Способ контроля преобразователя угла поворота вала в код и устройство для контроля преобразователя угла поворота вала в код

(56) АУ 4304АвтВ 7054 СС72.СР7,етельство М 1/10, 1 ельство С М 1/10,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ 9 86 886/24-24(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для контроля преобразователя угла поворота вала в код, Целью изобретения является повышение достоверности контроля при воздействии эксплуатационных факторов, Поставленная цель достигается тем, что в способе контроля преобразователя угла поворота вала в код, основанном на формировании в блоке 3 сигналов реальных, а на выходе де) лителя 9 - расчетных моментов смены кода, определении погрешности преобразователя 20. Выделяют зоны неоднозначного считывания кода в блоке 13, внутри которых сравнивают сигналы реальных и расчетных моментов смены кода, В случаях их несовпадения формируют на выходе 28 элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 11 стробирующие сигналы, определяют их количество в счетчике 15 и значения углов поворота вала преобразователя, соответствующих моментам формирования стробирующих сигналов. Определяют среднее значение угла реальной смены кода путем суммирования в блоке 14 значений углов поворота вала преобразователя и деления в блоке 18 суммы на количество стробирующих сигналов, погрешность преобразователя определяют путем вы" читания в блоке 16 среднего значения угла реальной смены кода из расчетного значения угла смены кода. 2 с.1 з.п. ф;.лы. 4 ил.298917 50 1 1Изобретение относится к автоматике и вычислительной техцике и можетбыть использовано дця контроля преобразователя угла поворота вала вкад.Цель изобретения - повышение достоверности контроля при воздействииэксплуатационных Факторов,На Фиг, 1 приведены диаграммы, поясняющие способ контроля преобразователя угла поворота вала в код (а -фронт выходного сигнала Б преоббььькразователя угла поворота вала в код,измеренного в зависимости от угла Ыв нормальных условиях; В- Фрагментиз осциллограмм, иллюстрирующий ко,цебания во времениуровней Нь-Б, приведеццого ца фйг. 1 а участка Фронтавыходного сигнала привоздействии напреобразователь быстроменяющегосяэксГхлуатавлионцаго Фактора. 6 в видреального и соответствующего емурасчетного кванта); на Фиг, 2 аструктурная схема устройства контроля преобразователя угла поворотавала в кад; ца Фиг, 25 - временныедиаграммыь поясняющие его работуна фиг. 3 сь. - структурная схема блока формирования сигналов зон неоднозначного считывания кода; наФиг. Зо - временные диаграммы, поясняющие работу этого блока; наФиг, 4 - структурная схема блокасумьмрования.Устройство дпя контроля преобразователя угла поворота вала содержитпривод 1, блок 2 регистрации, блок 3Форкарования сигналов реальной сменыкода, дешиФратор 4 нулевого кванта,триггер 5 элемецт И бгенератортактавы:;-, импульс;ьв., счетчик 8, делитель 9 частоты, триггер 10, элемент ИСЮ 110 ЧАХЖЕЕ 1 ПИ 11, триггер 12,блок 13 формирования сигналов зоннеоднозначного считывания кода, блок14 суммирования, счетчик 15, блок 16вычитания, элемент 7 задержки, блок18 делеяы, регистр 19 и испытуемыйпреобразователь 20 угла поворота вала в код, выход 21 триггера з, выход 22 элемента И 6, выход 23 блока 3 Формирования сигналов реальнойсмены кода, выход 24 триггера 10,выход 25 делителя 9 частоты, выход26 счетчика 8, выход 27 триггера 12,выход 28 элемента ИСТОЧАЮЩЕЕ И 1 И 11,выход 29 блока 13 формирования сигналов зан неоднозначного считываниякода, .блок 13 формирования сигналов 2реальной смены кода выцолцец в вцдьтриггера 30, элементов 31 ц 32 задержки, элементов И 33 и 34, одновибраторав 35 и 36 и элемента ИЛИ 37 иимеет вход 38 триггера 30, выход 39триггера 30, выход 40 однавибратара 35, выход 41 адновибратора 36,выход 42 элемента ИЛИ 37, блок 4суммирования выполнен в виде форми 1 О рователя 43 короткого импульса, регистр а 44 и сумматор а 45.Угловая зона сь.-А (фиг. 1, о. и1 ь) является зоной неоднозначногосчитывания кода, так как все отме 15 ченцые в этой зоне уровни 11 -11 вы 5ходного сигнала при колебании его отэксплуатационного воздействия могутрасшифровываться в зависимости отвремени 1.-1 и как О, И как 1, На 20 пример, колебания уровня Нь, (Фиг, Я выходного сигнапа приводят к тому, чтов моменты времени-с он расшифровывается как О, 1-1, - как 1,как 0 и т,д. Из этих саображенйй видно, что угловые координаты оь.и с. являются границами зоны неоднозначного считывания кода, Величинойэтой эоны обусловлена дополнительнаяпогрешность Е з, возникающая в пре 30 образователе при быстроменяющихсяэксплуатационных Факторах, Эта погрешность распределена относительноугловой координаты смены значенийкода в нормальных условиях и может равняться любой величине в пределах ее максимальных значений - Е ь 0 ььаьс =ь +Е ь мскс с сз ььЭВ каждой 1.-й зоне неоднозначного считывания кода Фиксируют значения угловых координат реальных моментов смены кода, несущих в себе погрешность, На Фиг. 1 в такие моменты смены кода отмечены стрелками, Полученный в 1.-й зоне ряд значений угловых координат моментов смены кода позволяет определить их ожидаемое значение в этой зоне. Разность между ожидаемым и соответствующим его расчетным значением уа"ловых координат смен кода является средней погрешностью преобразователя в 1.-й зоне,Устройство работает следующим образом.Привод 1, в качестве которого мажет быть применен шаговый двигатель,вращает вал преобразователя 20 в соответствии с каждым тактовым сигналом с генератора 7 тактовых импульсов.917 4 31298При появлении на выходе преобразователя 2 нулевой кодовой комбина.ции, соответствующей нулевому положению вала, срабатывает дешифратор 4и опрокидывает триггер 5 (фиг, 28,21) выходной сигнал которого даеткоманду готовности к работе блоку 8формирования сигналов реальной сменыкода и открывает элемент И 6 дляпрохождения импульсов с генератора 7 10на вход счетчика 8, который начинаетсчет импульсов (фиг, 2, 22).При вращении вала преобразователя 20 на выходе блока 3 формированиясигналов реальной смены кода формируются сигналы смены кода, которыеиз-за неоднозначности считывания информации в зонах дешифрации выходныхсигналов преобразователя 20 представляют собой пачки импульсов (фиг. 26, 2023), следующие друг за другом. Каждой зоне неоднозначного считываниякода соответствует пачка импульсов,Каждая пачка импульсов, поступающаяна вход триггера 10, преобразуется в 25соответствующие этим импульсам прямоугольные сигналы (фиг. 28, 24), в результате чего на выходе триггера 1 Овсякий раз с поступлением на его входпачки импульсов формируется сигнал 30реального кванта младшего разрядапреобразователя 20 в зоне неоднозначного считывания кода, Одновременно импульсы с элемента И 6 поступаютна вход делителя 9, формирующегосигналы (фиг, 28, 25), соответствующие расчетным моментам смены кода,которые при поступлении на управляющий вход регистра 19 дают ему команду записать содержимое счетчика 408, Регистр 19 Фиксирует таким образом число тактовых сигналов (фиг, 28,26), соответствующих каждому расчетному моменту смены кода,Триггер 12, на счетный вход которого поступают сигналы расчетныхмоментов смены кода с делителя 9,Формирует сигнал (фиг. 26, 27), со.ответствующий расчетному квантумладшего разряда. Этот сигнал с триг гера 12 поступает на второй входэлемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 11, на первый вход которого с выхода триггера10 подается сигнал (Фиг. 26, 24),соответствующий реальному кванту 55младшего разряда преобразователя 20,Сигнал (фиг, 26, 28) на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 11 появляется только в случае несовпадения сигналов реального и расчетного квантов на его входе, т.е, когда реальный квант несет в себе погрешность при считывании, При появлении сигнала на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ И 31 И 11 он просчитывается счетчиком 15 и одновременно дает команду блоку 14 суммирования просуммировать содержимое счетчика 8, а также - команду блоку 13 формирования сигналов зон неоднозначного считывания кода сформировать передний фронт сигнала, соответствующего началу зоны неоднозначного считывания кода (фиг. 28, 29).С появлением на выходе элемента ИСКЛ 10 ЧАЮЩЕЕ ИЛИ 1 сигнала, соответствующего последнему из пачки импульсов зоны неоднозначного считывания кода, счетчик 15 просчитывает все поступившие на него сигналы, блок 14 суммирования просуммирует тактовые сигналы, соответствующие каждому из этих сигналов, а на выходе блока 13 формирования сигналов зон неоднозначного считывания кода сформируется спад сигнала, соответ- ствующего концу боны неоднозначного считывания кода, По сигналу с выхода блока 13 формирования сигналов зон неоднозначного считывания кода блок 18 деления делит содержимое блока 14 суммирования на содержимое счетчика 15, Сигналы с выхода блока 18 деления и регистра 19 поступают на входы блока 16 вычитания, на выходе которого формируется сигнал,соответствующий средней величинепогрешности с ее знаком в зоне неоднозначного считывания кода. Этот сигнал поступает на вход блока 2 регистрации, где он записывается, Одновременно сигналом с выхода блока 13 формирования сигналов зон неоднозначного считывания кода с задержкой,обусловленной элементом 17 задержки, блок 14 суммирования, счетчик 15 и блок 16 вычитания сбрасываются в нулевое состояние,В этом первый цикл измерений заканчивается, очередной цикл работы наступает с началом следующей зоны неоднозначного считывания кода.При полном обороте преобразователя 2 в блоке 2 регистрации сформируется полный массив погрешностей преобразователя 20 со своими знаками,17 бБлок 14 суммирования работает следующим образом. Сумматор 45 начинает счет тактовых импульсов одновременно со счетчиком 8, регистр 44 вэто время установлен в нулевое положение. С появлением на выходе элемента ИСКЛЮЧАКЦ 1 ЕЕ ИЛИ 11 первогосигнала, соответствующего первой зоне неоднозначного считывайия кода,на первом входе и выходе сумматора45 сформируется код числа о. такто 1вых импульсов, соответствующего этому сигналу, Одновременно первый сигнал с выхода элемента ИСКЛЮЧАКЩЕ 1:ИЛИ 11 через Формирователь 43 короткого импульса дает регистру 44 команду записать содержимое сумматора 45,В результате на второй вход сумматора 45 с выхода регистра 44 поступиткод числа а: аС появлением на выходе элементаИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 11 второго сигнала,соответствующего"-зоне неоднозначного считывания кода, на первом входесумматора 45 сформируется код числай тактовых импульсов, соответствующего этому сигналу, а на выходе сумматора появится соответственно кодсуммы чисел а,+аз тактовых импульсов, которую записывает регистр 44,Процесс суммирования продолжаетсядо появления последнего сигнала,соответствующего зоне неоднозначного считывания кода, С его появлением на выходе сумматора 45 сформируется код суммы чисел а + а +,,+ а тактовых импульсов, соответствующихсигналам с выходаэлемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 11, который записывается регистром 44 и сего выхода поступает на вход блока18 деления,При поступлении на вход триггера30 второго импульса из пачки он возвращается в исходное состояние и сигнал с элемента 32 задержки черезэлемент И 34 проходит на одновибратор 36, выходной сигнал (фиг. 35, 4041),которого поступает на второйвход элемента ИЛИ 37. Аналогичнымобразам отрабатываются все импульсыпачки с выхода элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕИЛИ 11. Причем приход последнего импульса из пачки сформирует на выходе элемента ИЛИ 37 спад сигнала зонынеоднозначного считывания кода.Таким образом из пачки импульсовна входе блока 13 Формируется иг- , 50нал (фиг. ЗЬ, 42) на его выходе,длительность которого соответствуетдлительности этой пачки,Спад сигнала зоны неоднозначногосчитывания кода сфоРмируется с учетом длительности сигнала одновибраторов 35 и 36, однако точность решения поставленной задачи от этого независит. Цикл работы блока 14 суммирования заканчивается с окончанием эоны неоднозначного считывания кода, Тогда по сигналу с выхода элемента 17 задержки регистр 44 сбрасывается в нулевое положение Сумматор 45 продолжает считать тактовые импульсы вместе со счетчиком 8,5 12989который служит для оценки его точности.Устройство Функционирует до появления очередной нулевой кодовой комбинации преобразователя 20, при появлении которой дешифратор 4 возвращает триггер 5 в исходное положение,элемент И 6 закрывается, а блок 3формирования сигналов реальных сменкода отключается, 10Блок 13 формирования сигналов зоннеоднозначного считывания кода работает следующим образом, Импульсы(фиг. Зб, 38) с выхода элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 11 поступают на вход 15счетного триггера 30 и одновременно.на входы элементов 31 и 32 задержки,предназначенных для задержки импульсов на время переходных процессов в триггере 30. Первый импульс 20из пачки опрокидывает триггер 30(Фиг. 38, 39), элемент И 33 открывается, и сигнал с элемента 31 задержки поступает на одновибратор 35,выходной сигнал (Фиг. З, 40) которо го поступает на первый вход элемента ИЛИ 37. На выходе последнего формируется Фронт сигнапа зоны неоднозначного считывания кода,Длительность сигналов, Формируемых одновибраторами 35 и 36, выбирается несколько большей периода следования импульсов в пачке,Формула изобрет ения 1, Способ контроля преобразователя угла поворота вала в код, основанный на Формировании сигналов реальных и расчетных моментов смены кода, определении погрешности преобразовате129 89ля, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности контроля при воздействии эксплуатационных факторов, в нем выделяют зоны неоднозначного считывания кода, внут ри которых сравнивают сигналы реальных и расчетных моментов смены кода и в случаях их несовпадения формируют стробирующие сигналы, определяют их количество и значения углов поворота 10 вала преобразователя, соответствующих моментам формирования стробирующих сигналов, определяют среднее значение угла реальной смены кода путем суммирования значений углов поворота 15 вала преобразователя и деления суммы на количество стробирующих сигналов, а погрешность преобразователя определяют путем вычитания среднего значения угла реальной смены кода из рас четного значения угла смены кода,2. Способ по п. 1,. о т л и ч а - ю щ и й с я тем, что выделение зоны неоднозначного считывания осуществляют путем сравнения сигналов реальных 25 и расчетных моментов смены кода, фор" мирования импульсов заданной длительности в моменты их несовпадения, логического суммирования импульсов заданной длительностии определения зо ны неоднозначного считывания как интервала времени между началом первого импульса заданной длительности и концом последнего импульса заданной длительности, 353, Устройство для контроля преобразователя угла поворота вала в код, содержащее генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с первым входом элемента И, привод, вал, кото рого является кинематическим входом, устройства, первый вход блока формирования сигналов реальной смены кода является электрическим входом устройства и сОединен с входом дешифратора 45 нулевого кванта, выход которого сое" динен через первый триггер с вторыми входами блока формирования сигна 17 8лов реальной смены кода и элемента И,выход блока формирования сигналов реальной смены кода соединен с входомвторого триггера, выход элемента Исоединен с входом первого счетчика,третий триггер, второй счетчик и блокрегистрации, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения достоверности контроля преобразователя углаповорота вала в код в него введеныделитель частоты, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕИЛИ, блок формирования сигналов зон неоднозначного считываниякода, блок суммирования, блок вычитания, элемент за- .держки, блок деления и регистр, выход генератора тактовых импульсов соединенс входом привода, выход второго триггера соединен с первым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ.ИЛИ, выход элемента Исоединен через делитель частоты спервым входом регистра и входом третьего триггера, выход которого соединен с вторым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого соединен с первым входом блока суммирования, с первым входом второго, счетчика и входом блока формирования сигналов зон неоднозначного считывания кода, выход первого счетчика соединенс вторыми входами регистра и блокасуммирования, выход регистра соединен с первым входом блока вычитания,выход соединен с первым входом блокаделения, выход блока формированиясигналов зон неоднозначного считывания кода соединен с вторым входомблока деления и входом элемента задержки, выход которого соединен свторым входом второго счетчика, свторым входом блока вычитания и стретьим входом блока суммирования,выход которого соединен с третьимвходом блока деления, выход которого соединен с третьим входом блокавычитания, выходы которого соединены с входами блока регистрации, выходы которого являются информационными выходами устройства.ставитель Е. Бу хред М. Ходанич аорректор О. Луговая Л, Грат каэ 899 6 раж 9 ННОГО ПР о коми тений и о Раушска 1 роизводственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул, Пр тная, 4 О Т ВНИИПИ Государствпо делам изобр 3035, Москва, Жета ССрытийнаб.,