Устройство для определения количества оборотов и направления вращения ротора сельсина

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 27027 9 (21) 2732006/18-24 (51) М Кл с присоединением заявки Нов Я 08 С 9/00 Государственный комитет СССР но делам изобретениЯ и открытиЯДата опубликования описания 23,1280г(72) Авторы изобретения К.И.Диденко, В.М.Рабинович, И.Г.Тютюнник и А.К.Черепаха Специальное конструкторское бюро систем автоматического управления Всесоюзного объединения "Союзпромавтоматика"(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЛИЧЕСТВА ОБОРОТОВ И НАПРАВЛЕНИЯ ВРАЩЕНИЯ РОТОРА СЕЛЬСИНА1Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может найти применение в автоматизированных системах управления технологическими процессами для измерения угловых или линейных перемещений в механизмах доменных печей, прокатных Ста нов и др.Известен преобразователь углового положения вала в код,содержащий сель-,1 Я син, выпрямитель, переключатель, компараторы, триггеры, счетчик, логичес" кие элементы ИЛИ, генератор импульсов и блок управления 111 .Однако этот преобразователь не определяет направление вращения вала и обладает низкой помехозащищенностью.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является преобразователь угла поворота вала 2 О в код, содержащий сельсин-датчик, демодуляторы, первый счетчик и дешифратор 2;1Недостаток этого преобразователя состоит в том, что он обладает низ кой защищенностью от помех, вызван-ных колебаниями, а также кратковре менным отключением напряжения питания сельсина, неравномерным враще. вием ротора.сельсина и наводками в щ 2линии связи между сельсином и остальными функциональными элементами преобразователя в реальных условиях эксплуатации.Цель изобретения- повышение помехозащищенности устройства.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для определения количества оборотов и направления вращения ротора сельсина, содержащее демодулятор, входы которого соединены с выходами трехфаэной синхронизирующей.обмотки сельсина, первый счетчик и дешифратор, введены второй счетчик, элемент задержки, формироратель импульсов, элементы И, триггеры и дискриминаторы, входы которых соединены с восходами демодуляторов, выходы дискриминаторов соединены с единичными входами соответствующих триггеров, единичный выход первого триггера соединен с первыми входами первого И второго элементов И, единичный выход второго триггера соеди-, нен со вторым входом второго элемента И и первым входом третьего элемента И, а единичный выход третьего триггера соединен со вторыми входами первого и третьего элементов И, выход первого элемента И соединенс нулевым входом второго триггера и первым входом формирователя импульсов, выход второго элемента И соединен с нулевым входом третьего триггера и вторым входом формирователяимпульсов, выход третьего элемента И соединен .с нулевым входом первого триггера и третьим входом Формирователя импульсов, выход которого соединен с информационным входом первого счетчика, выход которого соединен с первым входом дешифратора, первый выход которого соединен с первым информационным выходом устройства, второй выход - с вторым информационным выходом устройства, третий выход-с третьим информационным выходом устройства 15 и через элемент задержки со входами установки нуля первого и второго счетчиков, информационный вход второго счетчика соединен с выходом одного из дискриминаторов, выход второго 20 счетчика соединен со вторым входом дешифратора.Ча фиг, 1 представлена функциональная схемапредлагаемого устройства; на фиг, 2 - временные диаграммы напряжений на выходах функциональных элементов схемы при разных направлениях вращения ротора сельсина.Устройство содержит сельсин-датчик 1, три идентичных. канала, состоящих соответственно из демодуляторов 2-4, амплитудных дискриминаторов 5-7, триггеров 8-10 и элементов И 11-13, формирователь 14, счетчики 15 и 16, элемент 17 задержки, дешифратор 18,выходы 19-22 устройства.Работает устройство следующим образом.Сельсин-датчик 1 преобразует угол поворота вала в трехфазное напряжение, фазы которого сдвинуты друг относительно друга на 120 и модулированы по амплитуде по закону синусаугла поворота. Выделенные демодуляторами 2-4 положительные части огибающих напряжений фаз (две полуволны наодин оборот ротора, фиг. 2, 0 - 04 )амплитудными дискриминаторами 5-7 преобразуются в импульсы определеннойдлительности и амплитуды (фиг. 2,Ц 5 - 01, ) которые поступают на триггеры 8-10 и с их выходов (Фиг, 2, Ц - Ц ) - на элементы И 11-13, Посоледние по очередности прохожденияэтих импульсов, зависящей от направленя вращения ротора сельсина, вырабатьвают на своих выходах (Фиг. 2 ) - О) эа один оборот ротора поодному или по два импульса в зависи"мости от направления вращения,.Этиимпульсы поступают на формирователь14, который по их передним фронтам 60 Формирует короткие импульсы (фиг, 2,Ц 4 ), длительность которых значительно Меньше входных импульсов.Сформированные Формирователем 14импульсы в количестве трех или шести 65 за один оборот ротора сельсина (в зависимости от направления вращения) поступают на счетчик 16. Одновремено с этим сигналы с выхода одного дд амплитудных дискриминаторов (например, амплитудного дискриминатора 5) поступают на счетчик 15, который заполняется двумя импульсами, получаемыми на выходе дискриминатора за одиноборот ротора, Сброс счетчика 15 при его переполнении не происходит. Поступление новых импульсов на его вход лишь подтверждает его состояние. Выходы счетчиков 15 и 16 подключены ко входу дешифратора 18, который по содержимому счетчиков определяет направление вращения ротора сельсина-датчика и момент выполнения ротором полного оборота. Чри заполнении счетчика 15 в счетчике 16 находится три (при одном направлении вращения) импульса или шесть (при другом направлении вращения) импульсов, при этом дешифратор 18 выдает импульс либо на выход19 устройства (фиг. 2,(4 ), либо на выход 20 устройства (фиг. 2, О ), что свидетельствует о повороте ротора сельсина на один оборот в одном или другом направлениях.В обоих случаях дешифратор 18 выдает импульс на выход 21 устройства (Фиг. 2, О ) определяя, таким образом, суммарное количество оборотов ротора сельсина-датчика в обоих направлениях.Кроме того, выход .21 устройства через элемент 17 задержки подключен к входам счетчиков 15 и 16 для установки их в нуль, обеспечивая, таким образом, фиксацию начала отсчета.Длительность задержки выбирается меньше минимальной паузы между двумя соседними импульсами на выходе Формирователя 14, так как определяется максимальной скоростью вращения ротора,В том случае, когда направлениевращения контролируемого объекта жестко зафиксировано по выходу 22 устройства, возможно измерять углы поворотаротора с дискретностью 60 э .При работе устройства возникают помехи, обусловленные колебаниями ротора сельсина, падением напряжения питания сельсина ниже допустимого, внешними наводками в линии связи между сельсином и остальными функциональными элементами устройства и другимипричинами. Выбором порогов срабатывания 0 и отпускания О (фиг. 2) амплитудных дискриминаторов обеспечивается широкая эона возврата, что исключает ложные срабатывания устройства при наличии указанных помех. В случае, если все же иэ-за высокого уровня помех происходит ложное срабатывание одного из дискриминаторов, например дискриминатора 7, и на его выходе появятсяФормула изобретения Устройство для определения количества оборотов и направления враще 50 один или несколько импульсов, то первым из них произойдет установка в единичное состояние триггера 10, а все,последующие импульсы, в том числе и очередной рабочий импульс, только йодтверждают это состояние, обеспечивая, таким образом, на выходе фор-мирователя 14, а также на соответствукиаих выходах устройства определенное количество импульсов за один оборот ротора.йри кратковременном исчезновении напряжения питания сельсина-датчика на выходах амплитудных дискриминаторов 5-7 появляются ложные импульсы, но так как в нулевом состоянии в любой момент времени находится только 15 один иэ триггеров 11-13 (фиг. 2, О ), то происходит переключение ,только этого триггера, а следующий эа ним рабочий импульс подтверждает его состояние. В этом случае также щ исключается прохождение на выходы устройства ложных импульсов, .чем тоже обеспечивается помехозащищенность устройства.Если в результате появления пере- д численных выше помех возникает один или несколько импульсов на выходе амплитудного дискриминатора, который соединен со входом счетчика 15, последний заполняется раньше, чем ротор выполняет один полный оборот, но выдача импульсов на соответствующие выходы дешифратора 18 происходит только. при условии заполнения счетчика 16 до трех или шести импульсов, после че-З го оба счетчика устанавливаются в нуль и начинается новое измерение.Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с известным обладает повышеннойпомехозащищенностью при колебаниях или кратковременном отклю чении напряжения питания сельсина, неравномерном вращении ротора сельсина, наводках в линии связи между сельсином и остальными функциональными элементами устройства и при других ви дах помех. ния ротора сельсина, содержащее демодулятор, входы . которого соединены свыходами трехфазной синхронизирующейобмотки сельсина, первый счетчик идешифратор, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения помехоустойчивости устройства, в него введенывторой счетчик, элемент задержки, формирователь импульсов, элементы И, триггеры и дискриминаторы, входы которыхсоединены с выходами демодуляторов,выходы дискриминаторов соединены с единичными входами соответствующих триггеров, единичный выход первого тригге;ра соединен с первыми входами первогои второго элементов И,единичный выход второго триггера соединен со вторым входом второго элемента И и первым входом третьего элемента И, а единичный выход третьего триггера соединен со вторыми входами первого и третьего элементов И, выход первого элемента И соединен с нулевым входомвторого триггера и первым входом формирователя импульсов, выход второгоэлемента И соединен с нулевым входомтретьего триггера и вторым входомформирователя импульсов, выход треть -его элемента И соединен с нулевымвходом первого триггера и третьимвходам Формирователя импульсов, выход которого соединен с информационным входом первого счетчика, выходкоторвго соединен с первым входом дешифратора, первый выход которого соединен с первым информационным выходом устройства, второй выход - с вторым информационным выходом устройства, третий выход - с третьим информационным выходом устройства и черезэлемент задержки со входами установки нуля первого и второго счетчиков,информационный вход второго счетчикасоединен с выходом одного из дискриминаторов, выход второго счетчика соединен со вторым входом дешифратора. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР,Р 561989, кл, б 08, С 9/04,25,12.75.2. Авторское свидетельство СССР,9 470841, кл. С( 08, С 9/00, 11.09.73