Преобразователь угла поворота вала в код

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИ 0339 ПУБЛИН зсю 60 4 АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ДЕТЕЛЬСТВУ . ТОРСКОМУ емент орым динен го и единен с втИ, второгоход фазовращго формнроратора нмпул такто м ьсо ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ(56) 1. Авторское свидетельство СССР Н 480100, кл. 6 08 С 9/04, 1976.2. Зверев А, Е и др, Преобразователи угло вых перемещений в цифровой код", Л., "Энерния"., 1974, с, 154, рис. 78 (прототип), (54) (57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРО - ТА ВАЛА КОД, содержащий источник питания, подключенный к входу первого формирователя импульсов и входу фазовращателя, выход которого подключен к входу второго формировате. ля импульсов, генератор импульсов, первый . элемент И, выход которого соединен с первым входом счетчика, выход первого формирователя. импульсов соединен с первым входом первого триггера, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия и расширения функциональных возможностей преоб. разователя, в него введены блок тактовых им. пульсов, триггеры, сннхронизаторы, элементы И и ИЛИ, делители частоты, одиовибратор, третий формирователь импульсов, регистр н комбинационный сумматор, первый выход каторого соединен с первым входом эл а ИЛИ, выход которого соединен с вт входом счетчика, выход счетчика сое с первым входом регистра, выход второ третьего формирователей импульсов. соединены с первыми входами соответствующих триггеров, выходы всех триггеров соединены с первыми входами синхронизаторов, выходы которых соединены с первыми входами элементов И, выходы элементов И через соответствующие делители. частоты соединены с вторыми входами триггеров, выход первого делителя частоты через одновибратор соединен с вторым входом регистра, выходы второго и третьего элементов И соединены с входами комбинационного сумматора, второй вы- р ход которого через четвертый делитель частоты соединен с вторым входом элемента ИЛИ, первый. выход бпока тактовых импульсов соединен с вторыми входами первого синхронизатора, второго и третьего элементов И, второй выход блока тактовых импульсов со- е рыми входами первого элемента и третьего синхронизаторов, выателя соединен с входом третье-" вателя импульсов, а. выход гене-.ьсов соединен с входом блока50 55 Изобретение относится к автоматике, вычислительной технике, и может быть использовано в фазовых системах программного управления,Известен преобразовательугла поворота вала в код, содержащий фазовращатель, выход которого соединен с входом формирователя импульсов, умножитель частоты, вход кото рого совместно со входом фазовращателя подключен непосредственно к источнику питания, делитель частоты, блок выделения положительных отсчетных импульсов, блок вьщеления отрицательных отсчетных импульсов 1.г 1 едостатком известного преобразователя является малая рабочая скорость врагцения вала фазовращателя, вследствие функциональной зависимости ее от дискретности преобразования фазы.Наиболее близким по технической сущности является преобразователь угла поворота вала в код, содержащий источник питания, подключенный к входу первого формирователя импульсов и через фазовращатель к входу второго формирователя импульсов, выходы формирователей импульсов соединены с входами триггера, генератор импульсов, элемент И и счетчик 2.Недостатком известного преобразователя также является малая рабочая скорость вращения вала фазовращения и малый диапазон преобразования учла.Целью изобретения является повышение быстродействия и расширения функциональных возможностей преобразователя.Поставленная цель достигается тем, что в преобразователе угла поворота вала в код, содержащем источник питания, подключенный к входу первого формирователи импульсов и входу фазовращателя, выход которого подключен к входу второго формирователя импульсов, генератор импульсов, первый элемент И, выход которого соединен с пер. вым входом счетчика, выход первого формирователя импульсов соединен с первым входом первого триггера, введены блок тактовых импульсов, триггеры, синхронизаторы, элементы И, ИЛИ, делители частоты, одно- вибратор, третий формирователь импульсов, регистр и комбинационные сумматор, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом счетчика, выход счетчика соединен с первым входом регистра, выходы второго и третьего формирователей импульсов соедине. ны с первыми входами соответствующих триг. геров, выходы всех триггеров соединены с первыми входами синхронизаторов, выходы которых соединены с.первыми входами эле. ментов И, выходы элементов И через соот 5 10 15 20 25 30 35 40 45 ветствуюн 1 ие делители частоты соединены с вторыми входами триггеров, выход первого делителя частоты через одновибратор соеди.нен с вторым входом регистра, выходывторого и третьего элементов И соединены с входами комбинационного сумматора, второй выход которого через четвертый делитель частоты соединен с вторым входом элемента ИЛИ, первый выход блока такто вых импульсов соединен с вторыми входами первого синхронизатора, второго и третьего элементов И, второй выход блока тактовых импульсов соединен с вторыми входами первого элементв И, второго и третьего синхронизаторов, выход фазовращателя соединен с входом третьего формирователя импульсов, а выход генератора импульсов соединен с входом блока тактовых импульсов.На фиг. 1 представлена функциональная схема преобразователя угла поворота вала в код; на фиг. 2 - диаграммы, поясняющие работу преобразователя.Преобразователь содержит генератор 1 импульсов, блок 2 тактовых импульсов, источник 3 питания, фазовращатель 4, формирователи 5 - 7 импульсов, счетчик 8, регистр.9, одновибратор 10, триггера 11 - 13 синхронизаторы 14 - 1 б, элементы 17 - 19 делители 20 - 22 частоты, комбинационный сумматор 23, делитель 24 частоты и элемент ИЛИ 25, выходы 26 и 27.Приведенные на фиг. 2 диаграммы поясняют работу узлов преобразователя, где обо. значено: опорный сигнал О источника 3 питания с частотой Х 0 с, измерительный сигнал Д" с выхода фазовращателя 4; выходные сигналы 8, 2,д с формирователей 5 - 7 импульсов; выходные сигналы Г,3 с,элементов И 17 - 19, соответственно; выходной сигнал о. элемента ИЛИ 25, выходной сигнал К одновибратора 10Преобразователь работает следующим образом.Блок 2 тактовых импульсов формирует две последовательности чередующихся тактовых импульсов ТИ 1 и ТИ 2), длительность которых равна длительности импульсов гене. ратора 1 импульсов, а частота на его выходах равна гдето 1, - частота первой и второй поТИ 1ТИ 2следовательности тактовыхимпульсов (ТИ 1, ТИ 2);- частота генератора 1 импульГсов,Частота генератора 1 импульсов и коэф.фициент деления делителей 20 - 22 частоты призаданной частоте опорного сигнала источника 3питания, выбираются исходя из требуемой дис4Очевидно, что при изменении фазы измери.тельного сигнала отностельно опорного иа ве"личину 2 В, в регистре 9 установится число,равное коэффициенту деления делителей 20 - 22.. 5. Таким образом, изменению числа в регистрена "1 соответствует поворот вала фазовра.щателя 4 на дискрету угла Л, равную:ЯФ 1 РМ, где Р - число -пар полюса фазо-.вращателя.О При повороте вала формирователя наугол 4=и 2 ь счетчике 8 накапливается чис+ и 2 Яло +: 4. и Р Мкоторое с частотойсигнала, (фиг, 2 к) переписывается с соответ.ствующим знаком в регистр 9.,Здесь й -лю-.5 бое число, отвечающее условиюЯ0 и - 1рйгде с - обозначает емкость счетчика 8.Таким образом, при надлежащем, выборе,20 Ц, Р и К вал фазовращателя можетповорачиваться на много вотен или даже тысячоборотов, а предлагаемое устройство обеспечитсоответствующее преобразование угла поворотав цифровый код,25Максимальная угловая скорость фазовращателя в предлагаемом преобразователей5 а агопределяется как максимально допустимоеизменение фазы измерительного сигнала, рав.кое 7612 За время ТЯ. опорного сигнала.ЗО Исходя иэ этого, с учетом числа пар полюсов фазовращателя Р,1013998 астм тих т=,=гт,Вгде Г - коэффициент деления делителей20-22;с- частота опорного сигнала источникапитания,Сигнал (фиг. 2 е) с выхода элемента И 17подается на вычитающий вход счетчика 8. Свналы с элементов И 18, 19 подаются на сум-,мирующие входы комбинационного сумматора23, Сигналы с его выходов 26 "Сумма" И 27"Перенос" подаются; с выхода 26 на элементИЛИ 25 через делитель 24 частоты, имеющийкоэффициент деления "2", а с выхода 27 -непосредственно.Результирующий сигнал с выхода элемента ИЛИ 25 подается на суммирующий входсчетчика 8 и представляет собой последовательность пачек отсчетных импульсов, следую.щих одна за другой, при частоте импульсов вв пачках, равной,2 й, На регистр 9 подаются импульсы переписи (фиг. 2 к) с выхода делителя частоты 20 через одновибратор 10.При неподвижном вале фаэовращателя 4,при любом его положении, количество импульссов, поступающих на суммирующий и вычипьющий входы счетчика 8, одинаково и результат отсчета, который переписывается в регистр9 за каждый период следования импульсов переписи не изменяется, Если схема работаетпосле установки в нуль, то число, переписываемое в регистр, соответствует нулю.При повороте вала фазовращателя, соответ.ствующем отставании фазы, например Ь 9(фиг. 2), в сигнале (фиг. 2 и) этому изменению фазы соответствует отсутствие импульсови на суммирующий вход счетчика 8 поступитменьшее количество импульсов, чем на еговычитающий, Результат отсчета, переписываемый.в регистр 9, соответствует изменению фазы Ьсо знаком минус.При повороте вала фазовращателя, соот.ветствующем опережению фазь, напримерфя(фиг, 2), в сигнале (фиг. 2 и) этому измене.нию фазы соответствует двойное количествоимпульсов, и на суммирующий вход реверсив ного счетчика 8 поступит большее количествоимпульсов, чем на его вычитающий, Результатотсчета, переписываемый в регистр 9, соответсвует изменению фазы ЬЧ со знаком плюс. 3.кретности преобразования фазы иэ соотноше- ния 91 РКащ г сФфко тг рт р 35где 1 Сс - частота опорного сигнала (частотапитания фазовращателя),Таким образом, предлагаемый преобразователь позволяет повысить быстродействие посравнению с известным за счет того, что до 40пустимая угловая скорость преобразователя независит от. величины дискретности и расширить его функциональные возможности за счетувеличения диапазона преобразования угла дойч Ж45Оснащение станков с ЧПУ предлагаемым .преобразователем с цифровой индикацией пою.зволит оперативно производить установку режущего инструмента в исходную точку и коньроль размеров в процессе обработки деталей50 (при этом механическая "привязка" дополни.тельного фазового датчика не требуется), 10139981013998 Составитель Б. БарбЬдактор Т, Киселева Техред Т,фанта ректор М, Шаро 616комитета С П "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 аз 3022/60 Тираж ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж - 35, Вуш