SU1599778A2 - Датчик углового положени и скорости вращени вала - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике, может быть использовано в качестве датчика углового положени  и мгновенных скоростей вращени  вала в точных цифровых системах автоматического управлени  и  вл етс  усовершенствованием изображени  по авт. св. N 934382. С целью повышени  точности определени  углового положени  вала при увеличении скорости вращени  вала датчик снабжен третьим регистром 12, сумматором 13, элементом И 14, третьим счетчиком 15 и последовательным сумматором 16, что позвол ет учитывать скорость вращени  вала, и в конечном итоге, уменьшить вли ние скорости вращени  вала на результат определени  углового положени  вала. 1 ил.

Description

ел

со со

00

Изобретение относитс  к иэмерн- тельной технике

Цель изобретени  - повышение точности определени  углового положени  вала при увеличении скорости вращени  вала„

На чертеже представлена структурна  схема датчикас Датчик содержит Генератор 1 импульсов, первый счат- , |1ик 2, формирователь 3 опорного сиг- iiana, фазовращатель 4, нуль-орган 5, йервый регистр 6, ключ 7, второй счетчик 8, второй регистр 9, форми- рователь 10 задержанных импульсов, триггер 11, третий регистр 12, сумматор 13, элемент И 14, третий счетчик 15, последовательный сумматор 16,

Датчик углового положени  и скорости вращени  вала работает следующим

рбразоМо

Первый счетчик 2 выполн ет функцию делени  частоты генератора 1 импульсов , Формирователь 3 опорных сигналов вырабатывает из выходных периода- ческих сигналов первого счетчика два опорных напр жени  фазовращател  4 с частотой р. Нуль-орган 5 формирует из выходных синусоидальных сиг- ..налов фазовращател  4 пр моугольные ;периодические сигналы, по фронту кот рых осуществл етс  запись кода перво счетчика 2 первый регистр 6 В последнем фиксируетс  код текущего углового положени  вала

V(fu 4). f - частота, следовани  импульсов

генератора 1;

Е - символ округлени  до меньшего целого (отбрасывани  остатка), дл  упрощени  его опускают; фазовый интервал

t ,t)4f/2.

(4)

гдеТй 1/Е.

Второй .счетчик 8 вместе с ключом 7, триггером 11 и регистром 9 образуют блок вычислени  частоты вращени , определ емой по разности периодов опорного и выходного напр жений фазовращател  4«По фронту выходного сигнала нуль-органа 5 триггер 11 переходит в нулевое состо ние.и, воздейству  на управл ющий вход ключа 7, прекращает поступление импульсов ге- нератЪра 1 на счетный вход счетчика 8. Фронт выходного сигнала нуль

органа 5 запускает также формирова- . тель 10, который выдает на своем первом выходе импульс через врем , достаточное дл  заверщени  переносов в счетчик 8о По этому импульсу происходит перезапись кода счетчика в регистр 9 о Второй импульс формирова- тап  10, воздейству  на входы предус0 тановки счетчика 8, осуществл ет запись в него кода, соответствующего промежутку времени между фронтом импульса нуль-органа 5 и началом импульса на третьем выходе формировате5 л  10 о Этот импульс поступает на установочный вход триггера 11 и переводит его в единичное состо ние, после чего открываетс  ключ 7 и импульсы генератора 1 вновь поступают на

0 счетный вход счетчика 8

Таким образом, в регистре 9 в начале каждого последующего периода фиксируетс  код разности iT T-T j, опре- 25 деленный в предыдущем периоде выходного сигнала нуль-органа 5. Разр дность второго счетчика 8 равна разр дности первого счетчика 2 плюс дополнительный знаковый разр д, используемый дл  3Q определени  направлени  вращени  Последовательно соединенные третий регистр 12, сумматор 13, элемент И 14, третий счетчик 15 образуют блок вычислени  поправки углового положени  вала На входы первого слагаемого сумматора 13 с вы-.ода регистра 9 поступает код отклонени  частоты сигнала, пропорциональный отклонению периода ,|i,T. Сумматор 13 и третий регистр 2 40 образуют накапливающий сумматор, следовательно , при каждом поступлении . тактирующего импульса с выхода промежуточного разр да первого счетчика 2 на выходах сумматора 13 рсуществл - 45 етс  накопление величины, пропорциональной отклонению периода выходного напр жени  фазовращател . Выход разр да переполнени  сумматора 13 подключен к входу схемы И 14, управл   50 поступлением тактирующих импульсов с выхода промежуточного разр да чика 2 на счетный вход счетчика 15 Третий счетчик 15 установлен в нулевое состо ние старщим разр дом счетчика 2, поэтому к моменту изменени  уровн  сигнала на выходе нуль-органа на выходах третьего регистра 12 и счетчика 15 фиксируетс  количество импульсов

N,

Nn-fn-tM

n

159 ( 5)

СЧ

де n

СЦ

емкость счетчика 2, используема  дл  формировани  тактирующих импульсов накапливающего суммматорво Емкости регистров 9 и 12 и счетика 15 равны Пр, поэтому в счетчие 15 фиксируетс  количество импульов

N«- fu- tu

N

&(f

n

cu

n

p

(6)

При выполнении услови 

TO

(7)

выражение (6) приводитс  к виду fu-tu

N

N,

(8)

tu-fu4

N«/N,

(9)

выралсе- .;

bf

Задержанный импульс с первого выхода формировател  10 поступает на тактирующий вход последовательног сумматора 16, вызыва  суммирование кодов сигналов, поступающих на его входы с выходов регистра 6 и счетчика 15о Кроме того, на знаковый разр д слагаемого поправки углового положени  последовательного сумматора 16 поступает инверсный сигнал с выхода знакового разр да регистра 9 В результате.на выходе сумматора 16 фиксируетс  алгебраическа  сумма (с учетом знака),

N eN,-N.,-f.

Z Ч fiif и (4 Ч

С учетом соотношени  4 ние (9) может быть оценено

N.fy-l| /2lr l-(iT/T) (10)

Из анализа вьфажени  (10) следует что относительна  погрешность оценки углового положени  вала пропорциональна отношению ().

99778 -

10

о

5

20

25

30

, 35

40

р м у л ь изобретени  Датчик углового положени  и скорости вращени  вала по ав- csi № 934382, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности определени  углового положени  вала, в него дополнительно введены третий регистр, сумматор, элемент И, третий счетчик и последовательный cy мaтop, причем к младшим разр дам второго регистра подключены входы первого слагаемого сумматора, выходь которого подключены к информационным входам третьего регистра, выход которого соединен с входом второго слагаемого сумматора, выход разр да переполнени  сумматора подключен к первому входу элемента И, второй вход которого соединен с входом разрешени  записи третьего регистра и с выходом промежуточного разр да первого счетчика, а выход элемента И соединен со счетным входом третьего счетчика, вход сброса которого соединен с выходом первого счетчика, а выход третьего счетчика соединен с информационным входом первого слагаемого последовательного сумматора, знаковый вход первого слагаемого которого подключен к выходу знакового разр да второго регистра, информационный вход второго слагаемого последовательного сумматора под-: кЛючен к выходу первого регист- . ра, а тактируемый вход последовательного сумматора подключен к первому выходу формировател  задержанных импульсов, причем выход ..второго ре- гистра  вл етс  выходом кода скорости вращени  вала, выход последовательно- то сумматора  вл етс  выходом кода углового положени  о

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Датчик углового положения и скорости вращения вала по авт. св.

   5 № 934382, отличающийся ’тем, что, с целью повышения точности определения углового положения вала, в него дополнительно введены третий регистр, сумматор, элемент И, Ю третий счетчик и последовательный сумматор, причем к младшим разрядам второго регистра подключены входы первого слагаемого сумматора, выхода которого подключены к информацион15 ным входам третьего регистра, выход которого соединен с входом второго слагаемого сумматора, выход разряда переполнения сумматора подключен к первому входу элемента И, второй вход которого соединен с входом разрешения записи третьего регистра и с выходом промежуточного'разряда первого счетчика, а выход элемента И соединен со счетным входом третьего 25 счетчика, вход сброса которого соединен с выходом первого счетчика, а выход третьего счетчика соединен с информационным входом первого слагаемого последовательного сумматора,

   30 знаковый вход первого слагаемого которого подключен к выходу знакового разряда второго регистра, информационный вход второго слагаемого последовательного сумматора под- :

   35 кЛючен к выходу первого регистра, а тактируемый вход последовательного сумматора подключен к первому выходу формирователя задержанных импульсов, причем выход ..второго ре40 гистра является выходом кода скорости вращения вала, выход последовательного сумматора является выходом кода углового положения.