Устройство для контроля преобразователей угла поворота вала в код

е а СОЮЗ СОВЕТСКИХсарцчдв .авекРЕСПУБЛИК 27749 С 08 С 2 ЕТЕН ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СС ГО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИИ И ОТКР.(56) 1. Авторское свидетельство СССР1 г 410444,.кл.;О 08 С 25(04, 1972.2; Авторское свидетельство СССРпо заявке У 3282048(18" 24,кл, 0 08 С 25(00, 1981 (прототип).(54)(57) УСТРОЯСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЯ УГМ ПОВОРОТА ВАЛА ВКОД, содержащее привод, кинематичес"ки соединенный .с -контролируемым преобразователем угла поворота вала вкод и эталоннйм преобразователем ссинусно"косинусным выходом, выходыпервого и второго сумматоров соединены соответственно через первый ивторой двухполупериодные выпрямители с первым и вторым входами третьего сумматора, выходы третьего и четвертого двухполупериодных выпрямителей соединены соответственно с первым и вторым входами четвертого сумматора, интерполятор, первый дели.тель частоты,.регистрирующий блок, от л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения точности устройст. ва, в него введены восемь резисторов, пятый и шестой сумматоры, второй делитель частоты и фаэометр, причем синусный и косинусный выходы эталонного преобразователя соединены через соответствующие резисторы с первыми и вторыми входами первого, второго, пятого и шестого сумматоров, выходы пятого и шестого сумматоров соедине" ны соответственно с входами третьегои четвертого двухполупериодных выпря" мителей, выходы третьего и четверто,го сумматоров соединены соответственно с первым и вторым входами интерполятора,выход которого соединен с первым входом фаэометра, а через второй делитель частоты с вторым вхо. вфла дом фаэометра, выход контролируемо- . (", го преобразователя угла поворота ва- . ла в код сведен через первый дели"АД тель частотытретьим входом фазометра, выход .которого соединен с ре- д гистрирующим блоком.5 0 30 35 40 45 Недостатком известного устройства 50является низкая точность, обусловленИзобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для проверки точности работы измерительных преобразователей круговых перемещений,Известно устройство для определения погрешностей преобразователей перемещений, содержащее привод, кинематически связанный с лентой и через понижающий редуктор с контролируемым преобразозателем угол - код,выход которого электрически соединен через формирователь импульсов с узлом записи информации1 1.Информационная надежность схемы устройства снижается эа счет исполь" зования лентопротяжного механизма с мерной лентой и узла записи информации, Необходимость предварительной подготовки снижает надежность устройства и ограничивает использование последнего в системах автоматики.Наиболее близким к предлагаемому техническим решением является преобразователь перемещения в код, содержащий привод, кинематически соединенный с эталонным преобразователем перемещения в код и синусно-косинуснымвращающимся трансформатором, выходкоторого соединен с первыми и вторыми входами первого и второго сумматоров, а через первый и второй выпрямители - с входами третьего сумматора,выход которого соединен через первый фильтр низкой частоты с первым вхо" дом интерполятора, выходы первого ивторого сумматоров соединены с входами четвертого сумматора, выход которого соединен через второй Фильтрнизкой частоты с вторым входом интерполятора, выход которого соединенсо счетчиком и первым входом триггера, выход эталонного преобразователя перемещения в код соединен через формирователь импульсов, делитель частоты с вторым входом триггера, выход которого соединен через третий фильтр низкой частоты с регистрирующим блоком . 23. ная тем, что в устройстве в принципе затруднейо применение цифрового Фаэометрического устройства, так какотсутствует синхронизированный свращением генератор тактовых импульсов для заполнения, ими фазовых "ворот" на выходе триггера,1 Кроме того,15 20 25 необходимость нормирования амплитуд каналов усложняет накладку устройст. ва.Цель изобретения - повышение точности контроля преобразователей углаповорота вала в код,Поставленная цель достигается тем,что в устройство для контроля преобразователей угла поворота вала вкод, содержащее привод, кинематически соединенный с контролируемым преобразователем угла поворота вала вкод и эталонным преобразователем ссинусно-косинусным выходом, выходыпервого и второго сумматоров соеди"нены соответственно через первый ивторой двухполупериодные выпрямители с первым и вторым входами третьего сумматора, выходы третьего и четвертого двухполупериодных выпрямителей соединены соответственно с первым и вторым входами четвертого сум-.матора, интерполятор, первый делитель частоты, регистрирующий блок,введены восемь резисторов, пятый ишестой сумматоры, второй делительчастоты и фазометр, причем синусныйи косинусный выходы эталонного преобразователя соединены через соответ.ствующие резисторы с первыми и вторыми входами первого второго, пятогои шестого сумматоров, выходы пятогои шестого сумматоров соединены соответственно с входами третьего ичетвертого двухполупериодных выпрямителей, выходы третьего и четвертогосумматоров соединены соответственнос первым и вторым входами интерполятора, выход которого соединен с первым входом фазометра, а через второй делитель частоты с вторым входомфаэометра, выхьд котролируемого пре"образователя угла поворота вала вкод соединен через первый делительчастоты с третьим входом фазометра,выход которого соединен с регистрирующим блОкОм.На фиг, 1 приведена блок-схемапредлагаемого устройства; на Фиг. 2 -временные диаграммы, поясняющие работу устройства.Устройство содержит эталонныйпреобразователь 1 с синусно-косинусным выходом, кинематически связанныйс осями привода 2 и контролируемогопреобразователя 3 угла поворота валав код, четыре сумматора 4-7 с двумявесовыми резисторами на входах в каж- л1027 5 7,5 о)1,но сдви треугол четверть О дом. сумматоре:о и 9, 10 и 11, 12 и 13, 14 и 15, величины сопротивлений этих резисторов в паре относятся как761:1 К -р-, четыре двухполупериодных выпрямителя 16-19,. два сумматора 20 и 21, интерполятор 22, два делителя 23 и 24 частоты, Фазометр 25 с регистрирующим блоком 26.Устройство работает. следующим образом.При вращении оси эталонного преобразователя 1 (вращение осуществляется приводом 2, с которым также жестко связана ось контролируемого преобразователя 3) на синусном и ко 1синусном выходах эталонного преобразователл 1 образуются. сигналы (Фиг. 2, 1 а и о ), далее поступающие на оба входа каждого из четырех масштабных сумматоров 4-6 через весовые резисторы 8 и 9, 10 и 11, 12 и 13 14 и 15 В сумматорах 4-7 происходит масштабное суммирование синусоидального сигнала (фиг. 2, 15) и косинусоидального (Фиг. 2, 1 ц ) с соответствующими знаками и весовыми коэффициентами, которые. определяет отношение величин сопротивлений резисторов 8 и 9, 10 и 11., 12 и 13, 14 и 15, равноеЖ1:1 д у-. При суммировании синусои" дального инверсного сигнала единич" ной амплитуды (Фиг. 2, 2 К) и косинусоидального с амплитудой, равной 1 -8- = 0,414 (Фиг. 2, 2 а) получается гармонический сигнал (Фиг. 2, 24) -зхп(с+22,5 О.). Инвертирование синусоидального сигнала осуществляется путем его подачи на инвертирующий вход (обозначен знаком "-") масштабного сумматора 4. Аналогично в сум маторе 5 суммируются 0,414 синусои" дального (фиг. 2, 4 О, и .целый (единичный) косинусоидальный сигнал (фиг. 2, Ю). Полученный сигнал обозначен пунк" 45 тирной линией (Фиг. 2, 48); его выражение -вхп(с(+112,50 ). В сумматоре 6 образуется напряжение (Фиг, 2 38) .-з 1 п(Д.+67,5 О), полученное в резуль" тате суммирования целого (единично О го) косинусоидального (Фиг. 2, 30) и 0,414 инверсного синусоидального (Фиг, 2, 3 б); в сумматоре 7 получается -вхп(К+157,5 ф) (Фиг. 2, 56) из суммы целого (единичного) синусои дального (Фиг. 2, 5 ц) и 0,414 косинусоидального (Фиг. 2, Я). Все сигналы (на Фиг. 2 обозначены штриховой 749 4 линией), получаемые после масштабных сумматоров имеют одинаковую амплиту-,ду, в1+(0,414) раз большую, чемвыходные сигналы эталонного СКВТ 1,. 5 После двухполупериодного выпрямителя .16 имеет сигнал +выл(о 22,5) (фиг. 2, 6 с 1), а после двухполупе.риодного выпрямителя 17 - сигнал - з 1 п(с(+112 в 50) (Фиг, 2, бб), здесь Облок 16 берет модуль (абсолютную величину) сигнала с положитель" ным, а блок 17 - с отрицательным зна ками. В суммирующем усилителе 20 об-. , разуется сигнал) БЫ(+22 5 ф) - выЫ+112 у 5 ф)1, который представляет собой треугольное напряжение удвоенной частоты (Фиг. 2, 66) достаточно высокой линейности. Аналогично (на временных О диаграммах не показано) получается треугольное напряжение на выходе суммирующего усилителя 211 зЫ(сЬ 67,5 о - вхп(с+15 оно также удвоенной частотыв нуто относительного первого ь щ ного напряжения на 90 О (на периода) (фиг, 2, 63).Таким образом, после ряда преобразований выходные сигналы эталонного преобразователя преобразованы в два ортогональных треугольных сигнала и с двукратным умножением по частоте, т.е. теперь имеет место линеййая функция угла поворота эталонного преобразователя 1, удобная для обработ" ки в аналого-цифровом преобразователе, в качестве которого использован интерполятор 22, На его выходе обра" зуются выходные сигналы в виде после" довательности импульсов, период которых в р .раз меньше периода входных треугольных сигналов, где р - коэф" фициент интерполяции. Наличие двух сдвинутых на 90 треугольных сигналов позволяет обеспечивать интерполяцию и контроль измеряемого преобразова" теля 3 при реверсе, Эти импульсы со" держат всю информацию о перемещении (унитарный код). Принцип интерполи" рования может быть любым, например путем квантовая по уровню треугольного сигнала и формировании импульсов или путем суммирования полученных оротогональных треугольных сиг" налов с разными весовыми коэффициентами как это делалось выше в масштаб. ных сумматорах с гармоническими сиг" налами и фиксацией мест перехода че"мом ность ольно" интер- бразоь и на ля пре на так а наовым льсы ащения можные ода; ание голь" ощает 3 10 рез нулевую линию полученных после суммирования кривых (в этих местах формируются импульсы).Итак, если эталонный преобразователь имеет при вращении эа оборот Б . импульсов (периодов гармонического сигнала), то ыа выходе блоков 20 и 21 оио рзвио 20, а на выходе интерполятора 22 имеет равномерную после" довательность импульсов в количест" ве за оборот 2 рИ (величина Я .в растровых Фотоэлектрических эталонных преобразователях достигает 16200, 32400). Точность эталонного преоб" разователя выбирается исходя из точ" ности измеряемого, который при вращении формирует и импульсов за оборот (перед контролем число ппредполагается известным). В делителе 24 часто" ты это число делится наг, получаем на выходе а/г, в делителе 23 частоты осуществляется деление на щ; при этом коэффициенты деления г и щ выбираются так, чтобы выполнялось условие 2 рМаШ г т.е, частоты импульсов, подаваемых на каждый вход фазометра 2, уравне" ны. Регистрация колебаний фазового угла между обеими последовательнос" тями и представляет собой операцию контроля за перемещением. Если контролируемый преобразователь 3 не обла. дает погрешностью, т.е, последовательность .импульсов на,выходе делите. ля 24 равномерна, то в фазометре 25 Формируются "Фазовые ворота" в виде прямоугольных импульсов одинаковой длительности, которые через тактовый вход фазометра и заполняются импульсами с выхода интерполятора 22 (его выход соединен с тактовым входом фа. зометра 25). Поэтому число тактовых импульсов, помещающихся в "фазовых воротах", постоянно, оно подсчитывается счетчиком регистрирующего блока .26 й условно принимается за нулевую линию отсчета. Если контролируемый преобразователь 3 характеризуется . погрешностью, то последовательность 27749импульсов с выхода делителя 24 частоты неравномернаи "Фазовые ворота"имеют вид прямоугольных импульсовпеременной длительности, которая меняется пропорционально погрешности.Число тактовых импульсов в каждомимпульсе последовательности подсчитывается в счетчике регистрирующего1 блока 26 и представляет собой точную10 цифФовую информацию о погрешности,которая может быть выведена в любомвиде (табло, самописец и т.д.),Например, контролируемый преобразователь формирует за оборот 1000импульсов (п=1000), а эталонный 16200(0=16200), коэффициент интерполяции80 (р=80), т.е.1 ооо . 2.162 оо 8 о,щОтсюда получаем, что следует взятькоэффициент деления делителя 24 равным единице, а делителя 23 - 259",Другой пример: пщ 1024,И 16200,р 80, тогда имеем1024 2 ф 16200 ф 80 Это равенство имеет место при гф 32 и щ 81600, т.е. коэффициент деления обоих делителей частотй ы быть соответственно равны 32 1000.Таким образом, в предлагаеустройстве исключена неиденти каналов при формировании треуго напряжения, подаваемого наполятор (аналого-цифровой пре ватель), что повывает точнос дежность устройства для контр обраэователей. Точность повыш же за счет того, что обеспече аежная работа Фазометра с циф выходом, так как тактовые имп синхронизированы с частотой в и на точность не влияют всево ф девиации частоты вращения прикроме того, исключено нормиро :сигналов при Формировании тре ных напряжений, что также упр наладку системы.Составитель А, СидоренкоРедакто С. Пека ь Тех е Т.Маточка К еака Р ое 4/ . ипиал ППП атент, г. Ужгород, ул, Проектная,з 7 /55 Ти ВЙИИПИ Госуда по делам и 1.13035 Москааж 1 Под пи ственного комитета СССР обретениЯ и открытий Ж"35 Раушская наб; Гири