SU1392616A1 - Преобразователь угла поворота вала в код - Google Patents

Description

(21)4153689/24-24

(22)28.11.86

(46) 30о04,88„ Бюл. № 16

(71)Институт радиофизики и электроники АН АрмССР

(72)А,П„Чибухч н

(53)68U325 (088,8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 480103, кл„ Н 03 М 1/28, 1974,

Авторское свидетельство СССР 1311023, кл„ Н 03 М 1/24, 06 02о86.

(54)ПРЕОВРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД

(57)Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах программного управлени  станками, в системах управлени  радиотелескопами Целью изобретени   вл етс  повышение точности преобразовател  Дл 

этого в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий два источника излучени , измерительный и индикаторный диски, четыре фотоприемника , два дифференциальных усилител , два инвертирующих усилител , два нуль-органа, два коммутатора, два компаратора, сумматор по модулю два, аналого-цифровой преобразователь , введень четьфе усилител , два коммутатора, два делител  напр жени , компаратор и сумматор по модулю два. Поставленна  цель достигаетс  за счет того, что три старших разр да выходного кода формируютс  из первичных сигналов от фотоприемников, а остальные разр ды выходного кода формируютс  аналого-цифровым преобразователем из начальных участков синусоидальных сигналов, 2 ил.

с

(Л

оо со

ГчЭ

а

1

139261(S2

вой дорожкой, то на них попадают немодулированные излучени „ Поэтому на их выходах генерируютс  посто нные электрические сигналы, поступающие на входы усилителей 10 и 12о Регулировкой коэффициента усилени  усилителей 10 и 12 на их выходах устанавливаютс  напр жени , равные и 01 и Uoj - ветственноо

Сигналы с вькодов усилителей 9, 10 и 11,12 поступают на входы дифференциальных усилителей 13 и 14, на выходах которых формируютс  симмет10

UM, sine

,

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах программного управлени  станками, в системах управлени  радиотелескопами.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности преобразовател „

На фиГо приведена функциональна  схема преобразовател ; на фиг,2 - диаграммы, по сн ющие принцип работы .

Преобразователь содержит источники 1 и 2 излучени , измерительный

диск 3, индикаторный диск А, фотопри- 5 ричные относительно нул  сигналы емники 5-8, усилители 9 - 12, дифференциальные усилители 13 и 14, ин-U вертирующие усилители 15 и 16, нуль- органы 17 и 18, сумматоры 19 и 20 поU, модулю два, коммутаторы 21 - 24, де- 20 лители 25 и 26 напр жени , компаратор 27 и аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 28 о

Преобразователь угла поворота вала в код работает следуюпцгм обр дзом

При перемещении измерительного диска 3 относительно индикаторного диска 4 излучени  излучателей 1 и 2 модулированные измерительной дорожкой измерительного диска 3 и щел ми индикаторного диска 4, попадают на фотоприемники 5 и 7, на выходах которых генерируютс  гармонические электрические сигналы, поступающие на входы усилителей 9 и 11, Так как 1Челевые диафрагмы перед фотоприемниками 5 и 7 сдвинуты друг относительно друга на 90 в пространстве, то на выходах фотоприемников 5 и 7 и.

поступающие на входы инвертирующих усилителей 15 и 16, нуль-органов 17 и 18 и коммутаторов 21 и 22,, На выходах нуль-органов 17 и 18

25 формируютс  пр моугольные сигналы, сдвинутые друг „относительно друга на 90 (фиго2а,б)„ Сигнал (фиг,2а) с выхода нуль-органа 17  вл етс  старшим разр дом (1р) преобразова30 тел . Пр моугольные сигналы с выходов нуль-органов 17 и 18 (фиГо2а, б) поступают на входы сумматора 19 по модулю два, на выходе которого фор мируетс  второй разр д (2р) выходно

35 го кода (фиг,2в). Пр мые и инвертирую ющие сигналы с выходов усилителей 13,15 и 14,16 поступают на входы коммутаторов 21 и 22 на управл ющие входы которых поступают сигналы с

соответственно, усилителей 9 и формируютс  синусоидальные сиг

сдвинутые на

и, - и, Uo ,и

m

sin б;

о.

и ,С08 0,

де и

01

о«

посто нные составл ющие сигналов;

Upii tni амплитуды, завис щие от интенсивностей источников 1 и 2 излучени , чувствительнос- тей фотоприемников 5 и 7 и коэффициентов усилени  усилителей 9 и 11;

в угол поворота вала, В св зи с тем, что фотоприемники и 8 сканируютс  прозрачной кольг1еUM , sine

ительно н

,

ительно ну

ричные относительно нул  сигналы U U,

поступающие на входы инвертирующих усилителей 15 и 16, нуль-органов 17 и 18 и коммутаторов 21 и 22,, На выходах нуль-органов 17 и 18

формируютс  пр моугольные сигналы, сдвинутые друг „относительно друга на 90 (фиго2а,б)„ Сигнал (фиг,2а) с выхода нуль-органа 17  вл етс  старшим разр дом (1р) преобразовател . Пр моугольные сигналы с выходов нуль-органов 17 и 18 (фиГо2а, б) поступают на входы сумматора 19 по модулю два, на выходе которого формируетс  второй разр д (2р) выходно

го кода (фиг,2в). Пр мые и инвертирую ющие сигналы с выходов усилителей 13,15 и 14,16 поступают на входы коммутаторов 21 и 22 на управл ющие входы которых поступают сигналы с

выходов нуль-органов 17 и 18 соответственно . Управление коммутаторами 21 и 22 производитс  таким образом, чтобы на их выходы проходили сигналы только положительной пол рности

(фиг„2г,д).

Одновременно сигналы U(, Unii и Ufll и -2 с выходов усилителей 10 и 12 поступают на входы делителей 25 и 26 напр жени  соответственно, у которых коэффициент передачи К равен

0,707, Напр жение с выхода делител  25 напр жени , равное 0,707 и,„, поступает на первый вход компаратора 27, на второй вход которого подаетс  сигнал с выхода коммутатора 22 (фиг,2г)о На выходе омпаратора 27 формируетс  сигнал (фиг.2е) пр моугольной форьвл,сдвинутый относительно второго разр да выходного кода на

rri

AS, так как tU iRineI 0,707 дл  значений углов Д5, , 225 и 315,

Второй разр д с вьсхода нуль-орга на 17 и сигнал с выхода компаратора 27 поступают на входы сумматора 20 по модулю два, на выходе которого фмируетс  третий разр д выходного кода (фиго2ж)о с выходов ко мутаторов 21 и 22 поступают па входы коммутатора 23, а напр жени  с выходов делителей 25 и 26 напр жени  - на входы коммутатора 2До На управл ющие входы коммутаторов 23 и 24 поступает сигнал с выхода компартора 27 (фиГо2е)о Управление KOMNf T тором 23 производитс  таким образом чтобы при низком уровне управл ющего сигнала на выход коьтмутатора 23 проходил бы сигнал IU,,sinOI ,   при высоком уровне - IU,.jCos9l,

Таким образом, на информаиионньй вход АЦП 28 подаютс  синусоидальные сигналы при значении углов О-АЗ, 135-223, 315-0°(фиг.2з).

Управление коммутатором 2Д производитс  таким образом, что когда н информационном входе АЦП 28 присутствует сигнал |U,sinO|, то на выход коммутатора 2 проходит напр жение, равное 0,707 U, , когда на входе АЦП 28 присутствует сигнал IU cosе| то на выход коммутатора 24 проходит напр жение 0,707 , 2к).

Так как дл  каждого сигнала, подключенного к информационному входу АЦП 28, к входу опорного напр жени  АЦП 28 подключаетс  напр жение, сформированное из посто нной составл ющей соответствующего сигнала, то амплитуды синусоидального и косинусо- идального сигналов могут быть отличны друг от друга.Следовательно младшие разр ды выходного кода, сформированные на выходе АЦП 28,не завис т от неидентичности ухода интенсивностей источников 1 и 2 излучени  и чувст- вительностей одной пары фотоприемников 5 -и 6 (7 и 8) относительно другой Так как пары фотоприамников 5 и 6 (7 и 8) размещены достаточно близко друг от друга, то они могут быть вьшолнены на одном кристалле. при этом обеспечиваетс  малый разброс ухода чувствительностей.

Дл  того, чтобы вькодной код преобразовател  линейно возрастал за один оборот вала преобразовател .

, IQ 15 20

на управл юишй вход АЦП 28 поступает третий разр д выходного кода, ni по- | жительным потенциалом которого показани  АЦП 28 через каждыо 43° инвертируютс  ,

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   , Q 5 0

   5

   О

   5

   0

   5

   0

   5

   Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий первый и второй источники излучени , оптически соединенные через последовательно расположенные подви: кные измерительный диск с изм ёрительной и прозрачной кольцевой дорожками и неподвижный индика- TOpHbrfi диск со щелевыми диафрагмами с первым и вторым фотоприемниками, размещенными против измерительной дорожки, и третьим и четвертым фотоприемниками , размещенными против прозрачной кольцевой дорожки измерительного диска, первьй и третий, второй и четвертьп фотоприемники установлены попарно против первого и второго источников излучени  соответственно первый дифференциальный усилитель , выход которого соединен с первыми входами первого коммутатора и первого нуль-органа, и через первый инвертирующий усилитель - с вторым входом первого комм татора, второй вход первого нуль-органа соединен с общей шиной, а выход  вл етс  выходом первого разр да преобразовател  и соединен с управл ющим входом первого коммутатора и первым входом первого сумматора по модулю дв а, второй дифференциальный усилитель , выход которого соединен с первыми входами второго коммутатора и второго нуль-органа, и через второй инвертирующий усилитель - с вторым входом второго коммутатора, второй вход второго нуль-органа соединен с общей щиной, а выход соединен с управл ющим входом второго коммутатора и вторым входом первого сумматора по модулю два, выход которого  вл етс  выходом второго разр да преобразовател , аналого-цифровой преобразователь , отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности преобразовател , в него введены четыре усилител , третий и четвертый коммутаторы, два делител  напр же- , , компаратор и второй сумматор по модулю два, выходы первого, второго , третьего и четвертого фотоприемников соединены с входами первого, второго, третьего и четвертого усилителей соответственно, выходы первого и второго усилителей соединены с первыми входами соответственно первого и второго дифференциальных усилителей, выходы третьего и четвертого усилителей соединены с вторыми входами соответственно первого и второго дифференциальных усилителей и входами соответствующих делителей напр жени , выходы которых соединены с входами третьего коммутатора , выход которого соединен с входом опорного напр жени  аналого-цифрового преобразовател , вьгходы первого и второго коммутаторов соединены с входами четвертого коммутатора, выход которого соединен с информационным входом аналого-цифрового преобразовател , входы компаратора подключены к выходам второго коммутатора и соответствующего делител  напр жени , а выход соединен с управл ющими входами третьего и четвертого коммутаторов и первым входом

   второго сумматора по модулю два, второй вход которого подключен к выходу первого сумматора по модулю два, а выход соединен с управл ющим входом аналого-цифрового преобразовател 

   и  вл етс  выходом третьего разр да преобразовател , выходы аналого- цифрового преобразовател   вл ютс  выходами остальных разр дов преобразовател  „

   Фиг

   а S

   о S SO /35 feo 2S 270 5/5 XO

   Фиг. 2