Преобразователь перемещения в код

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВМДЕТЕЛЬСТВУ(23)Приоритет Геаударстееииый камитет Опубликовано 071281, Бюллетень45Дата опубликования описания 07,1231 до делам изобретений и открытий(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В КОД Изобретение относится к преобразо"вательной технике и может быть использовано в высокоточных преобразователях перемещений в цифровой код,к которым предъявляются высокие требования по быстродействию и динамической точности,Известен преобразователь переменного напряжения 1 1,содержащий генератор пилообразного напряжения, ком 1 Опараторы, инверторы, управляющий блоки блок преобразования разности длительностей в цифровой код, включающий триггер, вентили, реверсивныйсчетчик, генератор импульсов,15Данный преобразователь может бытьиспользован при преобразовании перемещения в переменное напряжение, азатем при преобразовании данного напряжения в цифровой код.Недостатком этого преобразователяявляются необходимость использованиядополнительных узлов генератора пилообразного .напряжения и компараторов,а также невысокая точность из-за наличия частотной погрешности,Наиболее близким техническим решением к изобретению является преобразователь перемещения в код 12), содержащий блок преобразования масштабаугла, выходы которого соединены соответственно с одними входами фазовогодетектора и статистического фазовращателя, к другим входам которых подключены соответственно выход дискретного фазовращателя и реверсивногосчетчика, Выход фазового детекторасоединен с входом управляемого генератора импульсов и одними входамидвух элементов И, к другим входамкоторых подключены выход управляемого генератораимпульсов, выходы элементов И соединены с входами реверсивного счетчика,Недостатком известного преобразователя является низкое быстродействиепри отработке скачкообразных фазовыхрассогласований, что особенно ощуща ется при применении отсчетной части в многоканальных системах.Кроме того, данный преобразователь не обеспечивает высокой динамической точности при больших скоростях исследуемого вала (несколько градусов в секундУ) в силу противоречивости требований к коэффициенту усиления(в данном случае величине частоты управляемого генератора) с точки зрения помехоустойчивости и динамической 1ТОЧНОСТИ.Целью изобретения является повышение быстродействия и точности преобразователя.Поставленная цель достигается тем, цто в преобразователь перемещения в код, содержащий блок преобразования масштаба угла, первый выход которого соединен с первым входом фазового детектора, первый выход которого соединен,с входом управляемого генератора импульсов и первыми входами двух элементов И, с вторыми входами которых соединен выход управляемого генератора импульсов, и реверсивный счетчик, выход которого соединен с первым входом дискретного фазовращателя, второй вход которого соединен с вторым выходом блока преобразования масштаба угла, а выкодс вторым входом фазового детектора, введены сумматор, умножитель, пороговое устройство и третий элемент И, первый вход которого соединен с вторым выходом фазового Детектора, второй вход - с шиной эталонной частоты, а третий - с первым выходом порогового устройства, вход которого соединен с первым выходом фазового детектора, а второй выход - с третьими входами первого и второго элемен" тов И и первым входом умножителя, второй вход которого соединен с выходом первого элемента И и первым входом сумматора, а третий вход - с выходом второго элемента И и вторым входом сумматора, третий вход которого соединен с выходом умножителя, четвертый вход - с выходом третьего элемента И, а выход - с входом ревер сивного счетчика.На чертеже изображена структурная схема преобразователя перемещения в к,од.Преобразователь содержит блок 1 преобразования масштаба угла, фазовый детектор 2, дискретный фазовращатепь 3; реверсивный счетчик 4, пер 88162 5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 4,вый 5 и второй 6 элементы И, управля- емый генератор 7 импульсов, пороговое устройство 8, сумматор 9, умно- житель 10 и третий элемент И 11.Преобразователь работает следующим образом.Пусть число, записанное в счетчике 4, равно нулю, а входной вал повернут на угол О(., Тогда на выходе детектора 2 будет присутствовать сигнал, пропорциональный фазовому рчссогласованию сигналов с блока 1 и фазовращателя 3.Если величина фазового рассогласования превышает величину Ъ 1, выбираемую в соответствии с максимальной динамической ошибкой преобразователя, то устройство 8 выдает сигнал запрета на элементы И 5 и 6, сигнал установки нуля на умножитель 10 и сигнал разрешения на элемент И 11. В этом случае частота с генератора 7 через элементы И 5 и 6 не проходит, а эталонная частота через элемент И 11 и сумматор 9 проходит на счетчик 4, устраняя фазовое рассогласование за один период сигнала с блока 1. Устранение фазового рассогласования за один период происходит за счет того, что с выхода детектора 2 ча элемент И 11 подается временной интервал, равный фазовому рассогласованию, а на выходе элемента И 11 получается унитарный код, пропорциональный фазовому рассогласованию.Таким образом, фазовое рассогласование, большее АУ, независимо от его величины, устраняется за один такт, чем обеспечивается высокое быстродействие преобразователя.Если же фазовое рассогласование меньше дф, то устройство 8 формирует сигнал разрешения на элементы И 5 и 6, сигнал запрета на элемент И и снимает сигнал установки нуля на умножитель 10, Частота генератора 7, пропорциональная сигналу с детектора 2, в зависимости от знака фазового рассог" ласования проходит через элемент И 5 или И 6 и поступает на сумматор 9 и умножитель 10, который представляет собой реверсивный счетчик с управляемым делителем частоты.Пусть фазовое рассогласование име" ет положительный знак и величина его изменяется с постоянной скоростью, т.е, с постоянной скоростью вращается входной вал. Тогда частота с генератора 7 через элемент И 5 и сумматор 9динен выход управляемого генератораимпульсов, и реверсивный счетчик, вы"ход которого соединен с первым входомдискретного Фазовращателя, второйвход которого соединен с вторым выходом блока преобразования масштаба угла, а выход - с вторым входом фазового детектора, о т л и ч а ю щ, и йс. я тем, что, с целью повышениябыстродействия и точности преобразователя, в него введены сумматор, умножитель, пороговое устройство и третий элемент И, первый вход которогосоединен с вторым выходом фазовогодетектора, второй вход - с шинойэталонной частоты, а третий - с первым выходом порогового устройства,вход которого соединен с первым выходом фазового детектора, а второй выход - с третьими входами первого ивторого элементов И и первым входомумножителя, второй вход которогосоединен с выходом первого элемента Ии первым входом сумматора, а третийвход - с выходом второго элемента Ии вторым входом сумматора, третийвход которого соединен с выходомумножителя, четвертый вход - с выходомтретьего элемента И, а выход - с входом реверсивного счетчика. 30 формула изобретения 5 888162 проходит на счетчик 4, код которого увеличивается, за счет чего рассогласование сигналов, поступающих на детектор 2 уменьшается.С элемента И 5 частота поступаеттакже на второй вход умножителя 10.На выходе умножителя 10 появляется частота, которая, суммируясь с частотой,поступающей с элемента И 5, поступает на счетчик 4 убыстряя процесс устранения 10 фазового рассогласования. При определенном коде умножителя 10 частота на его выходе будет достаточная для изменения кода счетчика 4 со скоростью, определяемой скоростью входноГо ф вала, в связи с чем получается значи" тельное увеличение динамической точности преобразователя.При изменении знака фазового рассогласования преобразователь рабо тает аналогично, только частота с генератора 7 проходит через эле; мент И 6 и поступает на соответствующие входы умножителя 10 и счетчика 4,Экономицеский эффект от использо- гь вания данного изобретения обусловлен его техническими особенностями, приведенными выше.Преобразователь перемещения в код, содержащий блок преобразования масштаба угла, первый выход которого соединен с первым входом фазового детектора, первый выход которого соединен с входом управляемого генератора импульсов и первыми входами двух элементов И, с вторыми входами которых соеИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Шляндин 8.И. Цифровые измерительные преобразователи и приборы.И., Энергия, 1973, с. 197-198.2. Зверев А.Е. и др. Преобразо"ватели угловых перемещений в цифровойкод, - Л., Энергия, 1974, с. 81-82888162 Составитель Е.БударинаТехред З.фанта Редактор Г.Петрова Корректор Е. Рошко Тираж 694ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Подписное Заказ 10129/15 филиал ППП иратенч", г. Ужгород, ул, По.ектная, 4