Преобразователь угла поворота вала в код

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоцкалксткческикРеспублик 117736701 Фа(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛАВ КОД 1гИзобретение относится к системам автоматического преобразования переме-" щенийв дискретный электрический сигнал, а именно к преобразователям угла поворота вала в код.Известен преобразователь угла пово 5 рота вала в .код, содержащий электроннолучевую трубку (ЭЛТ) с дисковым электродом, расположенным с внутренней стороны экрана, с внешней стороны кото 1 О рого расположен подвижный элемент, а также генератор импульсов, соединенный через. делитель с блоком питания трубки и с триггером, выход которого через ключ соединен со счетчиком 11.Недостатком этого устройства являеч ся низкая точность и быстродействие.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является преобразователь угла поворота вала в код, содержащий ЭЛТ с дисковым электродом, расположенным на внутренней поверхности экрана, подвижный элемент, располо женный с внешней стороны экрана ЭЛТ и связанный с входным валом, последовательно соединенные генератор, ключ,одна группа входов цифроаналоговогопреобразователя (ЦАП), шина запускачерез элемент ИЛИ и триггер соединенасо вторым входом ключа, дисковый электрод подключен ко второму входу тригге"ра и через линию задержки - ко второму1 входу элемента ИЛИ, последовательно сМединенные коммутатор, шифратор и блоксравнения кодов, первый вход коммутатора соединен с шиной запуска, второйс выходом линий задержки, а третий -с выходом блока сравнения кодов, выходы коммутатора соединены с другой группой Е 1 АП, а первая и вторая группы выходов КАП подключены соответственноко входам ЭЛТ и ко вторым входам блока сравнения кодов 2,Недостаток этого известного устройсява состоит в его сравнительно низком быстродействии из-за того, что в таких преобразователях измеряемый угол преобразуется в промежуточную величину - вре),( )Переход из одного участка в другойпроисходит при поступлении на вход БАП4 Я импульсов от генератора 1дТогде1, - период следования импульсов(фиг. 2 б). В связи с этим дискретная часть БАП 4 (в, следовательно, и соответствующие его выходы) может рассматриваться как состоящая из двух последовательно соединенных счетных элементов. В первом из них изменение кода происходит непрерывно, а емкость этого элемента равна п, во втором элементе изменение кода происходит только при изменении номера участка, емкость этого элемента равна Н При поступлении с шины 15 запуска импульса на вход триггера 9 последний перебрасывается, открывая ключ 3, Кроме этого, единичный потенциал с выхода тригГера 9 поступает нв вход БАП 4, подклю. чая к его выходу фильтр, настроенный на частоту ЫгАе 1 о т ) . Импущ сы с генератора 1 через ключ 3 начинают поступать на вход второго счетного элемента дискретной части БА П 4, Таким обраэсм, период развертывания луча определяется как Тр ИТо (фиг. 2 а),Импульс запуска поступает также на вход коммутатора 12, устанавливая его в первое состояние. На выходе связанного с коммутатором 12 шифратора 13 появляется код "1 в используемой системе счисления. При поступлении на БАП 4 первого импульса с генератора 1, изменяется состояние выходов дискретной части БАП (второго счетного элемента), Блок 14 сравнения кодов выдает импульс, переводящий коммутатор 12 в первое состояние. На выходе шифратора 13 появляется код, соответствующий 2" в используемой системе счисления.Перебросы, коммутатора 12 и шифратора 13 продолжаются до тех пор, пока при движении луча по экрану ЭЛТ 5 он непо падет в зону действия чувствительного элемента 7. При этом луч замкнется нв дисковый электрод 6, Импульс с последнего поступает нв вход триггера 9, возвращая его в исходное состояние. В ре 3 7736менной интервал, который и кодируется.Следовательно, точность измерения углазависит от точности измерения временного интервала, которая имеет определенное конечное значение, определяемое величиной единиц наносекунд.Чтобы преобразовывать угол в кодс погрешностью, например, в единицыугловых секунд, период развертки задающего элемента (луча ЭЛТ) должен быть-э16порядка 10 с. Таким образом, чем меньше скорость движения луча, тем с большей точностью при одной и той же частьте генератора может быть измерен угол,Однако скорость развертки луча в современных ЭЛТ может быть значительнобольшей.Бель изобретения - повышение быстро.действия преобразователя угла поворотавала вкод,Поставленная цель достигается засчет того, что в преобразователь углаповорота вала в код, введены второй триггер и второй ключ, один вход второго ".триггере соединен с шиной запуска, аего второй вход соединен с дисковымэлектродом и с входом линии задержки,выход второго триггера подключен к первому входу второго ключа и к второмувходу другой группы входов БАП, к третьему входу этой группы входов которогоподключен выход второго ключа, второйвход которого соединен с выходом генератора импульсов,На фиг. 1 приведена структурная схема преобразователя угла поворота вала35в код; на фиг, 2 - временная диаграм,ма, поясняющая работу преобразователя,Преобразователь угла поворота валав код содержит генератор 1 импульсов,первый и второй ключи 2 и 3, БАП 4,40.ЭЛТ 5 с дисковым электродом 6, чувствительный элемент 7, входной ввл 8, первый и второй триггеры 9 и 10, линию11 задержки, коммутатор 12, щифратор13, блок 14 сравнения кодов, шину 15запуска.Работа преобразователя угла поворотавала в код происходит следующим образом.БАП 4 формирует напряжения кольцевой развертки, подаваемое на входы ЭЛТ5 (фиг, 1). БАП 4 имеет К исходныхсостояний, определяемых соответствующими кодами на его вторых выходах -выходах дискретной части БАП 4. Такимобразом, период развертки Тр (фиг. 2 а)и окружность 2 Я также оказываютсяразбитыми на ) участков,.А иу (р,.Ц 1" И70 6и в худшем случае (дпя максимальногопреобразуемого угла 8 равного 2 Я )8 ж =( аПри необходимости можно повысить точность преобразования угла с 6 путем статистического усреднения результатов мнсгократных замеров, для этого после прихода второго стоп-импульса устройствоне блокируется, а стоп-импульс, пройдялинию 11 задержки, задерживающую егона время считывания результата с выходов ЦАП 4, вновь запускает устройство.Этот же режим работы может быть использован для слежения эа изменениемпреобразуемого угла,Экономический эффект от использования предложенного технического решенияобусловлен отмеченными выше его техническими преимуществами. Формул а изобретения Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий эпектроннолучевую трубку с дисковым электродол, расположенным на внутреней поверхности экрана, с внешней стороны которого распопо+ жен подвижный элемент, связанный с входным валом, генератор импульсов, сое - диненный с одним входом первого ключа, к другому входу которого подключен выход первого триггера, один вход которого через линию задержки соединен с другим входом триггера и с дисковылэлектродом, выход первого ключа соединен с первым входом одной группы входов цифроаналогового. преобразователя, другая группа входов которого соединена с выходами коммутатора и с входами шифратора, первый вход коммутатора соединен с шиной запуске, второй вход коммутатора соединен с выходом линин задержки, тре;- тий вход коммутатора соединен с выходам блока сравнения кодов, одна группа входов которого соединена с выходом шифратора, другая группа входов блока сравнения кодов соединена с одной группой выходов цифроаналогового преобразователядругая группа выходов которого соединена с электроннолучевой трубкой, о т л и ч а ю щ ийс я тем, что, с цепью повышения быстродействия преобразователя, в него введены второй триггер и второй ключ, один вход второго триггера соединен с шшюй запуска, а его второй вход соединен с диоковым электродом и с входом линии задержки, выход второго триггера подкпю 5 7736зультате ключ 3 закрывается. Время развертывания определяется выражением8, враг,Ф, - О)360 3605где 9 - преобразуемый угол.При переброске триггера 9 к выходуБАП 4 подключается фильтр, настроенныйна частоту 1 о/й щ. Импульс с дисковогоэлектрода 6 поступает через линию 11 Озадержки на вход триггере 10 и на второй вход коммутатора 12. Пусть в моментзамыкания на дисковый электрод 6 лучнаходился в -Ом участке. Это соответствУет импУпьсам частоты 1 о, постУпившим на вход второго счетного элемента дискретной части КАП 4, Выход коммутатора при этом находится-ом состоянии, а на выходе шифратора 13 - код,соответствующий числу + 1. При поступлении импульса с линии задержки 11на вход коммутатора 12 последний устанавпивает второй счетный эпемент ЦАП4 в- 1 состояние. Переброс трюгера 10 приводит к открыванию ключа 2и импульсы с генератора 1 начинают поступать на вход первого счетного элементадискретной части ЮП 4. Начинается развертка луча иэ начала участка с периодомТ р = ъ И То (фиг. 2 б). При этом золюбой участок проходится лучом за время=То 1 П, а точность измерения углового перемещения луча от точки началаповторного развертывания до приходанового стоп-импульса с дискового элект 35рода 6 может быть определена из выраФ, фЧО1где 1 с(, - интервал времени повторногоразвертывания,откуда+ оФТаким образом, после повторного: развертывания с увеличенным периодом раэвертки преобразуемый угол 9 определяется как и 36=1-4 3 + -р) 50Значения (- 1) и Ц определяютсясоответственно по кодам на выходах второго и первого счетного элементов дискретной части ЮП 4,Таким образом, общее время преобразо-.55ванин угла 6 равно9 МТ, ЮТ о И1 СЬ 600. Волков эдак Тираж 6 НИИПИ Государств по делам иэобрет 35, Москва, Жаэ 7511/6 филиал ППП Патентф, г. Ужгород ул. Проектная,7чен к первому входу второго ключа и к второму входу другой группы входов пнф ро аналогового. преобразователи, к третьему входу етой группы входов которого подключен выход второго ключа, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов. 8Источники информапии,прннитые во внимание при экспертиэе1. Авторское свидетельство СССР% 680013, кл. б 08 С 9/06, 1977,2, Авторское свидетельство СССРпо заявке М 2631458/18-24,кл. С 08 С. 9/06, 1978 1 прототип). 2 Подписноенного комитета СССРений и открытий5, Раушскаи наб., д. 4