Преобразователь угла поворота вала в код

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциапистическихРеспублик и 855713Ъглл щлл(22) Заявлено 13,06.79 (21) 2778836/18.24с присоединением заявки Лтдо делам изобретений и открытий(54)ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД Изобретение относится к системам автоматического преобразования неэлектрических величин в электрический сигнал, а именно к пре. образователям угла поворота вала в код.Известны преобразователи угла поворота вала в код, содержащие электроннолучевую трубку (ЭЛТ), электронную схему управления и блок цифрового отсчета, подвижный задаю.щий элемент, расположенный на входном валу и установленный соосно перед экраном ЭЛТ 1.ОНедостатком таких преобразователей явля. ется сравнительно низкая точность измерения, вызванная погрешностью эксцентриситета.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является преобра 15 зователь угла поворота вола в код, содержзщий ЭЛТ с блоком кольцевой развертки, дисковую диафрагму, закрепленную на валу и установленную перед экраном ЭЛТ, фотопрнемник, свя занный через усилитель с одним входом коммутатора, к другим входам которого подключены выход генератора импульсов и выход последова. тельно соединенного с ннм делителя, связанные с выходами коммутатора счетчики подключены к усредняющему блоку, дисковый .светосбор.ник оптически связан с фотоприемником иустановлен соосно с дисковой диафрагмой иэкраном ЭЛТ, отклоняющие пластины которойчерез дополнительные усилители подключены квыходам цифроаналогового преобразователя,вход которого соединен с выходом генератораимпульсов 2).Недостатками этого преобразователя явля.ются сложный процесс устранения погрешностиэксцентриситета, заключающийся в усреднениипо множеству пзрзллельных измерений, низкаяпомехозащищенность, а потому низкая надежность устройства, так как возможны сбои вопределении соответствия между основнымистартовыми и стоповыми сигналами,Цель изобретения - повышение надежности,точности и помехозащищенности преобразователя угла поворота вала в код.Поставленная цель достигается за счет того,что в преобразователь угла поворота вала в кодвведены триггер со счетным входом, оптимальный фильтр и пороговый элемент, выход фотоприемника соедииен со счетным входом введен.3 855713 ного триггера, выход которого через оптималь. ный фильтр и пороговый элемент соединен со вторым входом фазового дискриминатора.На фиг. 1 представлена структурная схема преобразователя; на фиг, 2 - временные диаграммы, поясняющие работу преобразователя; на фиг, 3 - пример размещения прозрачных радиальных щелей на дисковой диафрагме,Преобразователь угла поворота вала в код (фит, 1) содержит ЭЛТ 1, кольцевую развертку электронного луча на экране которой обес. печивает блок 2 кольцевой развертки, который управляется импульсами генератора 3 импульсов. Генератор 3 импульсов связан с одним входом ключа 4 непосредственно,а со вторым входом - через делитель 5 частоты импульсов и фазовый дискриминатор 6, Выход ключа 4 соединен со входом счетчика 7, Дисковая диа. фрагма 8, закрепленная на валу 9, установлена перед экраном ЭЛТ 1. Дисковый светосборник 10 оптически связан с фотоприемником 11, расположен неподвижно соосно с дисковой диафрагмой 8 и экраном ЭЛТ 1, Выход фотоприемника 11 соединен со счетным входом триггера 12, один из выходов которого, напри. мер единичный, подключен ко входу оптималь. ного фильтра 13, сигналы с которого через пороговый элемент 14 поступают на второй вход фазового дискриминатора 6.1Импульс генератора 3 (фиг. 2 а, прошедший через делитель 5 частоты импульсов являет-. ся старт - сигналом (фиг, 2 б), появление которого соответствует положению луча в точке, принимаемой за начало отсчета, что эквивалентно прохождению развертывающих напряжений блока 2 прецизионной кольцевой развертки через определенные характерные точки (фиг, 2 в), например, переходу через ноль одного и максимума друтого напряженийСтарт.сигнал посредством фазового дискриминатора 6 4 о открывает ключ 4 и импульсы генератора 1 поступают в счетчик 7. Луч на экране ЭЛТ 1 движется от точки, принятой эа начало отсчета по окружности кольцевой развертки, последовательно проходит все прозрачные радиальные45 щели размещенные в определенном порядке на дисковой диафрагме 8 и через дисковый светосборник 10 поступает ца фотоприемник 11, где световые сигналы преобразуются в электрический сигнал - импульсы, которые управляют работой триггера 12 со счетным входом (фиг, 2 г), Функцию возбуждения триггера 12 (сигналы управления триггера 12) выбирают таким образом, чтобы за один полный оборот луча на экране ЭЛТ 1 на выходе триггера 1255 формировалась последовательность импульсов, которая относится к известным. в радиолокации сложным бинарным (дискретным) сигналам 4(фиг. 2 д), Полученные дискретные сложныесигналы поступают на оптималыщй фильтр(для конкретного вида сигнала) 13, где определяется автокорреляпионная функция (фиг, 2 е),Пороговый элемент 14 формирует сигнал, ког.да корреляционная функция превысила задан.ное значение.Указанный сигнал образуется в результатевычисления корреляционной функции, поэтомуналичие погрешности эксцентриситета можетвызвать только перераспределение энергии бо.ковых лепестков и главного всплеска корреляции, но не смещение во времени максимумакорреляционной функции. Таким образом, сигнал с порогового элемента 14 свободен от погрешности эксцентриситета, появляется одинраз за период и является стоп в сигнал(фиг. 2 ж). Данный сигнал через фазовый дискриминатор 6 включает ключ 4 (фиг, 2 и),счет импульсов прекращается, в счетчике 7хранится числовой эквивалент измеряемого угла(фиг. 2 к), выраженный числом импульсов ге.нератора 3, прошедших в счетчик 7 за временной интервал, пропорциональный измеряемомууглу,1В качестве сложных дискретных сигналовможно применять коды Баркера или другие,например, М-последовательности или псевдослучайные и др. Для организации требуемойфункции возбуждения триггера 12 со счетнымвходом относительно сигнала Баркера протяжен.постыл, например, Н-"11" (код имеет запись+ -- + - и переключение фазы, т. е."8", "10" и "11" позициях) необходимо изодиннадцати равномерно по окружности распо.ложенных прозрачных щелей оставить только те,которые расположены иа укаэанных позициях,(фиг, 3), Аналогично можно использовать идругие коды произвольной протяхнности, втом числе и циклические,Такое выполнение преобразователя позволитисключить влияние эксцентриситета простымисредствами, Поскольку выделение стоп - сигналапроисходит на основе корреляционного иилизаотносительно огибающей всего сложного дискретного сигнала, то повышается помехозащищенность и надежность всего устройства.Формула изобретенияПреобразователь угла поворота вала в код, содержащий электроннолучевую трубку, перед экраном которой на валу закреплена дисковая диафрагма, дисковый светосборник, связанный с фотоприемником н расположенный неподвиж5 855713но соосно с дисковой диафрагмой, генератор введены пересчетный триггер со счетным вхо.импульсов, выход которого соединен с входом дом, оптимальный фильтр н пороговый эле.делителя частоты импульсов, с первым входом мент, выход фотоприемника соединен со счетнымключа и с входом блока кольцевой развертки, входом триггере, выход которого через оптивыходы которого соединены с электроннолуче мальный фильтр и пороговый элемент соединенвой трубкой, выход делителя частоты соединен со вторым входом фазового дискриминатора.с первым входом фазового дискриминатора,Источники информации,выход которого соединен с вторым входом принятые во внимание прн экспертизеключа, выход ключа соединенс входом счет. Авторское свидетельство СССР Мф 613355,чика, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с в кл. 6 08 С 9(06, 1977,целью повышения надежности, точности и по. Авторское свидетельство СССР Мф 645191,мехоэащищенности преобразователя, в него кл, 0 08 С 906, 1977 (прототип).855713иг. 2 1 Р ИПИ Закаэ 6920/72 ж 691 Подписное Филиал ППП "Патент,Ужгород, ул, Проектная,4