Устройство для контроля преобразователей угла поворота вала в код

(7) Заявите 5 Й) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД известного. устроиства кая точность измереИзобретение относится к автомати кеи вычислительной технике и предназначено для проверки преобразовате лей угла поворота вала в код.Известно устройство для контроля преобразователей угол - код, содержа щее блок реальных сигналов, связанный своим входом с испытуемым преобразователем, а выходом - с первым входом схемы сравнения, подключенной своим выходом к блоку регистрации, а вторым входом - к выходу блока эталонных сигналов, соединенного другим выходом с двигателем, жестко связанным с редуктором, выходная ось которого через стаковочную муфту соединена с испытуемым преобразователем, при этом в устройстве имеется механизм компенсации систематической погрешности редуктора, основным элементом которого является программный диск ааибок 1.Недостаткомявляется невысо ния, обусловленная главным образом погрешностью изготовления механизма компенсации, которая. соизмерима с систематической погрешностью редуктора. Кроме того, блок эталонных сигналов и двигатель вносят дополнительную погрешность в равномерное вращение проверяемого преобразователя, которую невозможно учесть при проектировании профиля программного диска ошибок.аНаиболее близким к предлагаемомуявляется устройство для проверки преобразователей угла поворота в код, содержащеедвухканальный анализатор сбоев, каждый канал которого содержит буферный регистр, сумматор, схему сравнения младших разрядов, схему сигнализации ошибки, соединенную с анализаторами текущей и накопленной угловой погрешности,. содержащими счетчики, сумматоры, буферные регистры и схемы формирования дополнительного числа 2).Существенным недостатком известного устройства, хотя оно и не критично к неравномерности вращения проверяемого преобразователя, является невысокая точность измерения, обусловленная систематической погрешностью редуктора, которую трудно компенсировать, так как с каждым тактом чередования кодовой комбинации проверяемого преобразователя в 10 анализаторе текущей угловой погрешности происходит разрушение информации о текущем положении входного вала. Цель изобретения - повышение точ 15 ности проверки преобразователей.Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для контроля преобразователей угла гюворота вала в код, содержащем первый блок преобразования кода, вход которого соеди- нен с выходом контрольного преобразователя угла поворота вала в код, а выход - со входом анализатора сбоев контрольного преобразователя угла поворота вала в код, выход которого соединен с первым входом анализатора накопленной ошибки, второй блок преобразования кода, вход которого соединен с выходом проверяемого преобразователя угла поворота вала в код, а выход - со входом анализатора сбоев проверяемого преобразователя угла поворота вала в код, выход которого соединен со вторым и третьим входом анализатора накопленной ошибки и с первым входом анализатора текущей ошибки, вал проверяемого преобразователя угла поворота вала в код кинематически соединен через редуктор с валом контрольного преобразователя угла поворота вала в код, выход анализатора сбоев проверяемого преобразователя угла поворота вала в код соединен со вторым входом анализатора текущей ошибки, а выход анализатора накопленной ошибки соединен с третьим входом анализатора текущей ошибки.Далее в анализатор текущей ошибки, содержащий блок формирования допол в ннтельного числа, первый и второй выходы которого соединены с первым и вторым входами сумматора, первый выход которого соединен со входом блока формирования догюлнительного чис ла, а второй и третий выходы - со входами блока сигнализации ошибки, буФерный регистр, вход которого соединен с первым входом анализатора текущей ошибки, а выход - с третьим входом сумматора, введены первый и второй регистры промежуточных значений и блок селекции записи, вход которого соединен со вторым входом ана-лиэатора текущей ошибки, а первый ивторой выходы соединены с первымивходами первого и второго регистровпромежуточных значений, вторые входыкоторых соединены с третьим входоманализатора текущей ошибки, а выходыс четвертым и пятым входами сумматора,Кроме того, в анализатор накопленной ошибки, содержащий блок формирования дополнительного числа, первый и второй выходы которого соединеныс первым в вторым входами сумматора, первый выход которого соединен со входом блока формирования дополнительного числа, второй выход - с выходом анализатора накопленной ошибки, первый счетчик, первый и второй входы которого соединены с первым и вторым входами анализатора накопленнойошибки, а выход - со входом первогобуферного регистра, первый выход которого соединен с третьим входом первого счетчика, а второй выход - стретьим входом сумматора, второй счетчик, первый вход которого соединен с третьим входом анализатора накопленной ошибки, а выход - с первым входом второго буферного регистра, первый выход которого соединен со вторым входом второго счетчика, а второивыход - с четвертым входом сумматора, введено постоянное запоминающее устройство, вход. которого соединен с выходом первого счетчика, а выход соединен с пятым входом сумматора, выход которого соединен с выходом анализатора накопленной ошибки. На чертеже представлена блок-схема устройства для контроля преобразователей угла поворота вала в код,Устройство содержит контрольный преобразователь 1 угла поворота вала в код, блок 2 преобразования кода, проверяемый преобразователь 3 угла поворота вала в код, блок 4 преобразования кода, редуктор 5, анализатор сбоев контрольного преобразователя угла поворота вала в код, который имеет регистр 6 преобразования и хранения кода, блок 7 сравнениямладших разрядов, буферный регистр 8,15 го 25 30 35 4 ОСпециальный код (код Грея или код Баркера) с выходов контрольного и проверяемого преобразователей 1 и 3 поступает соответственно на входы блоков 2 и 4 преобразования кодов.45С выходов этих блоков последовательный двоичный код поступает на входы регистров 6 и 13 преобразования и хранения кода, расположенных соответственно в анализаторах сбоев контрольного и проверяемого преобраэова 50 телей, В регистре 6 преобразования и хранения кода последовательный двоичный код преобразуется в параллельный. Значение мпадшего разряда кода, считываемое с регистра 6, сравнивается блоком 7 сравнения младших разрядов со значением младшего разряда кода предыдущей посылки, ранее 5 9блок 9 контроля разрядов сумматора 10, блок 11 сигнализации сбоеви блок 12 поразрядного контроля сбоев, анализатор сбоев проверяемогопреобразователя угла поворота валав код, который имеет регистр 13 преобразования и хранения кода, блок 14сравнения младших разрядов, буферныйрегистр 15, блок 16 контроля сумматора 17, блок 18 сигнализации сбоеви блок 19 поразрядного контроля сбоев, анализатор накопленной ошибки,который содержит счетчики 20 и 2 1,буферные регистры 22 и 23, сумматор 24, постоянное запоминающееустройство (ПЗУ) 25 и блок 26 формирования дополнительного числа, анализатор текущей ошибки, который содержит блок 27 селекции записи, регистры 28 и 29 промежуточных значений, сумматор 30, буфеоный регистр 31блок 32 формирования, дополнительногочисла и блок 33 сигнализации ошибки.Устройство работает следующимобразом.В нацальный момент оси контрольного 1 и проверяемого 3 преобразователей устанавливают независимо другот друга в нулевое положение. Установку в нулевое положение оси контрольного преобразователя 1 осуществляют вращением входной оси редуктора , выходная ось которого жесткосоединена с входной осью контрольного преобразователя 1, После состыковки входной оси редуктора 5 с входнойосью проверяемого преобразователя 3систему вращают в сторону увеличения угла,поступившей иэ блока 2 преобразования кода, и запомненной блоком 7 сравнения младших разрядов. В случае неоднозначности отсчета с выхода блока 7 в сумматор 10 поступает единица. Сумматор 10 осуществляет сложение числа, ранее хранившегося в нем, с поступающей единицей и запоминает результат.Одновременно с этим код из регистра 6 преобразования и хранения кодапереписывается в буферный регистр 8,а также поступает на входы блока 9контроля разрядов сумматора 10. С выхода сумматора результат сравнения двух посылок кода преобразователя поступает на блок 11 сигнализации сбоев и блок 12 поразрядного контроля сбоев. По команде блока управления (не показан) содержимое буферного регистра 8 переписывается в сумматор 10 в качестве очередной кодовой комбинации, после чего цикл работы схемь 1 анализатора сбоев повторяется до тех пор, пока значения всех разрядов контрольного преобразователя не станут равными единице. Анализатор сбоев проверяемого преобразователя работает так же, как и анализатор сбоев контрольного преобразователя угла поворота вала в код.Анализаторы накопленной и текущей ошибок вместе с контрольным преобразователем угол - код предназначены для,автоматического определения инструментальных ошибок кодирования угла, превышающих наперед заданные значения. Принцип работы схем контроля угловых погрешностей основан на разбиении расчетной зоны отсчета квантованного значения угла преверяемого преобразователя на 2 зон отсчета контрольного преобразователя, что достигается наличием редутора 5 в цепи между проверяемым и контрольным преобразователями.Накопленная инструментальная погрешность проверяемого преобразователя определяется в устройстве как разность между текущим значением входного угла проверяемого преобразователя отсчитанного с помощью контрольного преобразователя и его расчетным, значением. Причем за начало отсчета берется нулевое значение угла.Анализатор накопленной ошибки работает следующим образом.На вход счетчика 20 подаются импульсы с блока 7 сравнения младшихразрядов анализатора сбоев контрольного преобразователя, а на вход счетчика 2 1 - с блока 14 сравнения младших разрядов анализатора сбоев проверяемого преобразователя,При этомкаждый импульс из блока 14 сравненияразрядов сбрасывает показания счетчиков 20 и 21. Параллельный код с 10этих счетчиков при их сбросе посту. пает соответственно на буферные регистры 22 и 23.Выходы буферных регистров соединены с сумматором 24 и со входами 15соответствующих разрядов счетчиков 20и 21. Так как импульсы на входахблоков 7 и 14 сравнения младших разрядов появляются только при изменении кодов, поступающих с контрольного и проверяемого преобразователей,то при сбросе показания счетчика 20в регистр 22 записывается двоичныйкод, равный числу зон отсчета контрольного преобразователя, размещающихся в зоне отсчета от нуля до данного текущего отсчета проверяемогопреобраэотеля. В этом случае в число,содержащееся в счетчике 20, входиттакже и погрешность, вносимая редуктором, Для устранения этого в анализатор введено постоянное запоминающееустройство 25, в котором для каждоготекущего значения угла входного валапроверяемого преобразователя, отобра- З 5жающегося в числовой форме на счетчике 20, имеется соответствующее корректирующее число. Емкость ПЗУ рассчитана из условия заданной погрешностипроверки преобразователей угол - код 40и содержит 2 корректирующих чисели =1+в,где щ - число разбиений расчетнойэоны проверяемого преобразователя соответствует передаточному отношению редуктора 5,число отсчетов проверяемогопреобразователя. Коррекция текущего значения угла бсуществляется в сумматоре 24. При этом к содержимому буферного регистра 22 добавляется или вычитается в зависимости от знака корректирующее число, содержащееся в ПЗУ, адрес 55 (номер) которого задается счетчиком 20. Полученное в результате сложения кодов регистра 22 и ПЗУ на сумматоре 24 число запоминается им и представляет собой число зон отсчета контрольного преобразователя 1 от нуля до данного текущего отсчета проверяемого преобразователя 3 с учетом погрешности, вносимой редутором в преобразование входного угла. Смысл компенсации погрешности редуктора в данном случае состоит в том, что каждому значению входного вала проверяемого преобразователя, отображающемуся в числовой форме на счетчике 20 и соответственно на регистре 23 в блоке ПЗУ, поставлено в соответствие корректирующее число, складывая или вычитая которое из содержимого буферного регистра 23, получается число, соответствующее текущему положению, входного вала проверяемого преобразователя 3 с учетом погрешности, вносимой редуктором в процесс измерения. Значение погрешности контрольного преобразователя 1 определяется как разность содержимого сумматора 24 и буферного регистра 23. Так как одна расчетная эона отсчета проверяемого преобразователя соответствует 2 ффотсчетных зон контрольного преобразователя, то выход буферного регистра 23 соединен со входом сумматора со сдвигом на в разрядов вправо. Выходы буферных регистров 22 и 23 соединены также со входами соответствующих разрядов счетчиков 20 и 2 1. Таким образом, в счетчиках 20 и 2 1 восстанавливаются кодовые значения, определяемые числом зон отсчета контрольного и проверяемого преобразователей угол - код от нуля до данного значения. В зависимости от числа зон отсчета контрольного преобразователя с учетом погрешности редуктора в данном числе зон проверяемого преобразователя значение разности кодов, полученное на сумматоре 24, может быть положительным или отрицательным. Выход знакового разряда этого числа, соединен с блоком 26 формирования дополнительного числа, которая содержит код числа дополняющего накопленную инст-,рументальную ошибку до числа 2 ПЗУ 25 зашивается при настройке устройства. Для этого входную ось редуктора 5, связанную своей выходной осью с контрольным преобразователем 1, соединяют с прецизионным юстировочным угломером.40 По показаниям угломера (не указан) для каждой кодовой комбинации контрольногоо преобразователя вы чи сляется значение и знак поправочного числа. В процессе эксплуатации устройст ва возможна перестройка ПЗУ. Текущая инструментальная погрешность в устройстве определяется как разность между реальным значением ширины кванта проверяемого преобразователя, отсчитываемого с помощью контрольного преобразователя и его расчетным значением.Анализатор текущей ошибки работает следующим образом.15Код текущего положения входного угла проверяемого преобразователя 3 с учетом погрешности, вносимой редуктором 5, поступает с сумматора 24 анализатора на информационные входы 20 регистров 28 и 29 промежуточных значений. Блок 27 селекции записи производит поочередную запись в регистры 28 и 29 промежуточного значения поступающей и нфор маци и по каждому 25 импульсу иэ блока 14 сравнения младших разрядов анализатора сбоев. Числа, содержащиеся в регистрах 28 и 29 промежуточного значения в любой момент времени представляют собой два зо отсчета значения входного угла, снятых в соседних точках смены кодовой комбинации проверяемого преобразователя. На сумматоре 30 определяется разность между значениями регистров 28 и 29. При этом полученный на сумматоре 30 код запоминается им. Он представляет собой ширину кванта а числе зон контрольного преобразователя 1 с учетом систематической погрешности, вносимой редутором 5. Для определения текущей инструментальной погрешности проверяемого преобразователя на сумматор 30 с буферного регистра 3 1 подается двоичный код,93равный расчетному числу 2, где он вычитается из содержимого сумматора 30. Кодовое значение числа, получаемое на сумматоре в результате вычитания представляет собой текущуюЭ50 инструментальную ошибку и оно может быть положительным или отрицательным. При этом импульс с выхода знакового разряда сумматора подается на блок 32 форьирования дополнительного числа,55 в котором содержится двоичный код числа, дополняющий максимально возможную инструментальную ошибку проверяемого преобразователя до числа 2 В зави си мости от з на ка те кущейинструментальной ошибки прямой или обратный код из блока 32 формирования дополнительного числа поступает на сложение в сумматор 30. Если код числа, образующегося в сумматоре после сложения кода текущей и инструментальной ошибки с кодом дополнительного чиспа, превышает расчетное число зон 2 сумматор выдает си гнал превышения заданной ошибки в блок 33 сигнализации ошибки. При этом знаковый разряд сумматора 30 определяет знак текущей инструменатльной ошибки.За счет введения в схему устройства для проверки преобразователей угла поворота вала в код новых узлов и блоков достигается контроль преобразователей с разрядностью на 3-4 двоичных порядка выше.Формула изобретения1. Устройство для контроля преобразователей угла поворота вала в код, содержащее первый блок преобразования кода, вход которого соединен с выходом контрольного преобразователя угла поворота вала в код, а выход со входом анализатора сбоев контрольного преобразователя угла поворота вала в код, выход которого соединен с первым входом анализатора накопленной ошибки, второй блок преобразования кода, вход которого соединен, с выходом проверяемого преобразователя угла поворота вала в код, а выходсо входом анализатора сбоев проверяемого преобразователя угла поворота вала в код, выход которого соединен со вторым и.третьим входом анализатора накопленной орибки и с первым входом анализатора текущей ошибки, вал проверяемого преобразователя угла поворота вала в код кинематически соединен через редуктор с валом конт рольного преобразователя угла поворота вала в код, о т л и чающеес я тем, что, с целью повышения точности устройства, выход анализатора сбоев проверяемого преобразователя угла поворота вала в код соединен со вторым входом анализатора текущей ошибки а выход анализатора накоплен" ной ошибки соединен с третьим входом анализатора текущей сшибки.2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что в аналиэа 9039тор текущей ошибки, содержащий блокформирования дополнительного числа,первый и второй выходы которого соединены. с первым и вторым входами сумматора, первый выход которого соеди - 5нен со входом блока формированиядополнительного числа, а второй итретий выход - со входами блока сигнализации ошибки, буферный регистр,вход которого соединен с первым входом анализатора текущей сшибки, авыход - с третьим входом сумматора,введены первый и второй регистрыпромежуточных значений и блок селекции записи, вход которого соединен 15со вторым входом анализатора текущейошибки, а первый и второй выходы соединены с первыми входами первого ивторого регистров промежуточных значений, вторые входы которых соединены с третьим входом анализатора текущей ошибки, а выходы - с четвертым и пятым входами сумматора,3. Устройство по пп. 1 и 2, о тли чающееся тем, чтованализатор накопленной ошибки, содержащий блок формирования дополнительного числа, первый и второй выходы которого соединены с первым и вторымвходами сумматора, первый выход кото рого соединен со входам блока формиФ 37 12рования дополнительного числа, а вто.рой выход - с выходом анализатора на.колл енной ошибки, пер вый счет чи к,первый и второй входы которого соединены с первым и вторым входамианализатора накопленной ошибки, авыход - со входом первого буферногорегистра, первый выход которого соединен с третьим входом первого счетчика, а второй выход - с третьим входом сумматора, второй счетчик, первыйвход которого соединен с третьим входом анализатора накопленной ошибки,а выход -с первым входом второгобуферного регистра, первый выход которого соединен со вторым входом второго счетчика, а второй выход - с четвертым входом сумматора, введено постоянное запоминающее устройство,вход которого соединен с выходом первого счетчика, а выход соединен спятым входом сумматора, выход которого соединен с выходом анализаторанакопленной ошибки.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРй 424204, кл. О 08 С 9/00, 19722. Авторское свидетельство СССРй 277416, кл. С 08 С 9/00, 1968НИИПИ Заказ 131/34 Тираж 638 Подписное филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул ектная,