Преобразователь угла поворота вала в код с линеаризованной выходной характеристикой

(51) 4 Н 03 М 1/60 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРУ 970674, кл. Н 03 К 13/20,С 08 С 9/00, 1981,Авторское свидетельство СССРУ 1101865, кл. С 08 С 9/00, 1982,(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТАВАЛА В КОД С ЛИНЕАРИЗОВАННОЙ ВЫХОДНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКОЙ(57) Изобретение относится к области вычислительной техники и автоматики, в частности к устройствам цифровой коррекции. Может быть использовано в цифровых системах автоматического управления для контроля частоты и оборотов вращающихся валов любых машин. Целью изобретения является расширение диапазонаработы преобразователя. Он содержитдатчик, реле времени, счетчик импульсов, триггер, элемент И, тактовый генератор. Для достижения целивведены элементы ИЛИ, сдвиговый регистр, дешифратор. Диапазон работыпреобразователя расширяется за счетступенчатого увеличения интерваланакопления информации в счетчикеимпульсов на нелинейном участке выходной характеристики датчика. 3 ил.Изобретение относится к вычислительной технике и автоматике, в частности к устройствам цифровой коррекции, и может быть использовано в цифровых системах автоматического управления для контроля числа оборотов вращающихся валов любых машин. Целью изобретения является расширение диапазона измеряемых углов преобразователя.На фиг, 1 приведена функциональная схема преобразователя угла поворота вала в код с линеаризованной выходной характеристикой; на фиг.2 - графики, поясняющие работу преобразователя; на фиг.3 - схема одного иэ нариантов дешифратора.Преобразователь угла поворота вала в код с линеаризованной выходной характеристикой содержит датчик 1, элемент И 2, триггер 3, генератор 4 тактовых импульсов, реле 5 времени, счетчик 6 импульсов, сдниговый регистр 7, элемент ИЛИ 8, дешифратор 9, который выполнен в виде элементов И 10 (фиг.З).Преобразователь угла поворота вала в код работает следующим обра" эом.Импульс с выхода генератора 4 переводит триггер 3 в единичное состояние и воздейстнует на управляемое реле 5 времени, В результате этого через элемент И 2 импульсы с выхода датчика 1 с определенной частотой Х начинают поступать на суммирующий вход счетчика 6 импульсов, Реле 5 времени через время Т (фиг.2) формирует импульс на выходе, возвращающий триггер 3 в нулевое состояние. Этот же импульс подает команду на считывание информации н счетчике 6 импульсов и на его сброс (обнуление) в исходное состояние. Одновременно в исходное состояние этим же импульсом приводится регистр 7, т.е. подготавливается к, работе первый разряд регистра 7 (записывается н нем единица). Полученная на выходе счетчика 6 импульсов информация подается на выход преобразователя и с него на дальнейшую обработку.Количество (И) импульсов, поступившее на счетчик 6, И = Е.То,где Й - частота импульсов на выходе датчика 1 в момент прихода тактового 10 15 20 25 30 35 45 50 импульса, соответствующая определен,ному углу поворота вала щ,Предлагаемое устройство работаетаналогично до начала нелинейности(точка (йф,) линеаризованной характеристики (фиг.2 а), при этом полученные в счетчике 6 количества импульсов И Иг и И (фиг.22) (доначала нелинейности) будут пропорциональны углу поворота вала.В дешифраторе 9 предусмотреноК-ныходов 9 9 г, , 9(по числу точек перегиба линеариэованной характеристики датчика 1) на одном изкоторых появляется импульс-метка придостижении в счетчике 6 количестватекущих импульсов И. одного иэ зна"чений И, И," И, соответственно (фиг.2 г), Эти значения количества импульсов И, И,р И" в счетчике .6 соответствуют граничным частотам точек перегиба линеаризованной характеристики (Й 1,(р,), (Гг,с 1),(й,Ц). На фиг.З представленасхема варианта дешифратора 9 приИ7 И11ф г.Таким образом, в момент достижения частоты Г значения 1:. (перваяточка перегиба линеаризованной характеристики датчика 1) и заполнения счетчика 6 текущими импульсамидо числа И, на выходе 91 дешифра"тора 9 появится импульс-метка, которая через элемент ИЛИ 8 подаетсяна информационный вход регистра 7.Так как регистр 7 был до этого переведен импульсом "Сброс" с ныходареле 5 времени в исходное состояние,т,е. подготовлен к работе первый раз"ряд регистра 7, то сигнал с выходаэлемента ИЛИ 8 осуществляет перезапись единицы во второй разряд,подготавливая его к работе, и одновременно с выхода 7, регистра 7 выдается сигнал на первый управляющийвход 5, реле 5 времени, н результатечего оно формирует выходной импульсчерез время Т, после прихода на егопервый вход тактового импульса с генератора 4, Причем Т = Т о + ьТ,гдн ЬТ, = сопвС от точки перегиба(Г, д,) до следующей точки перегиба(Ег,р ) (фиг. 2 а, 3, ь ),Импульсом с выхода реле 5 времениосуществляется считывание информациисо счетчика 6 импульсов, его сбросн исходное состояние (обнуление), а1275также приведение в исходное состояние регистра 7.При этом количество импульсов, поступивших на счетчик 6 при частоте Е й Е й Е 2, будет М = Е Т = Е(То + 5 + дТ, ) = Е Т + ЕЬТ, = Нф + ЬЯ где Бд - количество импульсов, которое поступило бы на счетчик 6 без коррекц (фиг,2), Д = 1 - Кимпульсов коррекции реальной характеристики (поправка).Преобразователь работает аналогично до второй точки перегиба линеаризованной характеристики (точка (Е , д ),В момент достижения частоты 52Е значения Е (вторая точка перегиба линеаризованной характеристики) и заполнения счетчика 6 импульсами до числа, равного И, на выходе 92 дешифратора 9 появйтся импульс-метка, 26 которая через элемент ИЛИ 8 подается на информационный вход регистра 7, Так как в регистре 7 был подготовлен к работе второй разряд (записана в нем единица) импульс-меткой с выхода 9, дешифратора 9, то импульс- метка с выхода 92 осуществляет перезапись единицы в третий разряд, подготавливая его к работе, и одновременно с выхода 7 регистра 7 выда" ЗО ется сигнал на второй управляющий вход 52 реле 5 времени, в результате чего оно перестраивается и формирует выходной импульс не через время Т на которое оно было настроено до этого сигналом с выхода 7 регистра 7, а через время Т после прихода на его первый вход тактового импульса. Причем ТТ,+ аТ 2, где ьТсопве от точки перегиба (Е 2,у ) до 4 О следующей точки перегиба (Ез,уз (фиге 20 р 6,) и ЬТ 2 ъ ЙТ, еИмпульсом с выхода реле 5 времени осуществляется считывание информации со счетчика 6 импульсов, его сброс 45 в исходное состояние (обнуление) а также приведение в исходное регистра 7. При этом количество импульсов, поступивших на счетчик при частотах Е 6 Е ь Е равно ИЕТ Е(ТО + 50 + дТ)И + АМ 2, К-количество им 771 4пульсов, которое поступило бы насчетчик 6 без коррекции (фиг.2),дИ == И - И - число импульсов коррек 5 2ции реальной характеристики.Преобразователь работает аналогично до третьей точки перегиба линеаризованной характеристики (точка (Еэ,5)Далее при частотах Еъ Е,работа преобразователя аналогичнаранее описанной.Таким образом, реальная характеристика "выравнивается" и корректированная характеристика датчика 1 практически совпадает с линейной теоретической характеристикой, что обуславливает существенное уменьшение мультипликативной погрешности датчика 1и расширение диапазона его работы свысокой точностью преобразования информации.Формула из обре те нияПреобразователь угла поворота вала в код с линеаризованной выходной характеристикой, содержащий датчик, выход которого соединен с первым входом элемента И, выход последнего соединен со счетным входом счетчика импульсов, выход которого является выходом преобразователя, генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с первым входом триггера, а через реле времени - с входом сброса счетчика импульсов и вторым входом триггера, выход которого соединен с вторым входом элемента И, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения диапазона измеряемого угла преобразователя, в него введен дешифратор, элемент ИЛИ н сдвиговый регистр, реле времени выполнено управляемым, выход счетчика импульсов соединен через последовательно соединенные дешифратор и элемент ИЛИ с информационным входом сдвигового регистра, выходы которого соединены с управляющими входами реле времени, выход которого соединен с входом сброса сдвигового регистра.)разя 3 2 разрй Зрдзря 8 М разрйд г. Составитель А. СидоренкоТехред Л.Олейник Корректор Е, Рошко Редакт анд Заказ 6581/5 оизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,4 Тираж 816 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Рауш