Преобразователь угла поворота вала в длительность импульсов

Союз СаватсиивСоциапистическикРеспублик ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 907568(51%. Кл. ГоеударетваивЯ квмнтет СССР ао аелам нзабретенн н вткрмтк 11Дата опубликования описания 230282 В.Б.Ибрагимов1Азербайджанский институт нефти и химии им. Азизбекова(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В ДЛИТЕЛЬНОСТЬ ИМПУЛЬСОВИзобретение относится. к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано, например, в информационно-измерительных системах для построения аналого-цифровых преобразователей угловых перемещений вала, связанного с контролируемым объектом.Известно устройство, работающее по принципу предварительного выделения меньшего н большего из выходных сигналов синусно-косинусного датчика угла 1 СКДУ) с последующим вычислением их отношения. В его состав также входят фаэочувствительыае выпрямители, инверторы, компараторы, выходы которых соединены со входами дешифратора, и блок элементов И, управляющие входы которого соединены с выходами дешифратора, а выходы - со входами делительного блока1Недостатком этого устройства являются ограниченные функциональные возможности. Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсяпреобразователь угла поворота валав длительность импульса, содержащийисточник напряжения питайия, СКДУ,выходы которого через выпрямителисоединены с соответствующими входами компараторов, логический блок,один выход которого соединен спервым входом триггера, выход которо 0го через управляющий вход источникапилообразного напряжения подключенк другим входам компараторов ивходу нуль-органа, выход которого 1соединен с вторым входом триггера,другой выход логического блока явтляется выходом преобразователя 1. 21.Однако известньп 1. преобразовательобладает тангенсной котангенсной)характеристикой преобразования,что ограничивает его функциональныевозможности.Цель .изобретения - расширениефункциональных возможностей преоб907568 разователя угла поворота вала вдлительность импульсов.Поставленная цель достигаетсятем, что в преобразователь угла поворота вала в длительность импульсов, содержащий источник напряженияпитания, синусно-косинусный датчикугла, выходы которого через выпрямители соединены с соответствующимивходами первого и второго компарато- Оров, логический блок, один выходкоторого подключен к выходу преобразователя, а другой выход соедиценс первым входом триггера, выход которого через управляющий входисточника пилообразного напряженияподключен к другим входам компараторов и входу нуль-органа, выход которого соединен с вторым входомтриггера, введены блок управления,делитель напряжения, третий компаратор и третий выпрямитель, выход которого через делитель напряжения подключен к соответствующему входутретьего компаратора, выход которогосоединен с первым входом блока управления, выходы которого соединены свходами логического блока, выходыпервого и второго койпараторов подключены соответственно к второмуи третьему входам блока управления,а источник напряжения питания подключен к входу третьего выпрямителя, авход нуль-органа соединен с другимвходом третьего компаратора,35 На чертеже показана структурнаясхема предлагаемого преобразователя.Преобразователь угла поворота вала в код содержит СКДУ 1, выпрямители 2-4, делитель 5 напряжения,4 Оисточник 6 пилообразного напряжения,компараторы 7-9, нуль-орган 10,блок 11 управления, установочныевходы 12-14, элемент ИЛИ 15, элементы И 16-22, элементы ИЛИ 23 и 24,логический блок 25, элементы И-НЕ 26и 27, элементы НЕ 28 и 29, триггер30 и источник 31 напряжения питания.Подача управляющего потенциалавысокого уровня, соответствующегоуровню логической единицы, на одиниз установочных входов 12-14 преобразования задает режим его работы.Преобразователь угла поворота валав длительность импульсов работаетследующими образом.Для режима работы преобразователяс тангенсной 1,котангенсной) характе 4ристикой преобразования управляющийпотенциал высокого уровня подаетсяна установочный вход 14, подготавливая цепь прохождения потенциальныхсигналов компараторов 7 и 8 на соответствующие входы логического блока 25.Выходы СКДУ 1, выпрямленные посредством выпрямителей 3 и 4 соответственно ( напряжения но выходах выпрямителей обозначены через Ц 1 и Ц,подключены к первым входам компаратоРов 7 и 8, а ко вторым входам - линейно изменяющееся напряжение Ц. свыхода источника пилообразных напряжений (ИПН) 6, Б исходном положении0" триггера 30 напряжение Ц увеличиваетсл и по мере увеличения достигает уровня напряжений Ц 18 и Б (сперва меньшего Ц, а затем большегоЦ из них 1, вызывая в моменты равенства 1.1 = Ци Ц = 1.1 срабатывание соответствующих компараторов,Если ц = 1-1, 1.11 = Ц 2 в 1,4,5 и 8октантах диапазона изменения углаповорота 6 ротора СКДУ 1), то сперва срабатывает компаратор 7, а затем - компаратор 8, если И = 11 Б,111 = 111 1 во 2,3,6 и 7 октантах),то последовательность срабатываниякомпараторов обратная; сперва срабатывает компаратор 8, а затем -компаратор 7. Сигнал высокого уровня с выхода сработавшего компаратора 7(8) поступает через блок 11управления на соответствующий входлогического блока 25, В момент времени, когда на обоих входах логического блока 25 будут сигналы высокого уровня (т.е. при выполнении равенства 1.1 = 11), он сработает иперепадом "1"-"0" перебросит триггер 30 в положение "1", при этомизменяется направление градиентразвертывающего пилообразного напряжения 0, 1 оно начинает уменьшаться по линейному закону) и сразу жекомпаратор, ранее сработавший вмомент выполнения равенства 11 =возвращается в исходное состояние,а через некоторое время (в моментвыполнения равенства Ц =, 111 Ч) в тоже состояние возвращается и другойкомпаратор,Б момент достижения напряжениемУ нулевого уровня срабатывает нульорган 10, импульс с выхода котороговозвращает триггер 30 в исходноесостояние О, в результате напряже907568 10 15 20 25 30 Формула изобретения 35 55 ние 13. вновь начинает увеличиваться и цикл измерения повторяется.Изменение потенциального уровня выходных сигналов компараторов 7,8 передается через блок 11 управления и логический блок 25 на выход преобразователя, с которого снимают импульсы с длительностью (, , про.порциональной отношению 13 ц/136 Очевидно, что в октантах 1,4,5 и 8 Г = К(Сд 8), а в остальных октантах с 1 = к(сгд 8).Для преобразователя с синусной косинусной) характеристикой преобразования управляющий потенциал высокого уровня подается на устойчивый вход 13 преобразователя, подготавливая цепь прохождения потенциальных сигналов одного из компараторов 8,7 и 9 на соответствующие входы логического блока 25Посредством выпрямителя 2, подключенного к источнику 31 напряжения питания, и делителя 5 напряжения формируется опорное напряжение 13 б, значение которого устанавливается равным Ц 1 ц= 1328 при 9 41 . В этом режиме необходимо последовательное срабатывание компараторов 7 (8) и 9 по мере развертки пилообразного напряжения и выполнения равенства 13 = 13 (в 1,4,5 и 8 актантах 131= Ц 8, в остальных октантах 13 М 1326) и Цс - 13 Б - ЦоВ исходном положении "0" триггера 30 напряжение Ц с выхода ИПН 6 увеличивается и по мере увеличения достигает уровня напряжений 13 н и Бр. При выполнении равенства 13Ц сигнал высокого уровня с выхода одного из компараторов 7 или 8, сработавшего первым (т.е. с выхода ком" паратора 7 в 1,4,5 и 8 октантах или с выхода компаратора 8 в остальных октантах), через блок 11 управления подается на один вход логического блока 25, при выполнении равенства ,13 = 13 О сигнал высокого уровня с выхода компаратора 9 через блок 11 управления подается на другой вход логического блока 25.Дальнейшая последовательность операций аналогична рассмотренной выше для первого режима. Изменение потенциального уровня выходных сигналов компараторов 7 (8) и 9 передается на выход преобразователя, с которого снимаются импульсы с длительностью Г, пропорциональной отношению Цц/3 о. Очевидно, что в октантах 1,4,5 и 8 1 г(51 п 9), а в остальных октантах С= Г(соз О).Для режима работы устройства с секансной (косекансной) характеристикой преобразования управляющий потенциал высокого уровня подается на установочный вход 1 2 преобразователя.В данном режиме необходимо последовательное (по мере развертки пилообразного напряжения) выполнения равенств 1 13 = 13 д = 130 и 13 = Цв где 13 . - большее из напряжений 13 Е, 132 (в 1,4,5 и 8 октантах 131 = 13 в остальных октантах 13 = Ц,1.При этом работа преобразователя аналогична рассмотренной выше для первых двух режимов, С выхода преобразователя снимаются импульсы с длительностью Ф, пропорциональной отношению 13 О/13. Очевидно, что в октантах 1,4,5 и 8 С = К(Бес О), а в остальных октантах - 7: =Ю(СОРОС 9) еТаким образом, преобразователь угла поворота вала в длительность импульсов позволяет получить не толь ко тангенсную (котангенсную), но и синусную (косинусную) или секансную (косекансную) характеристики преоб" разования. Преобразователь угла поворота вала в длительность импульсов, содержа.щий источник напряжения питания,синусно-косинусный датчик угла, выходы которого через выпрямители соединены с соответствующими входамипервого и второго компараторов, логический блок, один выход которогоподключен к выходу преобразователя,а другой выход соединен с первымвходом триггера, выход которого через управляющий вход источника пилообразного напряжения подключ н к 50другим входам компараторов и входунуль-органа, выход которого соединен с вторым входом триггера, о т " л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностеи, в преобразователь введеныблок управления, делитель напряжения, третий компаратор и третий выпрямитель, выход которого через907568 8органа соединен с другим входом компаратора. о тв е тс тв ующем у в ходу тр еть ег о к омпаратора, выход которого соединенс первым входом блока управления,выходы которого соединены с входамилогического блока, выходы первогои второго компараторов подключенысоответственно к второму и третьемувходам блока управления, а источникнапряжения питания подключен к входутретьего выпрямителя, а вход нульИсточники информации принятые во внимание при экспертизе 1, "Б 1 ес 1 гоп 1 с Ъезцп", 1970,11 ф 6, с, 183, рис8,2, АвторскЬе свидетельство СССР У 619943, кл. С 08 С 9/04, 22.07.76орректор Г.Огар аз 597/59ВН Тираж 639И Государственного комитета СС делам изобретений и открытий сква, )К, Раушская наб д. Подписно 13035, И 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгор роектная, 4 Составитель Б.БарабаРедактор В.Лазаренко Техред А.Ач