Преобразователь угла поворота валав код

О П И С А Н И Е 842899ИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(23) й риоритет 6 08 С 9(04 Пшударстеенныб квинтет СССР на денем нзабретеннй н аткрытнйДата опубликования описания 30.06. 81 И.Н. Волков, В.С, Киселев, Т.В. Любимова и В.А, - Молодцов(72) Авторы изобретения Таганрогский радиотехнический институт:; им. В.Д. Капиакова(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД Изобретение относится к системам автоматического преобразования перемещений в код,а именно к преобразователям угла поворота вала в код.Известен преобразователь угла поворота вала в код, содержащий вращао" щийся магнитный барабан, на котором имеется две дорожки, на одной иэ которых по всей окружности барабана записаны магнитные метки, интервал иеж 19 ду которыми определяет погрешность дискретности преобразователя. С пер" вой дорожкой сопряжена воспроизводящая магнитная головка. С другой дорожкой сопряжены три магнитные годовкит записывающая Воспроизводящая и стиракщая. Записывающая головка жестко связана с валом, угол поворота которого измеряется. По команде от управляющего (стартового) устройства головкой, связанной с валом, осуществляется запись метки на второй дорожке непрерывно вращакщегося магнитного барабана. Одновременно с этим 2через форьщрователь интервала измерения на схему совпадения подается команда начала счета импульсов, воспроизводщчых с первой .дорожки барабана, Магнитная метка перемещается вместе с барабаном и второй дорожкой и воспроизводится второй магнитной головкой жестко связанной с условныи нулевым положением вала. Импульс, поступаищий с этой головки, дает команду о прекращении счета импульсов, поступаюцих с первой дорожки. Количество импульсов, подсчитанное счетчиком импульсов в интервале между записью и воспроизведением магнитной метки на второй дорожке, прямо пропорционально углу поворота вала.По окончании цикла измерения с помощью третьей годов" ки осуществляется стирание метки, записанной на,второй дорожке13 .Недостатком этого преобразователя является наличие подвижных частей, вращакщегося с большой скоростью магнитного барабана и большое количество899 4 домен 3, генератор 4 импульсов, кольцевой коммутатор 5, формирователь6 радиального магнитного поля, формирователь 7 тангенциальногомагнитного поля, неподвижную магнитнуюголовку 8, подвижную магнитную гоно выдерживаться с высокой точностью,что понижает надежность работы устройства и его точность. Недостаткомтакого преобразователя является также наличие двух дорожек магнитной эа- ловку 9, связанную с валом, ключи писи, необходимость непрерывного ведения процесса записи, воспроизведения и стирания магнитной метки. Точлинию 14 задержки и счетчик 15. 10 ность и быстродействие преобраэователя также ограничены.Наиболее близок к предлагаемомупреобразователь угла поворота валав код, содержащий неподвижную магнит ную головку, подвижную магнитнуюголовку, связанную с валом, кодовыйэлемент с маской на тонкопленочной ферромагнитной дорожке с цилиндрическим магнитным доменом, формирователь интервала времени измерения, выход которого подключен к первому входу блока совпадения, выход которого сое. динен со счетчиком 1 21.- Недостаток этого устройства состоит в сравнительно невысокой точ 20 25 ности и в недостаточном быстродействии преобразователя. 30 35 40 45 50 3 842 магнитных головок, Расстояние между головками и магнитным барабаном долж.Цель изобретения - повышение надежности, точности и быстродействия преобразователя угла поворота вала в код.Поставленная цель достигается за счет того, что в преобразователь угла поворота вала в код введены генератор импульсов, кольцевой коммутатор, формирователи радиального и тангенциального магнитных полей, два ключа и линия задержки, выход генератора импульсов соединен с входом кольцевого коммутатора, с управляю щнми входами ключей и через линию задержки с вторым входом блока сов" падения, выходы кольцевого коммутатора соединены соответственно с формирователями радиального и тангенциального магнитных полей, выходы неподвижной и подвижной магнитных головок подключен к сигнальным входам соответствующих ключей, выходы которых соединены с входим формирователя интервала времени измерения,.На чертеже приведена структурная схема преобразователя угла поворотавала в код.Преобразователь содерлат тонкопленочную ферромагнитную дорожку 1, маску 2, цилинцрический магнитный 1 О и 11, формирователь 12 интервалавремени измерения, блок 13 совпадения,На дорожку 1 равномерно по всейЪокружности нанесено койьцо аппликаций " маска 2. Возле одной из аппликаций путем кратковременного воздействия местным магнитным полем создан один цилиндрический магнитный домен 3, который может перемещаться по кольцу маски от аппликации к аппликации под воздействием знакопеременных радиального и тангенциального магнит-:, ных полей. Для создания упомянутых полей предназначены генератор 4 продвижения домена, кольцевой коммутатор.Ф5, формирователь 6 знакопеременного радиального магнитного поля и формирователь 7 знакопеременного тангенциального магнитного поля, Генератор 4 соединен с кольцевым коммутато- ром 5, который подключен к формирователям 6 и 7, Неподвижная воспроизводящая потокочувствнтепьная магнитная головка 8 нулевого положения вала и жестко связанная с вапом воспроизводящая потокочувствительная магнитная головка 9 текущего положения вала.сопряжены с кольцом апппикации маски 2 и предназначены для выработки сигналов начала и конца счета импульсов продвижения цилиндрического магнитного домена 3, Головки 8 и 9 соединены через запрещающие ключи 10 и 11 с формирователем 12 интервала времени измерения, предназначенного для создания импульса разрешения счета импульсов продвижения, домена и соединенного с блоком 3 совпадения, Генератор 4 соединен со вторым входом блока 13 совпадения через линию 14 задержки, предназначенного для задержки поступающих от генератора. 4 импульсов на время запирания ключей 10 и 11, Упомянутые ключи, соединенные с генератором 4, предназначены для исключеюя влияния импульсов продвижения домена 3, т.е. предназначевю не пропускать импульсы, вырабатываете головками 8 и 9 в период действия радиального и тангенциального магнит42899 5 8ных полей. Информация о положении вала считывается в паузу между импульсами продвижения цилиндрическогомагнитного домена 3. Счетчик 15, соединенный с блоком 13 совпадения, предназначен для счета импульсов продвижения домена 3, количество которыхпропорционально текущему значению положения вала.Преобразователь работает следующимобразом..Импульсы продвижения цилиндрического магнитного домена 3 по кольцуаппликаций маски 2 формируются генератором 4 и поступают на кольцевой коммутатор 5, который разделяет импульсына четные и нечетные. С кольцевогокоммутатора четные и нечетные импульсы поступают поочередно на формирователи 6 и 7 знакопеременных радиального и тангенциального магнитных полей.Цилиндрический магнитный домен 3 подвоздействием упомянутых полей непрерывно вращается, перемещаясь от аппликации к аппликации по дорожке 1, Скорость передвижения домена 3 зависитот частоты генератора 4 и может дос"тигать порядка единиц аппликаций вмикросекунду,Головка 8 расположена неподвижновозле аппликации, соответствующей началу отсчета угла поворота вала, т,е.аппликации, соответствующей углу поворота вала, равному нулю, а головка 9 жестко связана с валом и вращается вместе с ним, оставаясь все времяВсопряженной с кольцом аппликаций, перемещаясь внутри тонкопленочной магнитной дорожки 1, проходит возле головки.8, на выходе которой при этомпоявляется импульс начала отсчетаугла поворота, Этот импульс череззапрещающий ключ 10 (в момент отсутствия импульса продвижения от генератора 4) поступает на формирователь 12интервала времени измерения, на вы/ходе которого начинается импульс интервала измерения угла поворота. Головкой 9 при прохождении мимо неедомена 3 вырабатывается импульс окончания интервала измерения, которыйчерез запрещающий ключ (в момент отсутствия импульса продвижения) поступает на вход формирователя 12, вследствие чего импульс на выходе формирователя 12 заканчивается. Этот импульс подается в блок 13 совпадения,на другой вход которого через линию14 задержки непрерывно подаются им 6пульсы от генератора 4. На выходблока 13 совпадения к счетчику 15проходят только те импульсы генератора 4, которые по времени совпадаютс импульсом измерительного интервала.Количество этих импульсов, считаеьыхсчетчиком 15, пропорционально углуповорота вала. Нестабильность генератора не вносит дополнительной пог 1 О решности, поскольку кащцый импульсгенератора жестко связан с положением цилиндрического магнитного домена на аппликациях. Таким образом,увеличение или уменьшение частоты1 генератора соответственно вызываетуменьшение или увеличение длительности интервала измерения, вследствиечего дополнительная погрешность исключается.щ Исключение влияния радиального,тангенциального магнитных полей намагнитные головки осуществляется путем применения запрещающих ключей 1 О .и 11 в цепи связи головок со входами2 формирователя 2 интервала времениизмерения. Эти ключи имеют запрещающие входы, на которые поступают запрещающие импульсы от генератора 4,закрывающие ключи на время действияЗЕ импульса продвижения,и не пропускаютимпульсы, возникающие в головках 8 и9 под действием радиального и тангенциального магнитных полей, Такимобразом, воспроизведение сигнала отдомена .осуществляется потокочувствительными магнитными головками в товремя, когда отсутствуют магнитныеполя .продвигающих импульсов, что обеспечивает повышенную надежность работыпреобразователя,Быстродействие устройства обеспечивается большой подвижностью цилиндрических магнитных доменов, которыепрОдвигаются с частотой в единицымегагерц. Таким образом, по быстродействию предлагаемый преобразовательсравним с преобразователем непосредственно отсчета. При этом сохраняется простота устройства, свойственнаяйциклическим преобразователям. Точность достигается за счет высокой скорости вращения и малой величины домена, а также малого шага квантования(небольшие по размеру пермаллоевыеаппликации)Формула изобретения Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий неподвижную и7 8 подвижную магнитные головки, кодовый элемент, выполненный в виде ферромагнитного тонкопленочного кольца, на боковой поверхности которого нанесена маска и цилиндрический магнитный домен, формирователь интервала времени измерения, выход которого подключен к первому входу блока совпадения, выход которого соединен со счетчиком, о т л и ч а ю щ и й ся тем, что, с целью повышения надежности точ"Ф ности и быстродействия преобразователя, в него введены генератор импульсов кольцевой коммутатор, формирователи радиальногои тангенциального магнитных полей два ключа и линия задержки, .выход генератора импульсов соединен с входом кольцевого коммутатора, с уйравляющимн входами ключей 42899 8и череп линию падержки с вторым входом блока совпадения, выходы кольцевого коммутатора соединены соответственно с формирователями радиального и тангенциального магйитнах полейУвыходы неподвижной и подвижной магнитных головок подключены к сигнальнымвходам соответствующих ключей, выходы которых сбединены с входами форми рователя интервала времени измерения.Источники информациипринятые во внимание при экспертизе1. Гитис Э,И. Преобрйэователи ин-формации для электронных цифровых вы числительных устройств. М "Энергия",1972, с, 250-252.2, Авторское свидетельство СССРУ 492901, кл, 6 08 С 9/04, 19 УЗ 1 про- тотипХ