Преобразователь угол-код

ОП И АНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз Советских Социалистических Республик(гц 447735 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ имое от авт. свидетельства - ,ено 21.02.73 (21) 1885221/18 б) За 22) Зая присо 51) 8 с 00/6 инением заявкиГосударственный комитеСовета Министров СССРпо делам иэаоретенийи открытий 32)Приори 53) УДК 681.325(088,8 Опубликовано 25,10.74 Бюллетень39 Дата опубликования описания 30,07.75 2) Авторы изобретен и Н, И, Куренков, Г, Дом 1) Заивител 4) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГОЛКОД автоматикредназначен ии в вычис Изобретение относится к е и вычислительной технике и п о для ввода угловой информап лиме тельные устройства,Известны преобразователи угол-код, содержащие кодируюшее устройство с дорожками, относительно которых размещены в соответствии с Ч -кодом считываюшие элементы тт разрядов и дополнительные считьтвающие элементы, расположенные отно сительно (тт -1) разряда.Наличие скин-эффекта в кодируюшем устройстве снижает точность преобразования. 11 рименение магнитодиодов позволяет практически устранить влияние скин-эффекта, однако требует изготовлении кодирую- щего устройства с малым шагом кванч:ования. Это затрудняет изготовление преобразователя угол-код и не позволяет получить высокой точности.Цель изобретения - повышение точности работы преобразователя угол-код. Для этого в известное устройство введены генератор импульсов, делитель частоты, генератор пилообразного напряжения, схемы сравнения, схемы фИф, фИЛИф, фНЕф, терморезисторы и источник постоянного напря. жения смещения, причем дорожка (т 1 -1)разряда размещена между дорожками болеестарших разрядов, Второй полюс дополнительных считывающих элементов выполненобщим, расположен относительно дорожкитт -го разряда и имеет длину, кратную длЬне кванта 1 т -го разряда, Дополнительные 10 считывающие элементы объединены в двегруппы, первые полюсы дополнительных. считывающих элементов первой и второйгрупп смещены относительно И -го счт- тываюшего элемента на целое число кванто ц 11, -го разряда и относительно друг другана половину кванта ( тт -1 ) разряда. Магнитодиоды дополничельных считывающихэлементов каждой группы соединены последовательно друг с другом, с резистором и р терморезистором и подключены к источнику постоянного напряжения смещения. Выходы первого и второго считываюпптх элемен,тов ( 6 -1) разряда подключены к входампервой схемы фИЛИф, выход которой через 25 первую схему иНЕ" соединен с вторыми3 4477входами первой и второи схем И и не осредственно - с вторыми входами третьейи четвертой схем "И. Вьиод счигывающего элемента разряда подключен к первымвходам первой и четвертой схемИ черезвторую схемуНЕ - к первым входам второй и третьей схем "И выходы первой ивторой схем И подключены к входам второй схемыИЛИ, выход которой соединенс первым входом пятой схемыИ, подклю- цченной вторым входом к выходу вентиля ивыходом - к входу сложения счетчика, Выходы третьей и четвертой схем фИ подключены к входам третьей схемы ИЛИ, выход которой соединен с первым входом ше- рстой схемы "И, второй вход которой подключен к выходу вентиля, а выход - к вхо ду вычитания счетчика; выходы второй итретьей, а также первой и четвертой схемИ соответственно подключены к вторым 3)входам четвертой и пятой схемИЛИ, выходы которых соединены с первыми входамисоответственно седьмой и восьмой схем "И",вторые входы которых подключены соответственно к точкам соединения магнитодиодов и резисторов в каждой группе допанительных считывающих элементов, а выходы - к входам шестой схемы ФИЛИ", выход которой соединен с входом схемы сравнения, Выход генератора импульсов подклкн чен к первому входу десятой схемыИ" ичерез делитель частоты,- к входу генератора пилообразного напряжения и к первому входу триггера, выход которого соединен со вторым входом девятой схемыИ, 35а второй вход подключен к выходу схемысравнения, второй вход которой соединен с .выходом генератора пилообразного напряжения,На фиг, 1 показано устройство долы:нительных считывающих элементов; нафиг,2 изменение сигнала на их выходе, на фиг,З-характеристика магнитодиода; на фиг. 4функциональная схема предлагаемого преобразователя угол-код. 4 б1Кодирующее устройство 1 преобразова: теля угол-код содержит й, дорожек, относительно которых расположены считывающиеэлементы 2 соответственно с Ч-кодом, От-,носительно дорожек 3 л разряда и 4 (В)разряда, которые находятся между дорожками более старших разрядов, размещеныдополнительные считывающие элементы 5,и 6. Каждый из них содержит первый по- рлюс 7, магнитодиод 8, постоянный магнит9 и общий полюс 10, имеющий длину, краъную длине кйанта и разряда, и расположенный относительно дорожки 5 разряда.Это полюс является общим для всех до-60 полнительных считывающих элементов 5 и 6. Последние объединены в две группы. Первые полюсы 7 в каждой группе одинаково ориентированы относительно кодового рисунка дорожки 4, Их число может быть любым и определяется из условия усреднения результата их взаимодействия с дорожкой. В описываемом варианте устрой-. ства (см, фиг. 1),каждая группа содержит два диаметрально расположенных дополни тельных считывающих элемента 5 или 6. При этом обе пары полюсов 7 элементов 5 и 6 сдвинуты на целое висло квантовразряда относительно считывающего эле-; мента д, разряда и друг относительно друга на половину кванта (П -1) разряда.Магнитодиоды 8 дополнительных считы-, вающих элементов одной группы включены ., согласно и последовательно (см, фиг, 4) с резистором 11, терморсзистором 12 и общим для обеих, цепей источником 13 пр стоянного напряжения смещения. Характеристика терморезистрра выбрана такой, чтобы компенсировать изменения характеристики магнитодиода и величины воздушного зазора при изменении окружающей температуры.Выходы первого 14 и второго 15 считывающих элементов (В -1) разряда подключены к;входам схемы ФИЛИ," 16, выход которой через схему "НЕ 17 соединен со вторыми входами схемИ 18; и 19 и непосредственно - с вторыми входами схем И 20 и 21. Выход считывающего элемен-; та 22 ц разряда подключен, к первым входам схем И 18 и 21 и через схему НЕ 23 - к первым входам схемИ 19и 20.Выход схемИ 18 и 19 соединенс входами схемы ФИЛИ" 24, выход которой подключен к первому входу схемыИ 25, Выходы схемИ 20 и 21 соединены с входами схемыИЛИ 26, которая под 1 ключена своим; выходом с первым входом 27 схемыИ 28, СхемыИ" 25 и 28 включены между выходом вентиля 29 и соответственно входами сложения и вычитания счетчика 30. Вход вентиля 29 соединен с генератором импульсов 31, к выходу которого через делитель частоты 32 так же подключены вход генератора 33 пилооб. разного напряжения и второй вход триггера: 34, Второй выход последнего соединен со вторым входом вентиля 29, а первый его вход подключен к выходу схемы сравнения 35, первый вход которой соединен с генератором пилообразного напряжения. Выходы схемИ 18 и 21 подключенык входам схемы ИЛИ 36, выход которой5 44773соединен с первым входом схемы фИф 37,второй вход которой подключен к точке,соединяющей магнитодиод 8 и резистор 11.:Аналогично выходы схем "И 19 и 2 О подключены к входам схемы фИЛИ 38, а еевыход соединен с первым входом схемыфИф 39, которая вторым входом подключенак точке, соединяющей магнитодиод 8 и резистор 11 второй группы дополнительныхсчитывающих элементов. Выходы схем фИЛИф а37 и 39 соединены со входами схемы ФИЛИ"40 выход которой подключен к второму .входу схемы сравнения 35,Преобразователь угу-код функционируетследующим образом. В зависимости от по- рложения кодирующего устройства 1 с помощью считывающих элементов 2, расположенных по Ч -развертке, формируется, йразрядный натуральный двоичный код. Сцелью повышения точности преобразования 3)каждый квант п разряда квантуется на 2угловых отрезка, где 1 В - число дополни тельных разрядов, обычно равное 35. Заметим, что кодовые границы и, дорожкидолжны быть нанесены с точностью, соответствующей общему числу разрядов, (В+В),Точность нанесения кодовых границ другихдорожек ниже в соответствии с условиями. Ч -кода.Указанное расположение первых полюсов З 07 дополнительных считывающих элементов5 и 6 относительно дорожки 4 обеспечивает нри изменении углового положения кодрующего устройства 1 такое изменение индукции в магнитодиодах, при котором падение напряжения ка них изменяется в соответствии с приведенными кривыми на фиг. 2.Их форма объясняется близким к синусоидальному законом изменения магнитногосопротивления воздушного зазора между 40полюсом 7 и дорожкой 4, а также возможпостыл получить практически линейную зависимость (3 (В), где В - магнитная индукция в зазоре, при ее изменении в зна чительных пределах (см. фиг. 3), С целью привязки кривых Ц (х) - к кодовому ри, сунку и устранения влияния ненулевого значения магнитной индукции в зазоре, введено смещение 13 (см. фиг, 4). 50смещ.Отсюда каждому кванту и; разряда соответствует практически линейный участок кривых 0(Х) (см, фиг, 2). Логическая схема (см. фиг. 4) осуществляет преобраэе О 3 (х) в т раэря й код и его привязку к В разрядному коду. В зависимости от кода, снимаемого со считывающих элементов 22, 14 и 15, оп" 605 6ределяется как номер функционирующей в данном случае группы дополнительных сжтывающих элементов 5 или 6, так и отрезок кривой 09 (х) возрастающий или убывающий, который соответствует текущему угловому положению й, кодирующего устройства 1.Если угловая координата кодирующего устройства соответствует а (см, фиг. 2), ,то код ( В -1) и П разрядов - 00. Поэтому появляются сигналы на выходе с;ем"фНЕф 23 и 17, в результате чего формйруется выходной сигнал схемы фИф 19, который проходит через схему фИЛИф 24 и подключает выход вентиля 29 к входу суммирования счетчика 30, Одновременно, в результате срабатывания схемы Иф 39 подается сигнал 01 от первой группы дополнительных считывающих элементов через схему "ИЛИ 40 на второй вход схемы сравнения 35. В последней осуществляется сравнение сигнала О Т с сигналомот генератора пилообразного напряжения38. При равенстве сравниваемых напряжений код счетчика 30 соответствует дополнительному щ разрядному коду.Когда угловая координата кодирующегоустройства равна а , что соответствуеткоду 01, появляется сигнал на выходе схе-мы "Иф 18 и соответственно на выходахсхем "ИЛИф 24 и 36. При этом, счетчик30 также работает на суммирование, а навторой вход схемы сравнения 35 посредством схем "И 37 и "ИЛИ" 40 подаетсясигнал 0 П от второй группы дополни тельных считывающих элементов. Аналогично предыдущему случаю к И разрядному коду добавляется щ разрядный код,Для угловой координаты кодирующегоустройства 1 а имеем код 10. Вэтомслучае появляется сигнал на выходе схемы "И 20, чему соответствует сигналОТ на выходе схемы сравнения 35. Приэтом работает схема,"ИЛИф 26 и схемафИф 28, в результате чего счетчик 30 работает на вычитание. Необходимо отметить,что в счетчик перед каждым измерениемдолжно записываться число, соответствующее коду И разряда, а его полная емкостьдолжна быть в два раза большей,Наконец, для угловой координаты а 4имеем код 11, при котором появляетсясигнал на выходе схемы "Иф 21, На входсхемы сравнения 35 подается сигнал ОИ,а счетчик 30 работает на вычитание. Предмет изобретения Преобразователь угоп-код, содержащий кодирующее устройство с дорожками, относительно которых размещены в соответствии с 7 кодом считывающие элементы П разрядов, триггер, реверсивный счетчик резисторы и дополнительные считывающиеэлементы, магнитопровод каждого из которых состоит из постоянного магнита, магии.тодиода и двух полюсов, первый из которыхрасположен относительно дорожки ( И -1)разряда, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения точности работыустройства, в него введены генератор импульсов, делитель частоты, генератор пилообразного напряжения, схемы сравнения,схемыИ, ИЛИ, НЕ, терморезисторыи источник постоянного напряжения смеще-,ния, причем дорожка ( В -1) разряда размещена между дорожками более старшихразрядов, второй полюс дополнительныхсчитывающих элементов выпопнен общим,расположен относительно дорожки В -гог1 разряда, и имеет длину, кратную длинекванта В -го разряда, дополнительные,считывающие элементы объединены в двегруппы, первые полюсы дополнительныхсчитывающих элементов первой и второйгруппы смещены относительно и, -го считывающего элемента на целое число кван,тов В -го разряда и относительно друг друга на половину кванта ( 1 -1) разряда,магнитодиоды дополнительных считывающихэлементов. каждой группы соединены последовательно друг с другом, с резистором итерморезистором и подключены к источникупостоянного напряжения смещения, выходыпервого н второго считывающих элементов( И -1) разряда подключены к входам первой схемы "ИЛИ, выход которой черезпервую схему "НЕсоединен со вторымивходами первой и второй схемИи непосредственно - со вторыми входами третьей и четвертой схем И, выход считывающего элемента П, разряда подключен к первым, вхоДп".первой и четвертой схем Ии через вторую схему НЕ - к первым входам второй и третьей схем И, выходыпервой и второй схем И подключены квходам второй схемыИЛИ, выход котс,рой соединен с первым входом пятой схе 1 О мыИ, подключенной вторым входом квыходу вентиля и выходом - к входу сложения счетчика, выходы третьей и четвертой схемИ подключены к входам третьейсхемы ИЛИ, выход которой соединен с5 первым входом шестой схемы И, второйвход которой подключен к выходу вентиля,а выход - к входу вычитания счетчика, выходы второй и третьей, а также первой ичетвертой схем И", соответственно, под 20 ключены ко вторым входам четвертой ийятой схем ФИЛИ", выходы которых соеди,нены с первыми входами соответственноседьмой и восьмой схемИ, вторые входы которых подключены к точкам соедине-:25 ния магнитодиодов и резисторов в каждойгруппе дополнительных считывающих элементов, а выходы - к входам шестой схемыИЛИ, выход которой соединен с входом схемы сравнения, выход генератораЗО импульсов подключен к первому входу девятой схемы и через делитель частотык входу генератора пилообразного напряжения и к первому входу триггера, выходкоторого соединен со вторым входом деЗб вятой схемыИ, а второй вход подключенк выходу схемы сравнения, второй вход которой соединен с выходом генератора пи.лообразного напряжения,