Преобразователь угла поворота вала в код

.801249202 д 14 Н 03 И 1/30 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ ИОТНРЫТИЙф" 1,"ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, ,:И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССР Ф 467386, кл. С 08 С 9/02, 1973.Авторское свидетельство СССР У 1043705, кл.о 08 С 9/02, 1983. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД(57) Изобретение относится к элементам автоматического регулирования и может быть использовано в качестве дискретного датчика угла, например, в системах числового программного управления станками и роботами. Целью изобретения является повышение точности за счет уменьшения погрешности квантования по уровню. Дляэтого в преобразователь, содержащийтриггер, первый элемент И, генератор,счетчик, дешифратор и компаратор,введены первый и второй элементы задержки, второй элемент И, одновибратор и элемент памяти, На статорныеобмотки датчика угла поочереди подаются импульсы, формируемые генератором, счетчиком и дешифратором.С помощью компаратора, элемента задержки, одновибратора и элемента памяти определяется, с каких статорныхобмоток поступил сигнал, и затемопределяется положение роторной обкладки относительно статорных обкладок, что обеспечивает повышение точ.ности преобразователя, 3 ил.1249702на обкладку 17. Возбуждение статор ных обкладок 17, расположенных вбли.ви роторной обкладки 19, вызываетпоявление на последней, вследствие наличия емкостной связи, наведенного напряжения, которое снимается через узел 20 съема сигнала.На фиг2 приведена зависимостьамплитуды выходного, сигнала О датчика 6 угла от положения роторной обкладки 19 относительно статорной обкладки 17 с номеромпри возбуждении последней, Максимальная величина сигналами равная О 5, соответствует расположению роторной обклад" ки 19 точно под статорной обкладкой 17. При смещении роторной обкладки 19 в ту или,иную сторону величина сигнала Од уменьшается. На фиг. 2 приведены значения сигнала О( Од , О) прн фиксированных положениях роторной обкладки 19 с интервалом д, равным четверти расстояния между центрами соседних статорных обкладок 17. Сигнал О с выхода датчика 6 угла поступает на вход компаратора 7. Поскольку вершина импульсов на выходе датчика 6 угла может иметь значительный спад (фиг.Э), то для устойчивости работы преобразователя компаратор 7 должен иметь гистерезисную характеристику. Порог срабатывания компаратора 7 устанавливается равным величине Од ,фиг. 2), Ширина гистерезиса должна быть не менее величины спада вершины импульса Од , но не более разности Од -ОА 1 Ая.(фиг, 2).В этом случае при последовательном возбуждении статорных обкладок 17 компаратор 7 срабатывает при возбуждении либо одной, либо двух ближайших к роторной обкладке 19 статорных обкладок 17.В таблице приведены номера статорных обкладок 17, при возбуждении которых срабатывает компаратор 7 в зависимости от положения роторной обкладки 19.1Границы зоны расположения (и)-д (и)+ ь и-и+ь (и+1)-ароторной обкладки 19Номера статорных обкладок 1.7, при возбуждении которых исрабатывает компаратор 7 и;и и и;и+1 и+112493Рассмотрим случай последовательного возбуждения статорных обкладок17 в порядке возрастания их номеров.Из таблицы видно, что если циклпреобразования заканчивать по первому срабатыванию компаратора 7, соответствующему, например, возбуждению ь-й статорной обкладки 17, тов преобразователе будет зафиксированкод, соответствующий расположению 10роторной обкладки 19 в зоне от ь - ьдо л +ЭЬ. В этом случае погрешностьдискретности равна 4 Ь,Если же после первого срабатыва"ния компаратора 7 возбудить еще 15последующую (н+1)-ую статорную обкладку 17 и проанализировать состояние компаратора 7 в этот момент, топогрешность дискретности может бытьуменьшена вдвое. Действительно, если 20при возбуждении (и+1)-й .статорнойобкладки 17 компаратор 7 не сработает, то возможное положение роторнойобкладки 19 определяется зоной оти-Ьдоп+Ь, если компаратор 7 сработает, то это значит, что роторнаяобкладка 19 расположена в зоне отп- Ь до и+ЭЬ. При расположении роторной обкладки 19 в зоне от п-Ьдо п+Ь компаратор 7 срабатывает ЗОтолько при возбуждении и-й статор-ной обкладки 17, а при расположении роторной обкладки 19 в зоне оти+ Ь до и+ЭЬ компаратор 7 срабатывает при возбуждении как п-й, так и(и+1)-й статорных обкладок 17, Есливозбуждение статорных обкладок 17производится без пауз, то на выходекомпаратора 7 формируется напряжение О (фиг. 3) в виде короткогоили длинного импульсов. Длительностькороткого импульса равна периодувыходного напряжения генератора 3,за исключением случая срабатываниякомпаратора 7 в момент запуска пре 45образователя, когда этот импульс может быть короче (фиг. 3). Длительность длинного импульса определяетсяспадом напряжения за счет разрядаемкости между обкладками 17 и 19датчика 6 угла при остановке счетчика 4.При срабатывании компаратора 7 одновибратор 11 формирует короткий импульс Б, задержанный при помощи 55 элемента 9 задержки на величинуравную, примерно, 1,5 Т, .где Т - период.напряжейия генератора 3. Импульс 702 4Ц с одновибратора 11.поступает на вход элемента И О, который при единичном состоянии второго входа формирует сигнал, устанавливающий триггерв исходное состояние. При этом на первом выходе триггера 1 и, следовательно, на выходе 14 формируется уровень " , свидетельствующий об окончании цикла преобразования, а на втором - уровень "О", поступающий на вход элемента И 2 и запрещающий прохождение через него им-пульсов от.генератора Э на вход счетчика 4. После этого на выходах счетчика 4 и, следовательно, на выходах 15 преобразователя сохраняется код, соответствующий последней возбужденной статорной обкладке 17 датчика 6 угла. Одновременно импульс Ц, с одновибратора 11 поступает на тактовый вход элемента 12 памяти, который осуществляет запоминание и дальнейшее хранение информации о состоянии выхода компаратора 7 после возбуждения последней статорной обкладки 17 в цикле. Если на выходе компаратора 7 сформировался короткий импульс, то навыходе элемента 12 памяти формируется нулевой уровень, если длинный, то - единичный.Таким образом, после окончания цикла преобразования на выходах 15 преобразователя будет сформирован код, соответствующий номеру статорной обкладки 17 датчика 6 угла, расположенной непосредственно за роторной обкладкой 18, а на выходе 16, являющемся дополнительным младшим разрядом преобразователя, будет сформирован нулевой или единичный уровень. Значение на выходе 16 зависит от положения роторной обкладки 19 относительно двух статорных обкладок 17, последовательно возбужденных в конце цикла преобразования. Если роторная обкладка 19 расположена под предпоследней статорной обкладкой 17, то на выходе 16 сформируется нулевой уровень. Единичный уровень на выходе 16 формируется в том случае, когда роторная обкладка 9 расположена между последней и предыду" щей статорными обкладками .17. Погрешность квантования преобразователя в этом случае равна половине расстояния между центрами статорных обкладок 17.3 1В момент запуска преобразователя роторная обкладка 19 может находиться в любом положении, в том числе и между статорными обкладками 17, Если при этом первой в момент пуска будет возбуждена статорная обкладка 17 с большим номером иэ ближайших к роторной обкладке 19, то в счетчике 4 будет сформирован код на единицу больше, чем требуется, т.е. ошибочный код, Исключение этой ошибки обеспечивается элементом 8 задержки и элементом И 1 О. Элемент 8 задержки формирует единичный сигнал П на входе элемента И 10 с задержкойПоэтому при срабатывании компаратора 7 в момент пуска преобразователя импульс с одновибратора 11 не проходит через элемент И 10 и преобразование не прекращается, а будет продолжаться до возбуждения необходимой статорной обкладки 17, как это показано на диаграмме (фиг. 3). Величина задержки , должна быть неЭменее длительности двух периодов генератора 3 и импульса одновибратора 11. Формула изобретенияПреобразователь угла поворота вала в код, содержащий триггер, первый вход которого является управляю 2497026щим входом преобразователя, первыйвыход - первым управляющим выходомпреобразователя, второй выход соединен с первым входом первого элементаИ, второй вход которого подключен к 5выходу генератора, а выход соединенс входом счетчика, выходы которогоявляются информационными выходамипреобразователя и подключены к входам дешифратора, выходы которогосоединены с входами датчика угла,выход которого подключен к входукомпаратора, о т л и ч а ю щ и й -с я тем, что, с целью повышенияточности преобразователя, в неговведены первый и второй элементы задержки, второй элемент И, одновибратор и элемент памяти, вход первогоэлемента задержки подключен к второ-.му выходу триггера, а выход - к первому входу второго элемента И, выходкомпаратора соединен с.входом второго элемента задержки и информационным входом элемента памяти, выход 25 которого является вторым управляющимвыходом преобразователя, выход второго элемента задержки соединен свходом одновибратора, выход которогоподключен к тактовому входу элементапамяти и второму входу второго элемента И, выход которого соединен свторым вхо;-;ом триггера., ВНИИПИ Государс по делам изоб 113035, Москва, ЖЮ йВ РыГ ираж 816енного комитета СССРтений и открытийЖ, Раушская наб дАИРО РОГ"