Устройство для контроля преобразователей угла поворота вала в код

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскмСоцналнстнческниРеспублик(22) Заявлено 10.04.81 (2) 3274076/18-24с присоединением заявки М 311 М. Кл. С 08 С 25/00 Государственный комитет СССР ио делам изобретений и открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и можетбыть использовано как устройство дляконтроля качества преобразователейугол-код.Известно устройство для автоматической проверки преобразователей уголкод, содержащее эталонный преобразователь угол-код, преобразователь кодов, дешифраторы нулевого кода,триггеры, ключевые элементы, индикаторысмены кода, регистр, сумматор, делитель частоты, элементы задержки иблок воспроизведения1,Недбстатком этого устройства является применение дорогостоящего высокоточного преобразователя угол-код в качестве эталона,что неоправдано,так какэто приводит к его функциональному недоиспользованию, а, значит, и к многократному повышению стоимости устройства в целом.Известно также устройство для контроля преобразователей угол-код,содержащее блок реальных сигналов,программный диск, рычаги, хомут,шток 2.Его недостатком является то, чтооно не может, обеспечить получениеточных результатов из-за наличия привода и большого количества механических узлов.Из известных устройств наиболееблизким по технической сущности к предлагаемому является устройство для контроля ошибок преобразователей угол-код, содержащее формирователи сигналов реальной смены кода, измеряемой ошибки и расчетных моментов смены кода 13.Недостатком этого устройства является необходимость применения методов сплошного контроля преобразователей угол-код, что требует значительного расхода времени и во многих случаях не является оправданным,Пель изобретения - повышение точности контроля преобразователей угла поворота вала в код и сокращение времени на их проверку.Поставленная. цель достигаетсятем, что в устройство для контроля преобразователей угла поворота вала в код, содержащее приводной механи:и, кинематически связанный с валом испытуемого преобразователя угла поворота вала в код, выходы которого подключены к входам блока реальных сигналов и дешифратора, выход которого ЗО соединен со счетньм входом первогоромеханической шкалой; 1,1,..)-реперные сигналы, формируемле проверяемым преобразователем угла поворота вала в код; и = Х- код упреждения; И- код соответствующего реперного сигнала электромеханическойшкалы; И - код соответствующегореперного сигнала проверяемого преобразователя угла поворота вала вкод.Устройство для контроля преобразователей угла поворота вала в код содержит электромеханическую шкалу 1,дешифратор 2,триггер 3, блок 4 реальных сигналон, счетчик 5, триггер 6,ключевой элемент 7, счетчик 8, регистр 9, блок 10 вычитания, генератор 11 импульсов, элемент 12 задержки, регистры 13 и 14, блок 15 вычитания, триггер 16, ключевой элемент17, элементы 18-20 задержки, счетчик21, регистратор 2, привод 23 и проверяемый преобразователь 22 угла поворота вала в код,Входы дешифратора 2 объединеныс входами блока 4 и подключены к выходам преобразователя 24 угол-код,который кинематически связан с валомпривода 23 и с электромеханическойшкалой 1, выход которой подключен .кобъединенным входам триггерон 6 и16, регистра 13 и счетчика 21. Выходтриггера 6 через ключевой элемент 7,второй вход которого соединен с выходом генератора 11, и счетчик 8подключен к входам регистров 9, 13и 14. Выход блока 4 соединен с входами элемента 12 задержки и ключевогоэлемента 17 и через счетчик 5 с вхоРдом регистратора 22. Второй выходблока 4 подключен к второму входурегистра 9. Выход элемента 12 задержки присоединен к второму входу триггера 16, выход которого подключен кдругому входу ключевого элемента 17,выход которого соединен с другимвходом регистра 14 и входом элемента 18 задержки. Выходы регистров13 и 14 подключены к блоку 15 вычитания, выход которого соединен с входом блока 10 вычитания. Выход элемента 18 задержки подключен к третьему входу блока 15 вычитания, черезэлемент 18 задержки к другому входублока 10 вычитания ч через элемент20 задержки к другому входу регистратора 22 и к третьему входу регистров 13 и 14. Выход регистра 9 соединен с третьим входом блока 10 вычитания, выход которого подключен ктретьему входу регистратора 22,Выходсчетчика 21 присоединен также к четвертому входу регистратора 22,На фиг. 1 приведена функциональная электрическая схема устройства для проверки преобразователей угла поворота вала в код; на фиг, 2диаграмма сигналов, поясняющаяработу устройства, где 3,33, - реперные сигналы, формируемые элект триггера, ныход которого подключен н второму входу блока реальных сигналов, генератор импульсов, соединенный с первым входом первого ключевого элемента, второй триггер, выход которого соединен с вторым входом 5 второго ключевого элемента, выход которого соединен с входом первого счетчика и регистратор, введены электромеханическая шкала, второй ключевой элемент, третий триггер, первый, 1 О второй и третий регистры, второй и третий счетчики, первый, второй, третий и четвертый элементы задержки, первый и второй блоки вычитания, электромеханическая шкала кинематически связана с приводом, ее выход соединен с первым входом третьего,:триггера, с входами первого счетчика, второго триггера и первым входом первого регистра, выход первого ключевого элемента соединен с входом второго счетчика, второй вход которого подключен к второму входу первого регистра и к первым входам второго и третьего регистров, првый выход блока реальных сигналов соединен с вторым входом второго регистра,второй выход блока реальных сигналов подключен к входам третьего счетчи" ка, к первому входу второго .ключевого элемента и входу первого элемента задержки, выход которого соединен с вторым входом третьего триггера, выход которого соединен с вторым входом второго ключевого элемента, выход которого подключен к второму входу третьего регистра и входу второго эле мента задержки, выход которого соединен с первым входом первого. блока вычитания и с входом третьего элемента задержки, выход которого подклю О чен к первому входу второго блока вычитания и входу четвертого элемента задержки, выход которого соединен с третьими входами первого и третьего регистров и с первым входом регист ратора, выход первого регистра соединен с вторым входом первого блока вычитания,выход третьего регистра соединен с третьим входом первого бло ка вычитания, выход которого соединен 5 О с вторым входом второго блока вычитания, выход второго регистра соединен с третьим входом второго блока вычитания, выход которого соединен с вторым входом регистратора выходы .первого и третьего счетчиков соединены с третьим и четвертым входами регистратора. Принцип работы устройства поясняегся фиг. 2.Высокоточной электромеханической шкалой 1, имеющей погрешность однуили несколько угловых секунд, в функции угла формируется последовательность равномерно распределенных лоугловой оси . реперных сигналовМ1,т, ,1 , где Т - емкость электромехайической шкалы.Испытуемым преобразователем 24угол-код создается аналогичная последовательность 34 3.Зм гдеМ -емкость преобразователя угол-код,.причем первый сигнал 1 в силу предварительно принятой стйковки валовшкалы и преобразователя угол-код появляется с упреждением по отношениюк первому сигналу 3; Образуемый приэтом код п есть код упреждения.Из всей последовательности сигналов моментов смены кода преобразо-вателя угол-код выбираются те сигналы, которые формируются сразу жепосле появления очередного сигналаэлектромеханической шкалы. Коды И.,аИ , ,И , соответствующие сигналамсмены кода испытуемого преобразователя угол-код, образуют числа,эквивалентные угловым положениям валовна оси. В результате вычитанияпервых кодов из соответствующих вторых получаются разностные кодып 4,п. и из которых затем вычитаются код упреждения п 4, т.е.Д= и, - и= 0; Ь= и, - и;,Ь==пз- пД. =и. - и,Полученные Ь Ь А. Регистрируются.Следует отметить, что положениясигналов 1 к и 3, где К - текУщеезначение сигналов, К = 1,2,3определяется как погрешностью самихисточников этих .сигналов, в данномслучае электромеханической шкалы ииспытуемого преобразователя уголкод, так и погрешностью привода.Однако погрешность привода практически в одинаковой степени сказывается на формирование как :, таки 3. Поэтому вклад погрешности привода в формирование разностных кодоввсегда будет минимальным и определится, в основном, величиной упреждения п . Все значения й, Ь Ьт являются базовыми для определейия погрешности преобразователя угол-код .Работа устройства заключается в следующем.Валы испытуемого преобразователя 24 угол-код и электромеханической шкалы 1 приводятся во вращение приводом 23. В момент появления сигнала нулевого кода, соответствующего нулевому положению вала относительно корпуса преобразователя, срабатывает дешифратор 2 и опрокидывает триггер 3, Блок 4 реальных сигналов открывается и начинает формирование сигналов смены кода с преобразователя угол-код.015 Первый реперный сигнал электромеханической шкалы опрокидывает триг-,геры 6 и 16, которые своими сигналами открывают ключевые элемен;ы 7 и17 соответственно. Импульсы с генератора 11 через открытый ключевой элемент 7 проходят в счетчик 8, где просчитываются.Первый сигнал смены Кодадаеткоманду регистру 9 и через ключевойэлемент 17 регистру 14 записать содержимое счетчика 8, формируя при этомкоды упреждения и и. Одновременно этот сигнал поступает на цепочкуиз элементов 18-20 задержки,1Через элемент 18 задержки, предназначенный для выполнения операциизаписи регистром 14, сигнал дает команду блоку 15 вычитания вычесть ко 20 ды регистра 14 из регистра 13, приэтом код в последнем формируется сигналом с электромеханической шкалы.Через элемент 19 задержки сигналдает команду блоку 10 выЧитания вы честь код регистра 9 кода блока 15.Результат вычитания фиксируется регистратором 22 по команде с элемента 20 задержки. По этой же командев регистраторе записываются текущие З 0 коды со счетчиков 5 и 21, которыесоответствуют порядковым номерам из- .меренного кванта испытуемого преобразователя угол-код и сигнала электромеханической шкалы соответственно,Сигналом с элемента 20 задержкирегистры 13 и 14 приводятся в исходное состояние.Первый сигнал смены кода, через элемент 12 задержки, предназначенный для протекания переходных про цессов и срабатывания ключевогоэлемента 17, возвращает триггер 16в исходное состояние, при этом всеостальные сигналы смены кода не воздействуют на работу схемы до прихода 45 следующего реперного сигнала с электромеханической шкалы.Устройство готово ".о для приемаи обработки следующих сигналов сиспытуемого преобразователя угол-коди шкалы.Процесс измерения полностью заканчивается после прихода следующегосигнала нулевого кода.Обработка результатов измеренияпроводится в регистраторе 22, в качестве которой может использоватьсяЭВМ, по заранее составленной программе, Основными исходными данными дляее составления являются: емкость электромеханической шкалы Т; емкостьиспытуемого преобразователя угол-кодМ; порядковые номера сигналов . имассив значений й Ь, ЛзЬ;Следует отметить некоторые особенности построения устройства.Во-первых, принято по внимание,что большинство электромеханическихшкал строится не в двоичной системесчисления, т.е. в пределах одногооборота обеспечивают выдачу сигналов, число которых некратно целочисленной степени числа "2". Реализацияпоследнего обстоятельстна легко поясняется фиг. 2,Во-вторых, сочленение валов электромеханической шкалы и испытуемого 10преобразователя угол-код производится таким образом, чтобы йервый сигнал 1 появлялся ранее первого сигнала момента смены кода 3 . Величинаупреждения н их появлении должна ныбираться из условия характера погрешности привода. Если она носит высокочастотный характер, то упреждениедолжно быть возможно минимальным -до единиц квантов преобразователяугол-код и менее. При низкочастотном характере погрешности данноеупреждение может быть большим, таккак в этом случае погрешность привода за столь короткое время практически не скажется на точности результатов измерения.В-третьих, в схеме построения блока 4 реальных сигналов необходимопредусмотреть, чтобы с выхода, обозначенного по схеме фиг. 1, нижним,выдавался только первый сигнал сменыкода, в то время, как с другого выхода выдавались все сигналы сменыкода".Эффективность при использованиипредлагаемого устройства в автоматических системах управления и цифровых управляющих системах заключается в повышении точности контроляпреобразователей угол-код, сокращении времени на их проверку, упрощениизадачи построения дорогостоящих приводных устройств прецизионной точности,повышении функционального использования и. возможность заменить методы 45сплошного контроля преобразователейугол-код выборочными,Формула изобретенияУстройство для контроля преобразователей угла поворота вала в код,со Одержащее приводной механизм, кинематически связанный с валом испытуемого.преобразователя угла поворота вала вкод, выходы которого подключены квходам блока реальных сигналов и де. шифратора, выход которого соединенсо счетным входом первого триггера,выход которого подключен к второмувходу блоха реальных сигналов, генератор импульсон, соединенный с пер-вым входом первого ключевого элемента, второй триггер, выход которогосоединен с вторым входом второго ключевого элемента, выход которого соединен с входом первого счетчика, и регистратор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности контроля преобразователей угла поворота вала в код и сокращения времени проверки, в него введены электромеханическая шкала, второй ключевойэлемент, третий триггер, первый, нторой и третий регистры, второй и третий счетчики, первый, второй, третий и четвертый элементы задержки, первый и второй блоки вычитания, электромеханическая шкала кинематически связана с приводом, ее выход соединен с первым нходом третьего триггера, с входами первого счетчика, второго триггера и первым входом первого регистра, выход первого ключевого элемента соединен с входом второго счетчика, выход которого подключен к второму входу первого регистра и к первым входам второго и третьего регистров, первый выход блока реальных сигналов соединен с вторым входом второго регистра, второй выход блока реальных сигналов подключен к входам третьего счетчика, к первому входу второго ключевого элемента и входу первого элемента задержки, выход которого соединен с вторым входом третьего триггера, выход которого соединен с вторым входом второго ключевого элемента, .выход которого подключен к второму входу третьего регистра, входу второго элемента задержки, выход которого соединен с первым входом первого блока вычитания и с входом третьего элемента задержки, выход которого подключен к первому входу второго блока вычитания и входу четвертого элемента задержки, выход которого соединен стретьими входами первого и третьегорегистров и с первым входом регистратора, выход первого регистра соединен с вторым входом первого блокавычитания, выход третьего регистрасоединен с третьим входом первогоблока вычитания,. выход которого соединен с вторым входом второго блокавычитания, выход второго регистрасоединен с третьим входом второгоблока вычитания, выход которого соединен с вторым входом регистратора,выходы первого и третьего счетчиковсоединены с третьими и четвертымивходами регистратора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе,1, Авторское свидетельство СССРР 447742, кл, С 08 С 25/00,. 1972.2, Авторское свидетельство СССР9 424204, кл. С 08 С 9/00, 1972.3. Авторское свидетельство СССРР 427363, кл. С 08 С 9/00, 197197 а 429 оренко Корректор Составитель Техред А.Баб Редактор Е рев дписноеССР акаэ 8394 4/5 лиал ППП "Патент", г. Умгород, ул, Проектна 63 Тираз 642ВНИИПИ Государственпо делаи иэобрете 113035, Москва, Ж,По комитета С и открытий ушская наб.,