SU1288736A1 - Преобразователь угловой скорости в код - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть использовано в высокоточных системах из- мерени  и автоматического регулировани  исполнительных механизмов с фазовыми датчиками положени .

Известны измерители скорости, содержащие генератор, первый счетчик, усилитель мощности, датчик, блок управлени , второй счетчик, линию задержки, вычитающее устройство С11.

В таких измерител х измерение скорости определ етс  циклически с частотой питани  датчика, вырабатываемой первым счетчиком. Вначале временной интервал между  корным сигналом и сигналом датчика, пропорциональный углу поворота за врем  Л Ь, равное периоду выходного сигнала датчика, преобразуетс  в код, а затем вычисл етс  перва  производна .

Однако эти измерители сложны, не обладают достаточной точностью.

Наиболее близким,к изобретению по технической сущности  вл етс  измеритель скорости, содержащий датчик положени , соединенный с фазовым дискриминатором, выход которого соединен через делитель и усилитель с управл емым генератором и сумматором , опорный генератор, соединенный через делитель и усилитель мощности с датчиком положени  21.

Этот измеритель не обеспечивает требуемой точности из-за низкой точности преобразовани  выходных сигналов фазовых дискриминаторов в частотнее сигналы.

Цель изобретени  - повышение точности и упрощени  преобразовател  :угловой скорости в код.

10

ход фазового дискриминатора соедине с входом первого формировател  импульсов , второй выход фазового дискриминатора соединен с первым входом первого ключа, а третий выход - с первым входом второго ключа, выхо ды первого и второго ключей соедине ны соответственно с вторым и третьи входами первого счетчика, выход которого через второй формирователь

импульсов соединен с вторым входом фазового дискриминатора, первый вы- ход которого соединен с первыми вхо , г дами третьего и четвертого ключей, выходы которых соединены с первыми входами соответственно второго и третьего, счетчиков, первый и второй выходы генератора соединены со вторыми входами соответственно.третьег и четвертого ключей, первый выход первого формировател  импульсов соединен с вторыми входами второго и третьего счетчиков, а второй выход - с вторыми входами первого и второго ключей и первыми входами регистра и накапливающего регистра, выход второго счетчика соединен с вторыми входами регистра и накапливающего регистра и четвертым входо первого счетчика, выход третьего счетчика соединен с третьим входом регистра.

На фиг.1 приведена структурна  схема преобразовател ; на фиг.2 - диаграммы, по сн ющие работу преобразовател .

Преобразователь угловой скорост содержит генератор I, блок 2 питани  датчика, содержащий делитель 3 частоты и усилитель 4 мощности, дат , фазовьш дискримина

20

25

30

35

40

чик 5 положени 

тор 6, счетчик 7, выход 8 счетчика 7, ключ 9, счетчик 10, выход 11 фа- Поставленна  цель достигаетс  тем, г зового дискриминатора 6, ключ 12,

счетчик 13, ключи 14 и 15, формирователь 16 импульсов, регистр 17, выходы 18 и 19 формировател  16 импульсов , вход 20 счетчика 10, вход

50

что в преобразователь угловой скорости в код, содержащий генератор, первый выход которого соединен через последовательно соединенные делитель частоты и усилитель с датчиком положени , выход которого соединен с первым входом фазового дискри жнато- ра, введены первый, второй, третий и четвертый ключи, первый и второй формирователи импульсов, первый, второй и третий счетчики, регистр и накапливающий регистр, первый выход генератора соединен с первым входом первого счетчика, первый вы55

21 счетчика 13, вход 22 регистра 17 входы 22 и 24 счетчика 7, выходы 25 и 26 фазового дискриминатора 6, выход 27 счетчика 10, входы 28 и 29 фазового-дискриминатора 6, выход 30 делител  3 частоты, накапливающий регистр 31, выходы 32 и 33 генератора 1, формирователь 34 и1-1пульсов.

Преобразователь работает следующим образом. :

ход фазового дискриминатора соединен с входом первого формировател  импульсов , второй выход фазового дискриминатора соединен с первым входом первого ключа, а третий выход - с первым входом второго ключа, выходы первого и второго ключей соединены соответственно с вторым и третьим входами первого счетчика, выход которого через второй формирователь

импульсов соединен с вторым входом фазового дискриминатора, первый вы- ход которого соединен с первыми вхо- г дами третьего и четвертого ключей, выходы которых соединены с первыми входами соответственно второго и третьего, счетчиков, первый и второй выходы генератора соединены со вторыми входами соответственно.третьего и четвертого ключей, первый выход первого формировател  импульсов соединен с вторыми входами второго и третьего счетчиков, а второй выход - с вторыми входами первого и второго ключей и первыми входами регистра и накапливающего регистра, выход второго счетчика соединен с вторыми входами регистра и накапливающего регистра и четвертым входом первого счетчика, выход третьего счетчика соединен с третьим входом регистра.

На фиг.1 приведена структурна  схема преобразовател ; на фиг.2 - диаграммы, по сн ющие работу преобразовател .

Преобразователь угловой скорости содержит генератор I, блок 2 питани  датчика, содержащий делитель 3 частоты и усилитель 4 мощности, дат- , фазовьш дискримина0

5

0

5

0

чик 5 положени 

21 счетчика 13, вход 22 регистра 17, входы 22 и 24 счетчика 7, выходы 25 и 26 фазового дискриминатора 6, выход 27 счетчика 10, входы 28 и 29 фазового-дискриминатора 6, выход 30 делител  3 частоты, накапливающий регистр 31, выходы 32 и 33 генератора 1, формирователь 34 и1-1пульсов.

Преобразователь работает следующим образом. :

31288736

ри неподвижном фазовращателе и

в с е 5 чи н ми ед кр ув с  да

частоты сигналов по выходам 30, 28 и 8 одинаковы, фазовые сдвиги между ними отсутствуют. При изменении угла поворота Ч например, в направлении Вперед (фиг,2а) сигнал на выходе 8 счетчика 7 по вл етс  раньше сигнала на входе 28 от датчика 5. По заднему фронту сигнала на выходах 11 и 25 фазового дискриминатора 6 устанавливаетс  I, По переднему фронту сигнала с выхода 11 фазового дискриминатора 6 ключи 9 и 12 открываютс  и на входы счетчиков

При вращении оси фазоврашател  в обратном направлении (фиг. 2б) сигнал на выходе датчика 5 опережает по фазе сигнал с выхода 8 счет- 5 чика 7. В момент времени t,., по переднему фронту сигнала с входа 28 на выходах II и 26 фазового дискриминатора 6 устанавливаютс  сигналы единичного уровн , ключи 9 и 12 открываютс , коды счетчиков 10 и 13 увеличиваютс . Одно-времнно открываетс  ключ 15, импульсом с выхода 19 по заднему фронту сигнала с выхода 8 в момент времени t в счетчик

fO

10 и 13 поступают импульсы., генерато- 7 записываетс  выходной код счетчика ра I. В момент времени t по заднему ю, что эквивалентно нулевому значе- фронту сигнала на входе 28 на выходе 1I фазового дискриминатора 6 устанавливаетс  О, на выходе 25 сиг20

нию кода счетчика 7 в момент времени tj (пунктирна  лини ). Фаза сигнала на выходе 8 счетчика 7 прив нап сохран етс  единичного уровн , ключи 9 и 12 закрываютс , на выходах 19 и 18 формировател  16 по вл ютс  импульсы. Импульсом с выхода 19 счетчик 7 устанавливаетс  в О, фаза выходных сигналов с выхода 8 прив зываетс  к фазе сигнала датчика . Этим же импульсом код счетчика I3 переписываетс  в регистр 17, Импульсом с выхода 18 счетчики 10 и 13 обнул ютс .

Учитыва , что в схеме циклически с частотой сигнала датчика 5 поддерживаетс  фазовый сдвиг между сигналом датчика 5 и опорным - сигналом с выхода 8 счетчика 7, равным О, коды счетчиков 10 и 13 равны скорости поворота выходной оси фазовращател .

Емкость N счетчиков 7 и 10 и дели- теп  3 выбираетс  одинаковой, их величина определ етс  из технических требований ценой (дискретной) единичного перемещени , равной 21T/N. Емкость счетчика 13 принимаетс  мак25

зываетс  к фазе сигнала на выходе датчика 5. Одновременно код счетчика 13 переписываетс  в регистр 17. Импульсом с выхода 18 счетчики 10 и 13 обнул ютс .

В моменты времени t , t ,... описанные процессы в преобразователе повтор ютс .

При подключении к выходу 27 счет чика 10 накапливающего регистра 31, управл емого сигнапом с выхода 19 формировател  16, на выходе регистра 31 формируетс  код N , равный углу поворота Ч .

35 Предлагаемлй преобразователь универсален . Он может работать с любым типом фазовращател . Включение накапливающего регистра 31 расшир ет его функциональные возможности; можно измер ть и скорость, и угол поворота . При этом точность измерени  скорости без снижени  быстродействи  можно увеличить по сравнению с из- BecTHbiNH устройствами данного клас40

симально возможной из услови  быстро- 45 са до 10-20 раз.

действий прин той элементной базы. Этим самым добиваютс  максимально возможной разр дности кода скорости N j при номинальном ее значении. В моменты времени t j , tj и так далее процессы в- измерителе повтор ютс .

При вращении оси фазоврашател  в обратном направлении (фиг. 2б) сигнал на выходе датчика 5 опережает по фазе сигнал с выхода 8 счет- чика 7. В момент времени t,., по переднему фронту сигнала с входа 28 на выходах II и 26 фазового дискриминатора 6 устанавливаютс  сигналы единичного уровн , ключи 9 и 12 открываютс , коды счетчиков 10 и 13 увеличиваютс . Одно-времнно открываетс  ключ 15, импульсом с выхода 19 по заднему фронту сигнала с выхода 8 в момент времени t в счетчик

7 записываетс  выходной код счетчика ю, что эквивалентно нулевому значе-

7 записываетс  выходной код счетчика ю, что эквивалентно нулевому значе-

нию кода счетчика 7 в момент времени tj (пунктирна  лини ). Фаза сигнала на выходе 8 счетчика 7 прив 

зываетс  к фазе сигнала на выходе датчика 5. Одновременно код счетчика 13 переписываетс  в регистр 17. Импульсом с выхода 18 счетчики 10 и 13 обнул ютс .

В моменты времени t , t ,... описанные процессы в преобразователе повтор ютс .

При подключении к выходу 27 счетчика 10 накапливающего регистра 31, управл емого сигнапом с выхода 19 формировател  16, на выходе регистра 31 формируетс  код N , равный углу поворота Ч .

Предлагаемлй преобразователь универсален . Он может работать с любым типом фазовращател . Включение накапливающего регистра 31 расшир ет его функциональные возможности; можно измер ть и скорость, и угол поворота . При этом точность измерени  скорости без снижени  быстродействи  можно увеличить по сравнению с из- BecTHbiNH устройствами данного клас

Предлагаемый преобразователь проще , так как по сравнению с известными устройствами не требуетс  многоразр дный преобразователь угол-код, обеспечивающий измерение угла в пределах + 231 т, где m - число шагов датчика.

фиг.1 J .хП -1 .XI .х .Xl .х-1

редактор Н.Бобкова

Составитель А.Сидоренко

Техред М.Ходанич Корректор Л.Пилипенко

Заказ 7811/49Тираж 922 Подписное

ВНИНПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

Claims (1)

1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛОВОЙ СКОРОСТИ В КОД, содержащий генератор, первый выход которого через последовательно соединенные делитель Частоты и усилитель подключен к датчику положения, выход которого соединен с первым входом фазового дискриминатора, отличающийся тем, что, с целью повышенйя точности и упрощения преобразователя, в него введены первый, второй, третий и четвертый ключи, первый и второй формирователи импульсов, первый, второй и третий счетчики, регистр и накапливающий регистр, первый выход генератора соединен с первым входом первого счетчика, первый выход фазового дискриминатора соединен с входом первого формирователя импульсов, второй выход - с первым входом первого ключа, а третий выход - с первым входом второго ключа, выходы первого и второго ключей соединены соответственно с вторым и третьим входами первого счетчика, выход которого через второй формирователь импульсов соединен с вторым входом фазового дискриминатора, первый выход которого соединен с первыми входами третьего и четвертого ключей, выходы которых соединены с первыми входами соответственно второго и третьего счетчиков, первый и второй выходы генератора соединены с вторыми входами соответственно третьего и четвертого ключей, первый выход первого формирователя импульсов соединен с вторыми входами второго и третьего счетчиков, а второй выход с вторыми входами первого-и второго ключей и первыми входами регистра и накапливающего регистра, выход второго счетчика соединен с вторыми входами регистра, накапливающего регистра и четвертым входом первого счетчика, выход третьего счетчика соединен с : третьим входом регистра. ,