входам третьего и четвертогоэлементов И, другие входы которых соединены соответственно с третьим ичетвертым выходами блока формированияунитарного кода, а выходы подключенык счетным входам реверсивного счетчика, другие входы первого и второгоэлементов И соединены соответственно 5 с пятым и шестым выходами блока формирования унитарного кода, а выходыподключены ко входам триггера, выходы которого подключены к управляющимвходам коммутаторов, другие входы 5 О первого коммутатора подключены к выходам индукционного параметрическогодатчика угла, а выходы - ко входамкомпараторов, входы второго коммутатора подключены к выходам компараторов, а выходы - ко второму и третьему входам блока форьирования унитарного кода.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР 6 О 9503268, кл. С 08 С 9/00, 1972.2. Авторское свидетельство СССР9455356, кл. С 08 С 9/00, 1972.3, Авторское свидетельство СССР9372682, кл. Н 03 К 13/20, 11,08,71 65 (прототип).1 746655 Е.Па Редактор Л.У е Проектная, 4с д Заказ 3956/43 ТЦЯИИПИ Государстпо делам изобре