Преобразователь угла поворота вала в код

(51)4 Н 03 М 1/24 БРЕТ ельст У 16офизики и электроГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРпО делАм изОБРетений и ОткРытий ОПИСАНИЕк двторСноММ Сви(71) Институт радиники АН АрмССР(56) Авторское свидетельство СССР В 480103, кл. Н 03 М 1/28, 1974.Авторское свидетельство СССР уф 1311023, кл. Н 03 М 1/24, 06,02,86 (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАПА В КОД(57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах программного управления станками, в системах управления радиотелескопами Целью изобретения является повыше ние точности преобразователя. Для 801 92616 А 1 ср., ия,/,этого в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий два источника излучения, измерительный ииндикаторный диски, четыре фотоприемника, два дифференциальных усилителя, два инвертирующих усилителя,два нуль-органа, два коммутатора,два компаратора, сумматор по модулюдва, аналого-цифровой преобразователь, введены четыре усилителя, двакоммутатора, два делителя напряжения,компаратор и сумматор по модулю два.Поставленная цель достигается засчет того, что три старших разрядавыходного кода формируются из первичных сигналов от фотоприемников, са остгпьные разряды выходного кодаформируются аналого-цифровым преобразователем из начальных участков синусоидальных сигналов. 2 ип, 1392616Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах програм" много управления станками, в системах управления радиотелескопами.Целью изобретения является повышение точности преобразователя.На фиг. приведена функциональная схема преобразователя; на фиг.2 - О диаграммы, поясняющие принцип работы.Преобразователь содержит источники 1 и 2 излучения, измерительный диск 3, индикаторный диск 4, фотопри емиики 5 - 8, усилители 9 - 12, дифференциальные усилители 13 и 14, инвертирующие усилители 15 и 16, нуль- органы 17 и 18, сумматоры 19 и 20 по модулю дМа, коммутаторы 21 - 24, де лители 25 и 26 напряжения, компара"тор 27 и аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 28.Преобразователь угла поворота вала в код работает следующим образом, 25При перемещении измерительного диска 3 относительно индикаторного диска 4 излучения излучателей 1 и 2 модулированные измерительной дорожкой измерительного диска 3 и щелями 30 индикаторного диска 4, попадают на фотоприемники 5 и 7, на выходах которых генерируются гармонические электрические сигналы, поступающие на входы усилителей 9 и 11. Так как щелевые диафрагмы перед фотоприемниками 5 и 7 сдвинуты друг относительно друга на 90 О в пространстве, то на выходах фотоприемников 5 и 7 и, соответственно, усилителей 9 и 11 формируются синусоидальные сигналы, сдвинутые на 90.О, 0+ Ц вгп О)Ц Б о +сов О,где Цо 11 О - постоянные составляющие сигналов;011- амплитуды, зависящиеот интенсивностей ис"точников 1 и 2 излучения, чувствительностей фотоприемников5 и 7 и коэффициентовусиления усилителей 559 и 11;8 - угол поворота вала,В связи с тем, что фотоприемники 6 и 8 сканируются прозрачной кольцевой дорожкой, то на них попадают немодулированные излучения. Поэтому на их выходах генерируются постоянные электрические сигналы, поступающие на входы усилителей 10 и 12. Регулировкой коэффициента усиления усилителей 1 О и 12 на их выходах устанавливаются напряжения, равные 11, и Ц соответственно.Сигналы с выходов усилителей 9, 10 и 11,12 поступают на входы дифференциальных усилителей 13 и 14, на выходах которых формируются симметричные относительно нуля сигналы0 О в 1 п 0Б0 совО,поступающие на входы инвертирующнх усилителей 15 и 16, нуль-органов 17 и 18 и коммутаторов 21 и 22.На выходах нуль-органов 17 и 18 формируются прямоугольные сигналы, сдвинутые друг, относительно друга на 90 (фиг.2 а,б). Сигнал (фиг.2 а) с выхода нуль-органа 17 является старшим разрядом (1 р) преобразователя. Прямоугольные сигналы с выходов нуль-органов 17 и 18 (фиг.2 а, б) поступают на входы сумматора 19 по модулю два, на выходе которого формируется второй разряд (2 р) выходного кода (фиг.2 в). Прямые и инвертиру ющие сигналы с выходов усилителей 13,15 и 14,16 поступают на входы коммутаторов 21 и 22 на управляющие входы которых поступают сигналы с выходов нуль-органов 17 и 18 соответственно. Управление коммутаторами 21 и 22 производится таким образом, чтобы на их выходы проходили сигналы только положительной полярности (фиг,2 г,д).Одновременно сигналы 1 О,Б щ, и Цг Ю ,г с выходов усилителей 10 и 12 поступают на входы делителей 25 и 26 напряжения соответственно, у которых коэффициент передачи К равен 0,707, Напряжение с выхода делителя 25 напряжения, равное 0,707 П поступает на первый вход компаратора 27, на второй вход которого подается сигнал с выхода коммутатора 22 (фиг,2 г), На выходе компаратора 27 формируется сигнал (фиг,2 е) прямоу гольной формы, сдвинутый относительно второго разряда выходного кода на45 О, так как 111,ю.п 61= 0,707 Ндля значений улов 45, 135, 225и 315Второй разряд с выхода нуль-органа 17 и сигнал с выхода компаратора27 поступают ца входы сумматора 20по морулю два, ца вьгходе которого формируется третий разряд выходногокода (фиг.2 ж), Сигналы с выходов коммутаторов 21 и 22 поступают ца входы коммутатора 23, а напряжения свыходов делителей 25 и 26 напряжения - на входы коммутатора 24, Науправляющие входы коммутаторов 23 и24 поступает сигнал с выхода компаратора 27 (фиг.2 е). Управление коммутатором 23 производится таким образом,чтобы при низком уровне управляющего сигнала на выход коммутатора 23проходил бы сигнал 1 Бз.п 0, апри высоком уровне -Псоз 61,Таким образом, на ифорацоцьпвход АЦП 28 подаются сиусоидальыесигналы при значении углов 0-45135-225 , 315-0 (фиг,2 з),Управление коммутатором 24 производится таким образом, что когда наинформационном входе АПП 28 присутствует сигнал 111, з.пО, то ца выходкоммутатора 24 проходит напряжение,равное 0,707 Б когда на входеАЦП 28 присутствует сигнал Бп, сов Ото на выход коммутатора 24 проходитнапряжение 0,707 1 (Фиг,2 к).Так как для каждого сигнала,поДключенного к информациоому входу АЦП 28, к входу опорного напряжения АЦП 28 подключается напряжение,сформированное из постоянной составляющей соответствующего сигнала, тоамЬлитудь синусоидального и косинусоидального сигналов могут быть отличныдруг от друга. Следовательно младшиеразряды выходного кода, сформированные на выходе АЦП 28,не зависят от неидентичности ухода интенсивностейисточников 1 и 2 излучения и чувствительностей одной пары фотоприемников 5 и 6 (7 и 8) относительно дру"гой. Так как пары фотоприемников 5и б (7 и 8) размещены достаточноблизко друг от друга, то они могутбыть выполнены на одном кристаллепри этом обеспечивается малый разброс ухода чувствительностей,Для того, чтобы выходной код преобразователя линейно возрастал эаодин оборот вала преобразователя,ца управляюпий вход АЦП 28 поступает третий разряд выходного кода, ц пожительнымотеццалом которого показания АЦП 28 через каждые 45 ивертируются,ПормулаизобретецияПреобразователь угла поворота вала в код, содержащий первый и второйисточники излучения, оптически соединенные через последовательно расположеые подвжье измерител цый дискг измерительо и прозрачной кольцевой дорожками и неподвижный индикаторный диск со щелевыми диафрагмамис первым и вторым Фотоприемниками,размещенными против измерительнойдорожки, ц третьим и четвертым фото"приемниками, размещенными противпрозрачной кольцевой дорожки измерительцого диска, первьп и третий, второй и четвертьп фотоприемники уста цовлецы цоарно против первого и второго источников излучения соответственно первый дифференциальный усилитель, выход которого соединен с первьп входами первого коммутатора ипервого нуль-органа, и через первыйицвертирующий усилитель - с вторымвходом первого коммутатора, второйвход первого нуль-органа соединенс общей шиной, а выход является выходом первого разряда преобразователя и соединен с управляющим входомпервого коммутатора и первым входомпервого сумматора по модулю два,второй дифференциальный усилитель, 40 выход которого соединен с первымивходами второго коммутатора и второго нуль-органа, и через второй инвертирующий усилитель - с вторым входом второго коммутатора, второй входвторого нуль-органа соединен с общей шиной, а выход соединен с управляющим входом второго коммутатора ивторым входом первого сумматора помодулю два, выход которого являетсявыходом второго разряда преобразователя, аналого-цифровой преобразователь, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повьппения точностипреобразователя, в него введенычетыре усилителя, третий и четвертыйкоммутаторы, два делителя напряжекомпаратор и второй сумматорпо модулю два, выходы первого, второго, третьего и четвертого фотопри 1392616емников соединены с входами первого, второго, третьего и четвертого усилителей соответственно, выходы первого и второго усилителей соединены5 с первыми входами соответственно первого и второго дифференциальных усилителей, выходы третьего и четвертого усилителей соединены с вторыми входами соответственно первого и второго дифференциальных усилителей и входами соответствующих делителей напряжения, выходы которых соединены с входами третьего коммутатора, выход которого соединен с входом опорного напряжения аналого-цифрового преобразователя, выходы первого и второго коммутаторов соединены с входами четвертого коммутатора, выход которого соединен с информационным входом аналого-цифрового преобразователя, входы компаратора подключены к выходам второго коммутатора и соответствующего делителя напряжения, а выход соединен с управляющими входами третьего и четвертого коммутаторов и первым входомвторого сумматора по модулю два, второй вход которого подключен к выходупервого сумматора по модулю два, авыход соединен с управляющим входоманалого"цифрового преобразователяи является выходом третьего разряда преобразователя, выходы аналогоцифрового преобразователя являютсявыходами остальных разрядов преобразог,ателя.одписно митета ССткрытийя наб., д роиэводственно-полиграфическое п ВНИИПИ п 113035