Преобразователь угол-код

ОПИСАН И Е ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик61) Дополнит 22) Заявлено ьное к авт. с 26/18.05,73 (2 08 с 9/О соеди нием зая Государственный комитет (2Совета Министров СССР риоритет(088.8) нь25 5,07.75 открытии Дата опубл 1,03,7 ания описа Авторыизобретен Г. Домрачев, Н енков и 1 О. П, Райков) ПРЕОБРАЗОВАТЕ УГОЛ - КОД 1обретение относится к области автомативычислительной техники и предназначея п еоб азования гловых пе емещений зубцового деления, а на каждом полюсе первой и второй групп размещена вторичная обмотка.Это повышает точность преобразования при высоком быстродействии устройства,На фиг. 1 показан принцип построения устройства; на фиг. 2 - схема многополюсного датчика; на фиг. 3 - функциональная схема преобразования; на фиг. 4 - принцип формирования п, и - 1 и а - 2 разрядов.Устройство содержит кодирующее устройство 1 с и - 3 дорожками 2, на которых нанесено поле кодовых комбинаций, соответствующих и - 3 старшим разрядам. Относительно дорожек 2 по -развертке размещены считывающие элементы 3, выходные цепи которых подключены к логической схеме формирования п - 3 старших разрядов 4. С кодирующим устройством 1 жестко соединены роторы 5 с нанесенными по всей окружности зубцами двух многополюсных датчиков 6 и 7. Статоры 8 имеют три группы полюсов, на каждом из которых размещена либо первичная 9, либо вторичная 10 обмотка.Полюсы, относительно которых размещены первичные обмотки 9, соединенные один с другим последовательно и согласно, не содержат зубцов. Зубцы полюсов второй группы смещены относительно зубцов третьей группы на половину зубцового деления, Обмотки,но дл р р у Рв код.Известны преобразователи угол - код, содержащие кодирующее устройство с а - 3 дорожками, считывающие элементы, подключенные к логической схеме формирования и - 3 старших разрядов, многополюсные датчики, каждый из которых содержит жестко связанный с кодирующим устройством зубчатый ротор и статор с первичными и вторичными обмотками, подключенными к демодуляторам, блок определения номера кодового элемента, выходы которого соединены с блоком формирования и, и - 1 и и - 2 разрядов и с блоком формирования т - и младших разрядов.Недостатком таких устройств является относительно невысокая точность преобразования.Предложенное устройство отличается тем, что в нем применены два выпрямителя, дискриминатор уровня и два дискриминатора положительного сигнала, а полюсы статора каждого датчика объединены в три группы. Причем у полюсов первой группы, не содержащих зубцов, размещены последовательно включенные первичные обмотки, зубцы полюсов второй группы смещены по отношению к зубцам полюсов первой группы на половину о делам изобретенийОпу 10 15 20 25 30 00 4765843расположенные относительно полюсов соответственно второй и третьей групп, также включены последовательно и согласно, а между собой - встречно.11 ервичные обмотки 9 подключены к источнику переменного напряжения 11, вторичные оомотки датчика 6 соединены со входами демодулятора 12, а обмотки датчика 7 - со входами демодулятора 13.Выходы демодуляторов 12 и 13 подключены соответственно ко входам выпрямителей 14 и 15 и дискриминаторов положительного сигнала 16 и 17. Выход выпрямителя 14 подкгпочен ко входу дискриминатора уровня 18, выход которого соединен со входами схем И 19 и 20 и схемы НЕ 21. Выход дискриминатора 16 подключен к другому входу схемы И 19 и ко входу схемы НЕ 22, выход которой соединен с другим входом схемы И 20. Выход дискриминатора 17 подключен ко входу схемы НЕ 23, выход которой соединен со входами схем И 24 - 26, и ко входам схем И 27 - 30. Выход схемы НЕ 21 подключен ко входам схем И 26, 27 и 29, выход схемы НЕ 22 - ко входам схем И 26 и 27,Выход схемы И 20 подключен ко входам схем И 25 и 30, выход схемы И 19 - ко входам схем И 24 и 28. Входы схемы ИЛИ 31 подключены к выходам схем И 24 25 28 и 30, а выход - ко входу схемы) 3И 32, второй вход которой подключен к выходу выпрямителя 15, а выход - ко входу схемы ИЛИ 33 и через схему НЕ 34 - ко входу схемы И 35, второй вход которой подключен к выходу выпрямителя 14, а выход - ко второму входу схемы ИЛИ 33, выходом соединенной со входом преобразователя напряжение - код 36, Выходы последнего подключены ко входам дешифратора прямого кода 37 и дешифратора обратного кода 38.Входы схемы ИЛИ 39 подключены к выходам схем И 24, 26, 29 и 30, а выход - ко входу дешифратора обратного кода 38, шине и-го разряда 40 и через схему НЕ 41 ко входу дешифратора прямого кода 37. Входы схемы ИЛИ 42 подключены к выходам схем И 24, 25, 28 и 30, а выход - к шине и - 1 разряда 43. Входы схемы ИЛИ 44 соеди.нены с выходами схем И 24, 27, 28 и 29, а выход - с шиной и - 2 разряда 45. Выходы дешифраторов 37 и 38 подключены к шинам лг - и разрядов 46.Совокупность элементов 19 в : 30 составляет блок определения номера кодового элемента. Элементы 31 - 38 образуют блок формирования иг - и младших разрядов, а элементы 39, 41, 42 и 44 - блок формирования и, гг - 1, гг - 2 разрядов.Преобразователь работает следугощим об.разом.Кодирующее устройство 1 и жестко связанные с ним роторы 5 изменяют свое положение в зависимости от измеряемого угла. При этом изменяются выходные сигналы датчиков 6 и 7,4765844огибающая которых после действия демодуляторов 12 и 13 показана на фиг, 4 в видекривых 1 и 11, близких по форме к синусоидальпой. Изменяя геометрию зубцов роторов5 и статоров 8, можно получить в пределаходной четвертой зубцового деления высокуюлинейность этой кривой. Пространственныйсдвиг кривых 1 и 11 обеспечивается соответствующим относительным расположением ста 10 торов датчиков 6 и 7. Дифференциальноевклгочение обмоток 10 каждого датчика исключает наличие в выходном сигнале постоянной составляющей. С помощью выпрямителей14 и 15 осуществляется изменение на 18015 фазы кривых 1 и П на этом участке, где онаотрицательна (кривые 111 и 1 Ч). Таким образом, угловому перемещению вала а ставится в соответствие сигнал, изменяющийсяв виде ломаной линии, состоящей из равных20 по длине и симметрично расположенных отрезков прямых, Затем линейно изменяющеесянапряжение преобразуется в код младшихразрядов и определяется координата каждого линейного участка, т. е. формируется код25 старших разрядов.Для стыковки кодов младших и старшихразрядов служат дискриминаторы положительных сигналов 16 и 17 и дискриминаторуровня 18, На выходе первых из них формиЗ 0 руется сигнал в тот момент, когда фазы кривых 1 и 11 положительны (см. фиг, 4). Навыходе дискриминатора уровня 18 сигнал появляется тогда, когда сигналы 1 и 111 достигнут определенного значения. Совокупностьз 5 сигналов с выходов дискриминаторов 16, 17и 18 позволяет однозначно определить угловую координату для каждого названного выше прямолинейного отрезка. Нетрудно видеть,что периодичность сигналов с выходов дис 40 криминаторов 16, 17 и 18 равна восьми, чтопозволяет с помощью схемы (см. фиг. 3) получить и, и - 1 и и - 2 разряды выходногокода.Проиллюстрируем это примерами,45 Если угловое положение вала а=а (см,фиг. 4), то имеют место сигналы на выходедискриминаторов 16 и 18, а на выходе дискриминатора 17 сигнал отсутствует. Отсутствие сигнала на выходе дискриминатора 17 оп 50 ределяет его наличие на выходе схемы НЕ23. При описанной совокупности сигналов срабатывают схемы И 19 и 24. Сигнал с выхода схемы И 24 проходит через схемуИЛИ 39 и формирует 1 в и-м разряде.55 Лналогично формируются 1 в и - 1 и и - Яразрядах посредством схем ИЛИ 42 и 44,При угловом положении вала а=о имеютместо сигналы на выходе дискриминаторов16 и 1, а на выходе дискриминатора 18 он00 отсутствует, определяя сигнал на выходе схемы НЕ 21, При этом срабатывает схемаИ 29, и посредством схем ИЛИ 39 и 44формируются 1 в и-м и и - 2-м разрядах,В этом случае в и - 1-м разряде записывает 65 ся О.Для случая а=Ь есть сигналы на выходе дискриминаторов 17 и 18 и нет сигнала на выходе дискриминатора 16. т. е. имеет место сигнал на выходе схемы НЕ 22. Это приводит к срабатыванию схемы И 20 и далее схемы И 30. При этом посредством схем ИЛИ 39 и 42 код 1 записывается в и-м и и - 1-м разрядах, а в и - 2-м разряде он равен 0, Аналогично формируется код в и-м, и - 1-м и и - 2-м разрядах при других положениях вала,Старшие разряды, начиная с и - 3-го по первый, образуются с помощью считывающих элементов 3, расположенных по У-развертке относительно дорожек 2 кодирующего устройства 1. При этом может быть использован любой принцип их работы. Размещение считывающих элементов соответствует угловым координатам смены кода и - 2-го разряда, который принимается исходным при построении Р-кода.Младшие т - и разрядов формируются путем преобразования сигналов, соответствующих прямолинейным участкам, в код.Принадлежность участка к заданной кривой определяется с помощью схем ИЛИ 33, ,НЕ 34 и И 32 и 35. Есчи в заданной угловой координате есть сигнал на выходе одной из схем И 24, 25, 28 и ЗО, то появляется сигнал на входе схемы И 32, и сигнал с выхода выпрямителя 15 через открытую схему И 32 и схему ИЛИ ЗЗ проходит на вход преобразователя напряжение - код 36, Это означает, что преобразуется сигнал, соответствующий кривым П и ГЧ (см, фиг. 4). Если схема ИЛИ ЗЗ не срабатывает, т. е. отсутствует сигнал на выходе хотя бы одной из схем И 24, 25, 28 и ЗО, то за счет наличия сигнала на выходе схемы НЕ 34 аналогично ко входу преобразователя напряжение - код подключается выход выпрямителя 14, т. е, сигнал кривой 1 (1 П).Факт возрастания или убывания сигнала на конкретном прямолинейном хгчастке определяется с помощью схемы ИЛИ 39. Если сигналы отсутствуют на выходе всех схем И 24, 26, 29 и 30, то нет сигнала на выходе схемы ИЛИ 39. При этом сигнал с выхода схемы НЕ 41 подается на дополнительный вход дешифратора прямого кода 46, который считывает с преобразователя напряжение - код 36 код иг - и разрядов, Этот случай соответствует возрастанию сигнала на выбранном прямолинейном участке при увеличении угла а. Если есть сигнал на выходе хотя бы очной из схем И 24, 26, 29 и 30, срабаты 5 10 1520 Преобразователь угол - код, содержащий кодирующее устройство с и - 3 дорожками, считывающие элементы, подклточенньтс к логической схеме формирования и - 3 старших разрядов, многополюсные датчики, каждый из которых содержит жестко связанный с кодирующим устройством зубчатые ротор ц статор с первичными ц вторнчнымц обмотками, подключенными к демодуляторам, блок определения номера кодового элемента, выходы которого соединены с блоком формирования и, и - 1, и - 2 разрядов с блоком формирования иг - и младшттх разрядов, о т л ц ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены два выпрямителя, дискриминатор уровня и два дискриминатора положтттельного сигнала; причем выход каждого демодулятора подключен ко входам соответствутощего выпрямителя ц дискриминатора положительного сигнала, выход первого выпрямителя соединен со входом дискриминатора уровня; выходы всех дискриминаторов подключены к блоку определения номера кодового элемента, выходы выпрямителей - к блоку формирования ти - и. младших разрядов, а полюсы статора каждого датчика объедттттеттт,т в трн группы;полюсов первой группы, не содержащих зубцов, размещены последовательно включенные первичные обмотки, зубцы полтосов второй грппы смещены по отношению к зубцам полюсов первой группы на половину зубцового деления ц на каждом полюсе первой п второй групп размсщетта вторцчттая обмотка. 25 30 35 40 45 50 55 гает схема ИЛИ 39, и формирование кода иг - и разтядов осуществляется с помоцтью дешцМатора обратгтого кода 38. Прц этом угловое положение вала соответствует одному из убывающих участков непрерывного сигнала.Например. еслн а=6 тсм. фттг. 4), то т 1 тормировантте названного кода должно процсхолить пртт;частитт кривой 1 на хбьтватощем ее участке. Действительно, как было показано выше, в этом случае срабатывает схема И 29, в резхглт тате чего сигнал поступает на вход схемы ИЛИ 39, подключая дешифратор обратного кода 38, ц не поступает сигцал на какой-либо вход схемы ИЛИ 31. В результате за с тет срабатывания схемы И 35 к преобразователто напряженце - код 36 подключается сттгнал, соответствующий кривой 1. Предмет изобретения