Устройство для контроля преобразователя угол-код

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 5 4 Н 03 М 1/О ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯА ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ иленчи о СССР1972,СССР974,(54) УСТРОЙСТВО РАЗОВАТЕЛЯ УГОЛ (57) Изобретени тике и приборос использовано в равления и изме ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПРЕОБ КОДотноситсяроению и моифровых сисения. Целью к автомажет быть темах уп- изобреГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ(56) Авторское свидетельст1 411479, кл. Н 03 М 1/10,Авторское свидетельствоУ 470850, кл. С 08 С 25/04 тения является повышение точности устройства. Для этого в устройство для контроля преобразователя угол - код, содержащее элемент И 13, первый элемент сравнения 8, триггер 16, первый сумматор 2, первый регистр 5, введены два счетчика 1, 15, элемент И 14, два сумматора 3,4, два регистра 6,7, элемент ИЛИ 17, элемент задержки 28 и четыре элемента сравнения 9-12. Поставленная цель достигается за счет того, что преобразователь угол - код контролируется по значениям первой, второй и третьей производных от изменения выходного кода.э.п. ф-лы, 2 ил.,табл.3 3 34 ЗЮ 530 Изобретение относится к автоматике и приборостроению и может быть использовано в цифровых системах управления и измеренияЦелью изобретения является повышение точности устройства.На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства для контроля преобразователя угол - код; на фиг. 2 - 1 О схема первого элемента сравнения.Устройство для контроля преобразователя угол - код содержит счетчик 1, сумматоры 2-4, регистры 5-7, элементы 8-12 сравнения, элементы И 13, 15 14, счетчик 5, триггер 16, элемент ИЛИ 17, входы 18-22 устройства, выходы 23-26 устройства, входной вал 27, элемент 28 задержки, преобразователь 29 угол - код; счетчик 1 имеет счет ный вход 30 и обнуляющий вход 31, элемент 12 сравнения - входы 32, 33 и выходы 34, 35.Элемент 12 сравнения содержит элементы И 36, 37 и элемент НЕ 38,Устройство работает следующим образом.На вход 22 устройства подается импульсный сигнал "Начало работы", который поступает на вход триггера 16, переводя его в состояние "1", при этом сигнал "1" с выхода триггера 16 поступает на выход 24 устройства как сигнал "Контроль не производится. Одновременно с сигналом "Начало работы" на входе 22 на вход 20 начинают поступать тактовые импульсы с частотой Г; опроса преобразователя 29, интервал времени между которыми обозначим через. Эти импульсы проходят через элемент И 14, открытый по сигналу "1" триггера 16, и поступают на вход счетчика 5. После поступления 4-го импульса счетчик 15 на своем выходе формирует сигнал, который, 4 б поступая на вход триггера 16, переводит его в состояние "0", закрывая элемент И 14, Таким образом, сигнал "1" на выходе 24 информирует до 4-го опроса ПР 1 о том, что контроль не производится. Обозначим через ( код преобразователя 29, поступающий по д-му тактовому импульсу, где г - порядковый номер импульса, начиная с 1-го. С выхода преобразователя 29 код р; поступает на вход регистра 5, с выхода которого по следующему тактовому импульсу (уже как код Ц;., ) он поступает на один вход сумматора 2, на другой его вход поступает сформированный в текущий момент опроса преобразователя 29 код р, . Сумматор 2 рассчитывает первую производную от ,- в масштабе, соответствующем тому, что за единицу времени принимается интервал времени о:=Ч; - Ч;С выхода сумматора 2(р, поступает на входы регистра 6 и сумматора 3, которые работают аналогично сумматору 2 и регистру 5, формируя на выходе сумматора 3 вторую производную от Ч;,=Ч - Ч- (2)Код с, поступает на сумматор 4 и регистр 7, где аналогично на вьгходе сумматора 4 формируется4 =ч - ч (3)В связи с тем, что каждый из регистров 5-7 задерживает код на один такт, на выходе сумматора 4 будет сформирован достоверный кодтолько в момент поступления четвертого тактового импульса, чем и определяется упомянутая выдача на выход 24 сигнала, информирующего о выполнении контроля. Преобразователь 29 контролируется в процессе его вращения, выполняемого через входной вал 27. Привод, осуществляющий вращение, в силу специфических характеристик его конструкции может развивать определенные максимально возможные значенияи, которые обозначим через Чмкс 9 м ксРассмотрим случай вращения, например, от программного управляемого привода, у которого в любой момент времени известны максимальные значения величин г и с , рассчитанные для текущего момента управления, которое обозначим через ;и(, .Эти величины подаются соответственно на входы 18 и 19 устройства, На вход 21 устройства поступает сигнал "1" в том случае, если входной вал 21 преобразователя 29 не вращается. Вращение считается отсутствующим в том случае, когда за время пT код преобразователя 29 изменяется менее чем на единицу младшего разряда преобразователя (где и - количество счетных импульсов, поступающих на вход 30 счетчика 1), при котором на выходе счетчика 1 устанавливается сигнал1. Рассмотрим различные случаи работы устройстна при исправном и неисправном преобразователе 29.1. Пусть преобразователь 29 исправен и при вращении входного нала 27 чередование кода происходит правильно.Элементы 8 и 10 сравнения сравнивают величины / у,/ и /( /, поступающие соответственно на их входы, с по стоянной неличиной, предваримаистельно записанной н элемент 8 сраннения, и цпредварительно записанной в элемент 10 сравнения. Так ак/Ч,( с, /с, ( (,а выходе 15 элементов 8 и 10 сравнения формируются сигналы О, поступающие на выход 26 устройства как информация о том, что преобразователь исправен. Элемент 9 сравнения сравнивает величину /с,/ 20 сЧ;, , поступающей каждый так опроса преобразователя 29 на вход Я устройства. При этом на выходс элемента 9 сравнения формируется сигнал О, поступающий на выход 23 устройст ва и информирующий об исправности преобразователя 29.Аналогично элемент 1 сравнения вырабатывает такой же сигнал при сравнении величины, поступающей 301 Аоо фна вход 9 устройства, с (р,(Элемент 12 сравнения формирует на выходе импульсный сигнал ". Количество этих сигналов считает счетчик 1.35Если=О, то с выхода сумматора 2 на вход элемента 12 сравнения поступает код О, при этом на выходе его формируется импульсный сигнал 1", поступающий на вход 30. Количество 40 этих сигналон считает счетчик 1. Если это состояние продолжается н течение времени, равного и тактам, поступающим на вход 20, то на выходе счетчика 1 устанавливается сигнал45 "1", Однако так как при этом на вход элемента И 13 с входа 21 поступает ,сигнал "0", информирующий об отсутствии вращения вала 27 преобразователя 29, то на выходе элемента И 13 формируется сигнал 0, информирующий об исправности преобразователя 29.Если ; 0, то на выходе элемента 12 сравнения формируется сигнал "1", поступающий на вход 31 и обнуляющий счетчик 1, формируя на выходе сигнал "0". Таким образом, сигнал , поступающий с входа 21 на вход элемента 13, не проходит на его выход.2. Пусть преобразователь 29 неисправен, Неисправность его выражается н том, что при вращении входного вала 27 чередование кода происходит неверно.Введем понятие "скачка н чередовании кода" (далее н тексте скачок") величины, равной разности между неправильными и правильными значениями кода преобразователя 29 в д-й момент времени.Для иллюстрации работы устройства при неправильном чередовании кода преобразователя 29 н таблице приведено чередонание кода при вращениипреобразователя по закону у = , где С - время, измеренное в тактах, поступающих на на вход 20 устройства. Номертакта ед. Ч Ч Ч ед/Г ед/с едй(343) (127) (36) (6) Как видно из таблицы, на восьмой такт преобразователь 29 формирует неправильный код 360 вместо 343 (значения, которые должны получиться при правильной работе преобразователя, в таблице заключены в скобки). При этом "скачок" ранен 17 единиц дискретности преобразователя 29. Прочерк в таблице поставлен в случаях, когда в начале работы значения не определены.В рассматриваемом нами случае неисправности преобразователя 29 в зависимости от величины "скачка" могут срабатывать следующие элементы сравнения (при этом на выход этих элементов поступает сигнал "1"):элемент 8 сравнения, если(7) 15 При малой величине "скачкан в чередовании кода, когда не выполняютсясоотношения (4),(6), выполняется одно из соотношений (5),(7) или обаэти соотношения. При этом с выхода 20соответствующего элемента 9, 11 сравнения сигнал " поступает на выход23 устройства как сигнал, информирующий о сбое, который достоверен тольков том случае, если вращение вала 27происходит правильно, т,е. в соответствии с подаваемыми на входы 18 и 19величинами,В том случае, если хотя бы однаиз величин , ,р;равна 1 младшего разряда, выявляются "скачки" любойвеличины.В случае большой величины "скачка",когда выполняется хотя бы одно изсоотношений (4),(6), сигнал "1" с выхода соответственно элемента 8 или 10сравненця поступает на выход 26 устройства, информирующий о сбое. Достоверность этой информации не зависитот достоверности информации 1, , 401; ) о вращении вала 27,При выполнении соотношения (4)всегда выполняется соотношение (5),аналогично при выполнении соотношения(6) всегда выполняется соотношение 45(7). Это приводит к выдаче в этихслучаях сигнала "1" на обоих выходах23, 26.При однократном сбое возможна выдача ложной информации о сбое в течение следующих 3 тактов опроса преобразователя 29 в связи с тем, что регистры 5-7 задерживают код на тритакта. Поэтому в течение трех тактовпосле такта, в котором выявлен сбой,на выходе 24 устройства должен бытьсигнал "1". Это осуществляется следующим образом. При наличии сигнала"1" на,выходе хотя бы одного из элементов 8-11 сравнения этот сигнал про-.ходит через элемент ИЛИ 7, задерживается элементом 28 задержки на время с и поступает с выхода элемента28 задержки на вход триггера 16, переводя его в состояние , Далееэлемент И 14, счетчик 15 и триггер 16работают аналогично описанному вьппепри поступлении сигнала "Начало работы" на вход 22,3. Пусть неисправность преобразователя 29 выражается в "залипании кодаи - код ц не меняется при вращениивходного вала 27 (часто этим кодомявляется О). При этом и импульсныхсигналов "1" поступят с выхода элемента 12 сравнения на счетный вход30 счетчика 1, выходной сигнал "1"которого пройдет через элемент И 13,открытый по сигналу "1" на входе 21устройства, и поступит на выход 25устройства как сигнал информирующийо "залипании" кода преобразователя 29.Формула изобретения1. Устройство для контроля преобразователя угол - код, содержащее первый регистр, выход которого соединен с первым входом первого сумматора, первый элемент сравнения, триггер, первый элемент И, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повьппения точности устройства, в него введены два счетчика, второй элемент И, два сумматора, два регистра, элемент ИЛИ, элемент задержки и четыре элемента сравнения, второй вход первого сумматора подключен к информационному входу первого регистра и является информационным входом устройства, выход первого сумматора соединен с первым входом первого элемента сравнения, с первым входом второго сумматора и с информационным входом второго регистра, выход которого соединен с вторым входом второго сумматора, выход которого соединен с входомвторого элемента сравнения, с первым входом третьего элемента сравнения, с первым входом третьего сумматора и с информационным входом третьего регистра, выход которого соединен с вторым входом третьего сумматора, выход которого соединен с входом четвертого элемента сравнения и с первым входом пятого элемента сравнения, выход которого подключен к выходу1349000 ис. Составитель Е. Бударинаедактор А. Маковская Техред А.Кравчук Корректор С. Шекмар Заказ 5200/57 Подл икомитета СССРй и открытий Тираж 899 ИИПИ Государственно по делам изобрете 035, Москва, Ж, д. 4/5 ушская нно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 вод третьего элемента сравнения, к первому входу элемента ИЛИ и является первым выходом устройства, выход четвертого элемента сравнения подключен к5 выходу второго элемента сравнения, к второму входу элемента ИЛИ и является вторым выходом устройства, выход элемента ИЛИ соединен через элемент задержки с первым входом триггера, выход которого является третьим выходом устройства и соединен с первым входом первого элемента И, выход которого соединен через первый счетчик с вторым входом триггера, третий 15 вход которого является входом "Начало работы" устройства, выходы первого элемента сравнения соединены с соответствующими входами второго счетчика, выход которого соединен с первым 2 п входом второго элемента И, второй вход ,которого является входом сигнала о вращении вала, а выход является четвертым выходом устройства, второй вход третьего элемента сравнения является входом первого сигнала ограничения, а второй вход пятого элемента сравнения является входом второго сигнала ограничения устройства, второй вход первого элемента сравнения подключен к второму входу первого элемента И, входам первого, второго, третьего регистров и является входом тактовых сигналов устройства.2. Устройство по п. 1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что первый элемент сравнения выполнен в виде двух элементов И и элемента НЕ, входы перного элемента И являются первьи входом элемента сравнения, а выход соединен с первым входом второго элемента И и входом элемента НЕ, второй вход второго элемента И является .вторым входом элемента сравнения, а выходы элемента НЕ и второго элемента И являются выходами элемента сравнения.