Преобразователь угла поворота вала в код

Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 2 50978 (21) 2666349/18-24с присоединением заявки Мо(23) ПриоритетОпубликовано 2309.80.Бюллетень М 35Дата опубликования описания 2309,80 6 08 С 9/00 Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий( 54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОДИзобретение относится к автоматике и вычислительной технике и можетнайти применение в системах управления объектами и цифровой обработкойинформации,Известен преобразователь угла вкод, содержащий двигатель кинематически соединенный с датчиком шкалыи датчиком питания, подключенным кдатчику угла, а выход датчика шкалычерез формирователь тактовых импульсов подключен к формирователю кодаточного отсчета, два Фаэовращателя,формирователи старт-импульсов и стопимпульсов и блок формироваз ела выход 15ного кода 11.Этот преобразователь имеет высокоебыстродействие благодаря наличию двухфазовращателей, с помощью которыхформируется несколько старт- и стоп"импульсов. Код точного отсчета обраэуется заполнением временного интервала между соседними старт-импульсом истоп-импульсом, а код грубого отсчета формируется в зависимости от номе"ров старт" и стоп- импульсов.Недостатком такого преобразовате.ля является невысокая точность,.Известен преобразователь угла по 2ворота вала в код, содержащий источник питающего напряжения, датчик угла, фазовращатель, многоканальный преобразователь Фазы в унитарный код, подключенный через последовательно соединенные элементы ИЛИ и делитель частоты к счетчику импульсов, 2,В этом преобразователе точность преобразования повышается за счет усреднения нескольких измерений, снижается влияние случайной помехи ца результат преобразования, а также йог решность от присутствия высоких гармоник в питающих фазовращатель напряжения, При увеличении количест" ва выходов фазовращателя до бесконечности ошибка от высоких гармоник стремится к нулю, Однако многоканальное формирование временных интервалов и наличие многотактного генератора,т,е, многоканальное формирование число-им" пульоного кода, не позволяет получить большое количество каналов преобразовавания.Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является ;преобразователь угла поворота вала в код содержащий многофазный блок пита":элента И 61 р б б у у илементов И 61, 62 - б сое неныс выходами одних компараторон 33-3нг 3, а выход каждого. элемента Йподключен к другому входу последующего триггера 5. Выход компаратора4 и другой выход первого триггера 51подключены к дополнительному элементу И 7, выход которого подключенбко ъединенному входу всех триггеров а 5 и установочным входам дополнйтельного счетчика 8 импульсов, счетныйвход которого через элемент ИЛИ 9срединен с выходами элементов И б.Выход счетчика 8 подключен к управляющему входу умножителя 10, другой5 нход которого соединен с генератором11 импульсов, а выход подключен ксчетчику 12 импульсов.Преобразователь работает следующим образом.20Блок 1 питания вырабатываетсинусоидальное напряжение для питания фазообразонателя 2, Одно изтаких напряжений принято заопорное.Компаратор 4 формирует опорные импульсы, при переходе синусоиды черезнуль из отрицательных значений н положительные. С выходов фазонращателя2 снимаются синусоидальные напряженияРСувинутые друг относительно друга на 30 а относительно опорного напряжения на+Чгде в - количество выходов фазонращателя 2;1=0,1 пг- номер выхода;35 фаза напряжения, соот ветствующая углу поворота сс фазонращателя 2.Выходные напряжения фазонращателя2 поступают на компараторы 3 3 -3й40 на выходах которых формируются им -пульсы при переходе синусоид на входе компараторов через нуль иэ отрица 50 И бО 6 Х ния, подключенный к многофазному фафазовращателю, выходы которого подключены к Одним компараторам, а один извходов - к другому компаратору, триггеры, одни входы которых объединеныи подключены к выходу другого комп "р тора, другие входы подключены соотаа"ветственно к выходам одних компараторов, а выходы триггеров подключены кодним входам элементов И, другие входы которых соединены с выходами генертора импульсов, а выходы через элемен,ты ИЛИ подключены к счетчику импульсов 3Недостатком такого преобразователяявляется невысокая точность, ограниченная быстродействием многотактногогенератора импульсов и количествомпараллельно включенных каналов преобразования.Целью изобретения является повышение точности преобразователя,Поставленная цель достигается тем,что в преобразователь угла поворотавала в код,содержащий многофазныйблок питания, подключенный к многофазному. Фазонращателю,выходы которого подключены к одним компараторам,а один из входов - к другому компаратору, триггеры, одни входы которыхобъединены, а выход каждого из триггеров подключен к одному входу соответствующего элемента И, выходы ко.,орых подключены к элементу ИЛИ,генератор импульсов, счетчик, введеныумножитель частоты, дополнительныйсчетчик и дополнительный элемент И,один вход которого соединен с выходом другого компаратора, а другойвход - с другим выходом первого триггера, а ныход подключен к объединенному входу всех триггеров и установочным входам дополнительного счетчика, счетный вход которого соединен свыходом элемента ИЛИ, а выход подключен к управляющему входу умножителя, другой вход которого соединен свыходом генератора импульсов, а выход подключен к счетчику, другиевходы элементов И соединены соответственно с выходами одних компарато"ров, а выход каждого иэ элементов Иподключен к нулевому входу последующего триггера,На чертеже дана структурная схемапреобразователя.Преобразователь содержит многофазный блок 1 питания, подключенный кмногофаэному фазовращателю 2, выходыкоторого подключены к одним компара"торам 31, 3- 3, а один из входовк другому компаратору 4. В частномслучае многофазный фазовращатель 2может состоять из синусно-косинусного вращающегося трансформатора в режиме фаэовращателя, подключенного кфаэовращателю, Одни входы триггеров,5 5 - 5,объединены а выход каждого1го иэ триггеров 5 - 5 в подключен кодному из входов соответствующего,тельных значений в положительные. Временной интервал от опорного импульса компаратора 4 до фазового импульса компаратора 3, равен фазовому сдвигу Ч первой синусоиды фазовращателя 2 относительно опорного сигнала и определяет угол понотота с( Временной интервал от опорно" го импульса компаратора 4 до импульса компаратора 32 равен фазоному сдвигу эьоВременной интервал для импульса 51 равен фазоному. сдвигу - 1+9 . Концы временных интерваъ боилов должны формироваться последонательно появляющимися фазоными импульсаве от первого до последнего, Началом всех интервалов является опорный импульс компаратора 4Рассмотрим Формирование временных инт ер валовОпорный импульс компаратора 4 проходит через элемент И 7, открытый разрешающим потенциалом с выходатриггера 5, и устанавливает триггеры 5, 5 " 5, в начальное состояние, а в счетчик 8 записываетначальный код. Этот импульс является началом всех временных интервалов. Разрешающий потенциал другого выхода триггера 51 открывает элемент И б,через который проходит фазовый импульс с выхода компаратора 3, на переключение триггера 5, Этот импульс проходит через элемент ИЛИ 9 на счетный вход счетчика 8 и прибавляет в него единицу, 10 Импульс с выхода элемента И б . явля-, ется концом первого, временйого интервала, фазовый импульс появляющийся с выхода компаратора 3 , проходит через открытый триггером 5 элемент 15 И 62 как конец второго временного интервала. Через триггер 5 этот импульс открывает элемент И б, а через элемент ИЛИ 9 прибавляет единицу в счетчик 9, Аналогичным образом поо О ходят последующие фазовые импульсы компараторов 3 через элементы И б последовательно переключая триггеры 5 и прибавляя единицу к содержимому счетчика 8, Если в процессе цикла измерений появляется выходной импульс компаратора 4, то он не проходит череэ элемент И 7, который закрыт запрещающим потенциалом триггера 5 на время цикла измерений.Выходы разрядов счетчика 8 пода ны на двоичный умножитель 10. При измерении длительности первого временного интервала умножитель 10 пропускает все импульсы генератора 11 на счетчик 12, Это равносильно одно временному умножителю и делению числа импульсов на щ. Такое состояние продолжается до появления конца первого временного интервала. Конец первого временного интервала в счет О чике 8 устанавливает новый код. До конца второго временного интервала число импульсов с выхода генератора 11 умножается на умножителем 10 и накапливается в счетчике 12. Конец второго интервала в счетчике 8 устанавливает следующий код. До конца третьего временного интервала в счетчик 12 поступают импульсы, умноже" нные на, Концы последующих временных интервалов последовательно уменьшают коэффициент умножения,По концу последнего временного интервала Умножитель 10 прекращает пропус" кать импульсы генератора 11 на счетчик 12. На этом цикл преобразования Я угла в код заканчивается. В счетчи,ке 12 накапливается код преобразуемого угла, равный величине сумж дли" тельностей всех временных интервалов,поделенной на количество интервалов т.е.Юнищ - 8 -- (в.офР Величину 9:тн - 1) можно учесть при начальной установке преобразователяя.ЖВ таком преобразователе нет огра"ничения к количеству временных интервалов, следовательно, выбрав достаточное количество каналов, можно при увеличении времени преобразователя уменьшить погрешности от высоких гармоник в питающих напряжениях до тре"буемой величины.Экономический эффект от использования токого преобразователя определяется его техническим преимуществом.формула изобретенияПреобразователь угла поворота вала в код, содержащий многофазный блокпитания, подключенный к многофазномуфазовращателю выходы которого под"ключены к однйм компараторам, а одиниз входов - к другому компаратору,триггеры одни входы которых объедийены, а выход каждого из триггеровподключен к одному входу соответствующего элемента И, выходы которыхподключены к элементу ИЛИ, генераторимпульсов, счетчик импульсов, о тличающий.ся тем,что, сцелью повышения точности преобразователя, в него введеиы умножитель частоты, дополнительные счетчик и элемент И, один вход которого соединенс выходом другого компаратора, а другой вход - с другим выходом первоготриггера, а выход подключен кобъеди"ненному входу всех триггеров и установочным входам дополнительногосчетчика, счетный вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, а выходподключен" к управляющему входу ум-,ножителя, другой вход которого соединен с выходом генератора импульсов,а выход подключен к счетчику, другиевходы элементов И соединены соответ,ственно с выходами одних компарато"ров, а выход каждого иэ элементов Иподключен к другому входу последующего триггера,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 457087 М кл, С 08 С 9/00 19732, Авторское свидетельство СССРР 523435, кл. С 08 С 9/04 1974,3. Авторское свидетельство СССР9 377844 р кл. 6 08 С 9/02 1971 (про"тотип) .6184 Составитель А. СмирноН Катаманина Техред М,Рейвес Ред акт Корректор Ю. Макаренко аказ 6513/46 Тираж 682 ВНИИПИ Государственного кожтета С по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб