SU1644376A1 - Устройство дл кодировани угла поворота - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к автоматике и может найти применение в высокоточных системах автоматического измерени  угла поворота о .Целью изоб.- ретени   вл етс  повышение точности устройства„ Поставленна  цель дости- гаетс  тем,что в устройство дл  кодировани  угла поворота, содержащее преобразователь угол - код, кинематически соединенный с черв чной парой, и узел коррекции, введены датчик угла и дискриминаторы, равномерно расположенные по окружности черв чного колеса. Выполнение узла коррекции в совокупности с датчиком угла и дискриминаторами позвол ет проводить коррекцию показаний устройства. 7 ил. (Л

Description

Рзобретение относитс  к автоматике и может найти применение в высокоточных системах автоматического измерени  угла поворота.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности устройства.

На фиг. 1 представлена кинематическа  схема устройства; на фиг 2 - функциональна  схема устройства; на фиг. 3 - блок сравнени ; на фиг„ 4 - чувствительный элемент; на фиг. 5 - задающий элемент; на фиг. 6 - форма сигнала на выходе считывающего элемента; на фиг. 7 - временные диаграммы ,по сн ющие работу устройства.

Устройство дл  кодировани  угла поворота содержит преобразователь -J угол - код, черв чное колесо 2,черв к 3, задающие элементы 4, чувствительный элемент 5, посто нное запоминающее устройство 6, блок 7 сравнени , счетчик 8, генератор 9 импуль

Г П+f1T TJf Т1ТЧ Ј1ТМ-Т 1 (1 ТХ j- rs-чттл

нении, счетчик о, генератор у импул сов, триггеры 10 и 11, элемент И 12, вьгчитатель 13, триггер 14, элемент И 15, сумматор 16, регистр 17, эле- мент ИЛИ 18, входы 19 и 20 устройства , входы 21 и 22 триггера 10, вход 23 чувствительного элемента 5, выходы 24-26 устройства, входы 27-29, а также выходы 30 и 31 блока 7 сравнени , вход 32 счетчика 8, входы 33- 35 регистра 17, вход J6 вычитател  13 и выходы 37 и 38 сумматора 16.

Блок 7 сравнени  содержит вычита- тель 39, вычитатель 40 абсолютных величин, элемент 2И-ИЛИ 41, счетчик

Ф

t Од 1

О

42, элемент 43 задержки, входы 44-47 элемента 2И-ИЛИ 41 и задатчик 48 кода

Чувствительный элемент 5 содержит дискриминатор 49 уровн , триггер 50, дифференцирующую цеп очку 51, формирователь 52 импульсов, считывающий элемент 53, установленный на стойке 54,

Принцип действи  устройства основан на том, что на черв чном колесе 2, используемом совместно с многооборотным преобразователем 1 угол - код, устанавливаютс  с некоторым интервалом по углу задающие элементы 4 например, магниты, которые в сочетании с чувствительным элементом 5, построенным на эффекте Холла, обеспечивают высокоточное измерение угла в этих точках и Нормирование поправок к показани м преобразовател  1 угол - код.При вращении черв чного колеса 2 считывающий элемент 53 проходит в зазор между парами магнитов задающего элемента 4, не каса сь их. При этом вырабатываетс  сигнал, Фор- ма которого представлена на фиг. 6. Перемещение черв чного колеса 2 обозначено через С| , в точке Q задающий элемент 4 располагаетс  точно против считывающего элемента 53„ При этом на выходе считывающего элемента 53 напр жение близко нулю, что вы вл ет дискриминатор 49 уровн .

Триггер 11 устанавливаетс  в нулевое состо ние по сигналу логической единицы с выхода триггера 10, при этом сигналы на другом входе триггера 11 игнорируютс . Преобразователь 1 угол - код по сигналу опроса на его входе измер ет угол поворота своего входного вала и на выходах запоминает код, пропорциональный измеренному углу.

Устройство работает следующим образом .

Преобразователь 1 угол - код кодирует поворот черв чного колеса 2 от 0 до 360 , при этом входной вал преобразовател  1 совершает количество оборотов, равное передаточному отношению черв чной пары. В ПЗУ 6 хран тс  координаты AJ задающих элементов 4 „ Перед началом работы по сигналу на входе 19 сбрасываютс  регистр 17 и триггер 14.

Рассмотрим случай, когда после включени  устройства не было прохож0

5

0

5

0

0

дени  задающих элементов 4 мимо чувствительного элемента 5, а измер емый угол отличаетс  от углов А{ более чем на величину Ср0 , где рассто ние от точки Q до положени  задающего элемента 4 (фиг. 6), при котором на считывающем элементе 53 формируетс  максимальный сигнал„ Импульс опроса на входе 20 проходит на вход счетчика 8, сбрасыва  его, а триггер 10 устанавливает в единичное состо ние. Сигнал с выхода триггера 10 открывает элемент И 12С После поступлени  пер- вого импульса с выхода генератора 9 на счетчик 8 по первому адресу из ПЗУ 6 извлекаетс  координата А, „ Сигнал логической единицы с выхода триггера 10 поступает на вход преобразовател  1 угол - код как сигнал опроса, по которому на выходах преобразовател  1 формируетс  код А ,пропорциональный измер емому углу. Этот код поступает на вход 27 блока 7 сравнени .

Вычитатель 39 блока 7 сравнени  вычитает из кода на входе 27 код на входе 28, поступающий из ПЗУ 6«, Если А А, то знаковый разр д разности , формируемой на выходе вычита- тел  39, равен 1 и импульс, поступивший на вход 29, проходит на выход 30 блока 7 сравнени  и далее - на вход 22 триггера 10, перевод  его в нулевое состо ние. После этого элемент И 12 запираетс  и показани  счет- 5 чика 8 не измен ютс . Если то знаковый разр д на выходе вычита- тел  39 равен О. Поэтому импульс с входа 29 не проходит на выход 30 и триггер 10 остаетс  в единичном состо нии„ После поступлени  последующих импульсов на счетчик 8 из ПЗУ

6 извлекаютс  очередные значени  А до тех пор, пока Af не будет меньше значени  Aj, при этом импульсы на

вход счетчика 8 перестают поступать.

Код с выхода преобразовател  1 поступает на вход 37 сумматора 16, с выхода которого на выходы 26 устройства , так как на вход 38 поступает код О. На выходе 25 устройства формируетс  триггером 14 сигнал достоверности . На выходе 24 устройства формируетс  импульс, синхронизированный по времени с кодом на выходах 26. Рассмотренный случай соответствует моменту времени t (фиг„ 7)„

Рассмотрим случай, когда после включени  устройства не было прохождени  задающего элемента 4 мимо чувствительного элемента 5, и измер емый угол отличаетс  от одного из углов А|- не более чем на величину , но не

равен ему. В этом случае устройство работает аналогично предьщущему слу- чаю, однако на выходе вычитател  АО блока 7 сравнени  формируетс  знаковы разр д разности кодов, равный 1

&V IA/- A« |- Po

где Ц - константа, поступающа  с выхода задатчика 48 кода.

По сигналу логической единицы на выходе вычитател  40 импульс с входа 29 поступает на триггер 42, устанавлива  его в единичное состо ние. Сигнал с выхода триггера 42 поступает на вход 23 чувствительного элемента 5.

Рассмотрим случай, когда измер емый угол А таков, что i-й задающий элемент 4 расположен точно против чувствительного элемента 5. Этот случай может быть только после того, как перед ним была предыдуща  ситуаци , котора  завершилась поступлением сигнала логической единицы на вход чувствительного элемента 5 и Лормирова- нием на выходах ПЗУ 6 запомненного кода.

Чувствительный элемент 5 формирует на своем выходе положительный импульс заданной длительности (обозначим его СДХ) (фиг. 7 г). Если -этот сигнал по времени не совпадает с сигналом опроса на входе 20 устройства (фиг.7 а) или с состо нием логической единицы на выходе триггера 10 (Фиг. 7 в) то устройство работает следующим образом (момент времени t,, фиг. 7).

Сигнал СДХ устанавливает триггер 11 в единичное состо ние (фиг. 7 е), при этом сигнал с выхода триггера 11 опрашивает преобразователь 1, код которого А (фиг. 7 б) поступает на вход 36 вычитател  13, формирующего на своих выходах поправку

uj AJ- А;,

где А| - поступающий с ПЗУ 6 код точного положени  1-го задающего элемента 4.

По сигналу логической единицы с выхода триггера 11 регистр 17 записывает код, поступающий на его входы 35.

Если сигнал СДХ частично совпадает по времени с сигналом логической единицы на выходе триггера 10 (мо

10

15

20

25

43766

мент времени t, Лиг. 7), то так как длительность сигнала СДХ больше, чем максимально возможна  длительность сигнала логической единицы на выходе триггера 10, по окончании последнего устройство воспринимает сигнал СДХ и работает аналогично описанному.

Устройство аналогично и в том случае, если сигнал СДХ поступает одновременно с импульсом опроса на вход 20 устройства (момент времени t-, фиг. 7). При этом сигнал опроса не сможет установить триггер 10 в единичное состо ние

Рассмотрим работу устройства, после того как сигнал СДХ сн лс . По первому импульсу опроса на входе 20 . устройства оно работает аналогично описанному в первом случае, однако на выходах 26 формируетс  значение кода как сумма поправки, записанной в регистр 17, и кода с выхода преобразовател  1 „

Триггер 14 находитс  в единичном состо нии, формиру  на выходе 25 устройства сигнал достоверности выходного кода. Таким образом, по заднему фронту импульса на выходе 24 (фиг. 7 ж) , определ ющему окончание отработки устройством очередного сигнала опроса, формируетс  код на выходах 26 устройства

Ложной выдачи сигнала СДХ при нулевом сигнале считывающего элемента 53, кроме точки д , не происходит, так как в этих случа х на вход 23 чувствительного элемента 5 подаетс  сигнал логического нул , формируемый на выходе вычитател  40 блока сравнени 

30

35

40

Claims (1)

1. Формула изоб ретени 

   Устройство дл  кодировани  угла поворота, содержащее преобразователь угол - код, кинематически св занный с черв чной парой, содержащей чер- в чное колесо и черв к, и узел коррекции , отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности устройства, в него введены чувствительный элемент и задающие элементы, равномерно расположенные по окружности черв чного колеса, около которой расположен чувствительный элемент, а узел коррекции содержит три триггера , посто нное запоминающее устройство , счетчик, генератор импульсов , два элемента И, элемент ИЛИ, вычитатель, сумматор, регистр и блок сравнени , первый выход которого соединен с первым входом первого триггера , выход которого соединен ,с первым входом первого элемента И, первым входом элемента ИЛИ и первым входом второго триггера, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ,

   и

   с первым управл ющим входом регистра с первым входом третьего триггера, выход которого  вл етс  первым управл ющим выходом устройства, а второй вход  вл етс  первым входом устройства и объединен с вторым управл ющим входом регистра, выходы которого соединены с входами первого слагаемого сумматора} выходы которого  вл ютс  информационными выходами устройства, первый вход второго элемента И  вл етс  вторым входом устройства, второй вход второго элемента И объединен с вторым входом второго триггера, а выход второго элемента И соединен с вторым входом первого триггера, с первым входом счетчика и  вл етс  вто

   3768

   рым управл ющим выходом устройства, выходы счетчика соединены с входами посто нного запоминающего устройства, выходы которого соединены с первой группой входов блока сравнени  и с первой группой входов вычитател , выходы которого соединены с информационными входами регистра, втора  группа входов вычитател  объединена с второй группой входов блока сравнени  и с входами второго слагаемого

   сумматрра, .выход генератора импульсов соединен с вторым входом первого эле- . мента И, выход которого соединен с вторым входом счетчика и с входом блока сравнени , второй выход блока сравнени  узла коррекции соединен с входом чувствительного элемента, выход которого соединен с вторым входом второго триггера узла коррекции, выход элемента ИЛИ узла коррекции соединен с входом преобразовател  угол-; код, выходы которого соединены с второй группой входов вычитател  узла коррекции.

   Кодируемый вал

   4-6

   4-/

   Ы

   4rJ

   Фие.1

   27 28

   Фиг.З

   Фиг. 5

   25

   Фиг.2