Преобразователь угла поворота вала в код

(71) Заявитель 5 Й) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛАВ КОД может реобраэрешающевведением ва, включе и формиров нием числа элементов Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и быть использовано в системах и разования информации.Известен преобразователь угла в код, содержащий чувствительные и задающий элементы, формирователь тактовых импульсов, элементы И, триггеры и селектор импульсов.Инверторы, элементы И и триггеры обеспечивают логическое дифференцирование огибающих, поступающих на его входы, а также распределение счетных импульсов по каналам прямого и обратного вращения в зависимости от направления вращения 1.Однако увеличение числа счетных импульсов в этом преобразователе приводитк уменьшению интервала между ними, цто в свою очередь приводит к снижению помехоустойчивости, и, следовательно, к снижению точности преобразователя. Наиболее близким техническим решением является преобразователь угла по" ворота вала в код, содержащий синус- но-косинусный датчик угла, суммо" вычитающее устройство, четыре фбрми" рователя, логический блок формирова- ния и распределения счетных импульсов на элементах ИЛИ-НЕ и.И.Выходы датчика угла соединены с входами группы формирователей и входами суммо-вычитающего устройства,соединенного выходами с входами дру" гой группы формирователя. Выходы групп формирователей соединены с входами логического блока формирова. ния счетных импульсов, выходы кото,рого являются выходами.В этом преобразователе повышенией способности достигаетсясуммо-вычитающего устройст.нного между датчиком углаателями, а также увеличеформирователей и числав логическом блоке форми3 93033 рования счетных импульсов. Суммовычитающее устройство осуществляет сравнение прямого сигнала синусного канала датчика с прямым и инверсным значениями сигнала косинусного канала 5 методом амплитудного преобразования. При этом в моменты равенства амплитуд огибающих косинусного и синус- ного каналом выделяются переходы через "0" двух дополнительных огибаю щих. Огибающие с выходов датчика и суммо-вычитающего устройства посту- дают на входы формирователей, формирующих прямоугольные напряжения. В логическом блоке из ряда прямоуголь ных иапряжений формируются счетные импульсы.Благодаря увеличению числа импульсов разрешающая способность этого преобразователя повышается до 8 р 12.1,Недостатком этого преобразователя является то, что одновременно с повышением разрешающей способности существенно снижается его помехоустойчивость, а следовательно, и точность. Цель изобретения - повышение точности преобразователя путем повышения помехоустойчивости при сохранении его высокой разрешающей способности,Поставленная цель достигаетсятем, что в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий .синусно-косинусный датчик угла, выходы ко 35торого соединены с входами первогои второго формирователей соответственно и входами суммо-вычитающегоблока, выходы которого соединены с40входами третьего и четвертого формирователей, введены два элементаИЛИ, генератор тактовых импульсов,регистр сдвига и два блока формирования и временного разделения счетныхимпульсов, информационные входы пер 45вого из которых соединены с выходамипервого и второго формирователей,выходы третьего и четвертого Формирователей соединены с информационными входами второго блока формирова Ония и временного разделения счетныхимпульсов выход генератора тактовыхимпульсов соединен с входом регистрасдвига, выходы которого попарносоединены с тактовыми входами блоковформирования и временного разделениясчетных импульсов, одноименные выходы которых соединены со входами соота фветствующих элементов ИЛИ, выходы которых являются выходами преобразователя.Это позволяет разделить многофазную систему сигналов с выходов формирователей на группы сигналов, каждая из которых обрабатывается отдельной системой тактовых импульсов,что создает возможность временногоразделения сигналов с соседних формирователей и правильного формирования счетных импульсов как в нормальных условиях, когда преобразователь работает по методу амплитудного преобразования, так и в критических условиях при уменьшении временных интервалов между огибающимис выходов формирователей вплоть дослияния, когда преобразовательпереходит в режим фазового преобразования с последующим объединениемодноименных счетных импульсов с бло,ка формирования и временного разделения счетных импульсов,На фиг. 1 приведена структурнаясхема преобразователя угла поворота.вала в код; на Фиг. 2 - диаграммаработы преобразователя,Преобразователь содержит синуснокосинусный датчик 1 угла, суммовычитающий блок 2, Формирователи 3-6,генератор 7 тактовых импульсов, регистр 8 сдвига, блоки 9, 10 Формирования и временного разделения счетных импульсов, элементы 11, 12 ИЛИ.На диаграмме (фиг. 2) обозначенысигналы И 1, И 2 с выходов синусногои косинусного каналов датчика 1 угла,сигналы И 3, И 4, И 5, И 6 с выходовформирователей 3-6, сигнал И 7 с генератора 7 тактовых импульсов, сигналы И 8-И 11 с выходов сдвиговогорегистра 8, сигналы И 12, И 12 с выходов блока 9 формирования и временного разделения счетных импульсов,,"игналы И 13 И 13 с выходов блока10 формирования и временного разделения счетных импульсов, сигнал М, свыхода элемента ИЛИ 11, сигнал И свыхода элемента ИЛИ 12. Работа преобразователя осуществлягтся следующим образом.Датчик 1 угла запитывается напряжением, которое модулируется датчиком в результате чего на его выходах формируются сигналы И 2 и И 1 (фиг,2 ), (Огибающие) синусоидальной формы, сдвинутые по Фазе друг относительно0330 6 5 93друга на 90 эл. град и имеющие. частоту вращения ротора датчика 1. Огибающие И 1, И 2 поступают на входы формирователей 3 4 и одновременно навходы суммо-вычитающего блока 2. С выходов последнего снимаются две дополнительные огибающие И 1, И 2имеющие ту же частоту, что и огибающие И 1, И 2 но сдвинутые относительно них на 45 эл. град. Сдвиг междудополнительными огибающими И 1 И 2составляет 90 эл., град. Дополнительные огибающие И 1 и И 2 поступаютна входы формирователей 5, 6. По сигналам с выходов датчика 1 и суммовычитающего блока 2 Формирователи3-6 Формируют прямоугольныесигналыИ 3 - И 6 (Фиг. 2). Сигналы И 3,И 4 сдвинутые между собой на90 эл. град., поступают на входы бло;ка 9, а сигналы И 5, И 6 сдвинутыемежду собой на ту же величину и на45 эл. град. относительно сигналовИ 3, И 4 - на входы блока 1 О.Генератор 7 тактовых импульсоввырабатывает тактовую последовательность импульсов И 2 (фиг. 2) с необходимой частотой следования, котораяподается на четырехразрядный кольцевой регистр 8 сдвига, в котором водин из разрядов записана логическаяединица. При этом с регистра 8 с каждого иэ разрядов снимается последовательность импульсов И 8 - И 11(фиг. 2) с частотой, в четыре разаменьшей входной частоты, и с сдвигомпо отношению к предыдущему разрядунаодин такт последней, Сигналы И 8,И 9 поступают на тактовые входы блока 9, а сигналы И 10, И 11 на одноименные входы блока 10,При повышенной разрешающей способности воздействие помехи и динами-.ческих перегрузок приводит к резкому сближению интервала между двумясоседними сигналами, например И 3,И 5 (И 4, И 6) (фиг. 2), либо дажек их слиянию (совпадению во времени), цто может привести к потересчетных импульсов. ао а 5 формула изобретения Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий синусно-косинусный датцик угла, выходы которого соединены с входами первого и второго формирователей соответственно и входами суммо-вычитающего блока, выходы которого соединены с входами третьего 55и четвертого формирователей, о тл и ч а ю щ и .й с я тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в него введены два элемента ИЛИ,: генератор тактовых импульсов,Для исключения этого сигналы И 3 - И 6 с пониженной частотой следования пониженной дискретностью) поступают на блоки 9, 10 в каждом из которых обработка сигналов происходит на раздельных тактовых частотах. Это обеспечивает возможность временного разделения двух соседних огибающих, совпадающих во вое 5 1 о 15 зо 25 зо 35 мениПри этом с каждого блока 9, 10снимаются счетные импульсы И .12,И 12 и И 13 И 13 (фиг, 2) с исключением их потери и уменьшенной дискретностью, которая восстанавливаетсяпри последующем объединении счетныхимпульсов с блоков 9, 10, Потеряимпульсов на выходе устройства исключается временным разделением сигналов эа счет обработки сигналовв каждом блоке 9, 10 раздельнымитактовыми частотами.Сигналы И 12, И 13 + подаются на+входы элемента ИЛИ 11 а сигналы И 12И 13 на входы элемента ИЛИ 12, свыхода которых снимаются сигналы Ии И (фиг. 2) с дискретностью, рав-.ной 8 р.При этом независимо от направле-ния вращения работают оба блока 9,10 Импульсы соответствующего направления вращения с каждого блока9, 10 объединяются на соответствующем элементе ИЛИ 11, 12 для восстановления необходимой дискретностис сохранением помехоустойчивости,обеспечиваемой предыдущими блокамипреобразователя,Таким образом, при воздействиипомех и динамических перегрузок,приводящих к критическому сближению двух соседних огибающих, с выходов Формирователей преобразовательпереходит в фазовый режим, обеспечивая временное разделение соседнихогибающих и соответственно счетныхимпульсов, тем самым исключая возможность потери последних и обеспечиваяповышение точности преобразователя. Экономический эффект от использования изобретения обусловлен его тех= ническими особенностями, приведенными выше.7 930 регистр сдвига и два блока Формирования и временного разделения счетных импульсов, информационные входы первого из которых соединены с выходами первого и второго формирователей, выходы третьего и четвертого формирователей соединены с информационными входами второго блока Формирования и временного разделения счетных импульсов, выход генератора тактовых импульсов соединен с входом регистра сдвига, выходы которого попарно соединены с тактовыми входами блоков Формирования и временного 330 8разделения счетных импульсов, одноименные выходы которых соединены свходами соответствующих элементовИЛИ, выходы которых являются выходами преобразователя,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР о й 192899, .кл 6 08 С 9/00, 1974.2. Преснухйн Л.Н. Фотоэлектрические преобразователи информации.И., "Машиностроение", 1971, с. 182- 184, рис. 91 (прототип).930330 оставитель Е. Бу ехред А. Бабинец Редактор А. Шандо 6 Тираж 639 В ИИПИ Государственнопо делам иэобретени 13035, Москва, Ж,Подписнокомитета СССРоткрытийская наб д. М 5 акаэ 3476/6 Н