Преобразователь угол-код

)ОЛ-КОД,ку с чего преатором. ый из к спЫ ОО Ю ЮХУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ВТОРСМОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(7 1) ФЕБ Карл Цейсс Иена ((54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Усодержащий имернтельную голтырьмя фотоприемниками, кажд соединен с входом соответствую щ умматора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, в нем сумматоры через пре образователи напряжение - частота подсоединены к первым входам вентилей, соединенных объединенными свои ми выходами с частотно-цифровым пре образователем, при этом выходы фото приемников соответствующих квадрант через компараторы и логический бло подсоединены к вторым входам вентилей, а выход частотно-цифрово образователя соединен с индикИзобретение относится к системамизмерения с большой разрешающей способностью, в частности к фотоэлектрическим системам измерения длины иугла для измерительных приборов истанков,Известны сетевые интерполяторы,имеющие коэффициент интерполяции до1 О, при которых в синусоидальных сигналах, соэдаюших фотоэлементами, каждые 8 устанавливается пусковой импульс для компаратора (Патент ГДРУ 121178, кл, С 01 Э 5/245, 1978,патент Швейцарии У 531756,. кл. С 06 С 7/30, 1970), Путем логических связей и последующей четырехкратной оценки в счетчике показанияпрактически достигают максимальныхкоэффициентов интерполяции в 40, Однако недостатком этих устройств является то, что при системах измерения сбольшой разрешающей способностью достигается слишком низкий коэффициент интерполяции,Известен также преобразовательугол - код, содержащий синусно-косинусный преобразователь, два выпрямителя, управляемые ключи, интегратор, компаратор и вычислитель (авт.св. СССР 9 409262, кл. С 08 С 9/00,1971),Наиболее близким является.преобразователь угол - код, в котором содержатся синусно-косинусный преобразователь и сумматоры, а также переключатель квадрантов, сравнивающееустройство, преобразователи напряжение - код и код - переменное напряжение, а также регистрирующее устройство (авт,св. СССР У 209038,кл. С 08 С 9/ОО, 966),Однако известное устройство имеет недостаточную точность преобразования.Целью изобретения является повышение точности преобразования присистемах измерения угла,Эта задача для систем измерения,содержащих фотоприемники, на входекоторых имеют место синусоидальныеи косинусоидальные сигналы, решается тем что путем сложения выходныхсигйалов фотоприемников для каядогоквадранта создают линейные сигналынапряжения в аналоговой схеме сложения 2 3, 4, 5, причем каждый сумматор соединен с одним преобразователем напряжение - частота 14 - 17,и эти преобразователи напряжениечастота 14 - 17 через управляемыесогласно квадрантам вентили 18 - 21соединены с частотно-цифровым преобразователем 8.С целью обеспечения переключенияквадрантов необходимо, чтобы компараторы 1 О и 1 следовали эа фотоприемником слстемы измерения и через Ологический блок 12, состоящий преимущественно лэ двух элементов НЕ ичетырех элементов И, соединялись свентилями 18 - 21.Это оказывает положительное воздействие в таких случаях использования систем измерения пути и угла,если от систем измерения требуетсявысокая разрешающая способность беэособых динамических требований.На Фиг.1 показаны сигналы фотоприемников; на Фиг.2 - пример схемыдля аналоговой схемы сложения 2, 3,4 и 5 для создания линеариэованныххарактеристик; на Фиг,З - линеаризованные сигналы по схемам сложения;на Фиг.4 - получение управляющих сигналов для переключения квадрантов;на Фиг.5 - устройство с четырьмяпреобразователями напряжение - час- ЗОтота и вентильными схемами; на Фиг,6 -устройство для частотно-цифровогопреобразованияПри Фотоэлектрических системахизмерения в случае сканирования мер 35или растров, расположенных в измерительной головке 1 фотоприемниками,создаются синусоидальные и косинусоидальные сигналы, характеристика которых представлена на диаграммефиг. , Путем сложения этих сигналовФотоприемников в аналоговых схемахсложения 2, 3, 4 и 5 с операционными усилителями (фиг,2) создают лиЯ 5неаризованные сигналы напряжения А,В, С и П в соответствии со следующими законами образования:А = 8(К эпс+(-К совос +8 П50 В = -8-К созоГ)+(-К эз.поС+8 БС = - 8-К я 1.пй)+(К созо)+ЬБ.,В = -8(К созь +К з 1 пс)+8 П55 Линеариэованные сигналы в диапазоне ОВВ показаны на фиг,З, Постоянным напряжением Г., служит (фиг,2) нулевая точка (ОВ) сигналов А, В, С45 50 55 и П и СКЗ значение напряжения устанавливается в каждом случае при с = 90, 180, 270 и 360Эти линеаризованные сигналы напряжения А, В, С и П подаются на преобразователи напряжение-частота 14, 15, 6 и 17, Для необходимого переключения квадрантов (фиг.З) используется по одному вентилю 18, 19, 20 или 21. Параллельно подключенные выходы вентилей подаются на частотно-цифровой преобразователь 8, в котором пропорциональная напряжению частота Гпреобразовывается в счетные импульсы и считается в счетчике 9.Для интерполяции полного периода синусоидальных и косинусоидальных выходных сигналов фотоприемников (фиг.4) для осуществления переключения квадрантов необходимы четыре управляющих сигнала Б 1, Б 2, БЗ и Б 4, получаемых компараторами 1 О и 11 и известными логическими схемами изнеинтерполированных усиленных синусоидальных и косинусоидальных выходных сигналов.При этом (фиг.4) выходные величины компараторов 1 О и 11 обозначены К 1 и К 2. Компараторы известным образом конструированы операционными усилителями и переключают при переходах через нулевое значение усиленных сигналов фотоприемников -К я 1.п о и -К соя(фиг.1).Каждый вентиль 18, 19, 20 и 21 может быть выполнен с одним элементом НЕ-И с двумя входами и открытым коллектором, так как при этом в конструктивном узле между выходами отдельных вентилей можно осуществить вэаимную связь.Преобразователь (фиг.5) содержит измерительную головку 1, имеющую фотоприемники для создания синусоидальных и косинусоидальных выходных сигналов. Для каждого квадранта выходных сигналов предусмотрен операционный усилитель со схемами сложения 2, 3, 4, 5 для аналогового сложения синусоидальных и косинусоидальных выходных сигналов и тем самым для их линеаризации (фиг.2). Эти сумматоры 2, 3, 4 и 5 соединены через преобразователи напряжение-частота 14, 15, 16, 17 и вентили 18, 19, 20 и 21, Эа общим выходом их следует частотно- цифровой преобразователь 8. 5 1 О 15 2025 303540 Компараторы 10 и 11 всегда переключают во время переходов через нулевое значение усиленных сигналов фотоприемников -К сояаи К япм и тем самым создают выходные сигналы К 1 и К 2, иэ которых логической связью Б 1=К 1 ЛК 2, Б 2=КТЛК 2, БЗ=К 1 ЛК 2, Б 4= =К 1 ЛК 2 в логической схеме 12 создаются управляющие сигналы Б 1, Я 2, ЯЗ и Б 4 для переключения квадрантов (фиг.4). Этими управляющими сигналами друг за другом размыкаются вентили 8, 19, 20, 21 и тем самым на частотно-цифровой преобразователь 8 подается частота Г, пропорциональная линеаризованным сигналам напряжения А, В, С или П. Для преобразования напряжение-частота сигналов А, В, С, 0 (фиг.З), например, можно использовать преобразователи гибриднойтехники с коэффициентом преобразования 1 О кГц/В и.линейностью 0,52,Эа вентилями 18, 19, 20 и 21 следует частотно-цифровой преобразователь 8 с постоянным временем разМыкания вентиля Т для счетчика 9 с емкостью Е, например 2 = 039,На фиг.6 подробно представлен принцип работы частотно-цифрового преобразователя 8. Устройство содержит точный канал с вентилем 22, счетчиком-регистром 23, вентилем 24 и управляющим блоком 25, а также грубый канал с дискриминатором направления- счетчиком 26, вентилем 27 и переключателем 28 грубого канала, За этими конструктивными единицами следует индикатор 13.Управляющий блок 25 из тактовойчастоты 100 кГц создает такт в 1 кГц,время размыкания вентиля=4 мс и управляющие импульсы Я 5, Я 6, Б 7 в конце времени раэмыкания вентилей,В переключателе 28 грубого канала на основе такта 1 кГц производится измерение длительности периода К 1 компаратора 10 (фиг.4), которое решает подается ли на индикатор 13 через вентиль 27 грубый канал иличерез вентиль 24 точный канал. В дискриминаторе направления- счетчике 26 правильно по знакам считаются грубые импульсы К и К 2 компараторов 10 и 11. Входной величиной точного канала является частотаЙ(0-10 кГц) преобразователей напряжение-частота 14, 15, 16, 17Во время раэмыкания вентиля ,А мс с вводится в счетчик-регистр 23, При этом содержание счетчика примет значение от О до 39 согласно час" тоте Г (О до 250 Гц = 0; 250 до 500 Гц = 1; и т.д,). Таким образом, общий коэФфициент интерполяции полного периода о = 360 - 200-кратный.(аост ан 1 лтю ъ .,( т аро тинТехред И,Верее ор Т. Колб К Митей Редакт аз 2297/5.(ираж 86 ударстценно иэобретени сква 11(-"5одпи сно го комитета й и открыти Раушская н Производственно".полиграфическое ектная ЬИИИПИ по д 11 3035