SU1695502A1 - Shaft angle encoder - Google Patents
Shaft angle encoder Download PDFInfo
- Publication number
- SU1695502A1 SU1695502A1 SU894671644A SU4671644A SU1695502A1 SU 1695502 A1 SU1695502 A1 SU 1695502A1 SU 894671644 A SU894671644 A SU 894671644A SU 4671644 A SU4671644 A SU 4671644A SU 1695502 A1 SU1695502 A1 SU 1695502A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- output
- input
- inputs
- information
- switches
- Prior art date
Links
Landscapes
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано дл автоматического измерени угловых перемещений. Целью изобретени вл етс повышение быстродействи преобразовател путем введени параллельного изменени состо ни аналоговых коммутаторов по импульсу на одном из входов счетчика. Поставленна цель достигаетс тем, что в известный преобразователь угол- код, содержащий синусно-косинусный датчик 1 угла, инверторы 3 и 4, аналоговый коммутатор 5, делитель 7 напр жени , два компаратора 10 и 11, элемент НЕ 12, элементы И 13 и 15, элемент 19 задержки, D- триггер 18-1, генератор 14 пр моугольных импульсов, введены три аналоговых коммутатора 6,8 и 9, второй D-триггер 18-2, два реверсивных счетчика 16 и 17. Введение дополнительных элементов позвол ет исключить избыточность коммутаций и за счет этого повысить быстродействие преобразовател . 2 ил. ЈThe invention relates to automation and computing and can be used to automatically measure angular movements. The aim of the invention is to increase the speed of the converter by introducing a parallel change in the state of analog switches by impulse at one of the inputs of the counter. The goal is achieved in that a known angle-code converter containing a sine-cosine sensor 1 angle, inverters 3 and 4, analog switch 5, voltage divider 7, two comparators 10 and 11, element 12, elements 13 and 15 , delay element 19, D-trigger 18-1, generator of 14 rectangular pulses, three analog switches 6.8 and 9, the second D-trigger 18-2, two reversible counters 16 and 17 are introduced. The introduction of additional elements makes it possible to eliminate redundancy switching and thereby increase the speed of the converter. 2 Il. J
Description
Изобретение относитс к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано дл автоматического измерени угловых перемещений.The invention relates to automation and computing and can be used to automatically measure angular movements.
Целью изобретени вл етс повышение быстродействи преобразовател за счет того, что изменение состо ний коммутаторов происходит параллельно по импульсу на одном из входов счетчика.The aim of the invention is to increase the speed of the converter by changing the state of the switches in parallel to the pulse at one of the inputs of the counter.
На фиг.1 представлена структурна схема преобразовател ; на фиг.2 - диаграмма работы преобразовател .Figure 1 shows a block diagram of a converter; figure 2 - diagram of the Converter.
Преобразователь содержит синусно-косинусный датчик 1 угла с синусным 21 и косинусным 22 выходами, инверторы 3,4, первый аналоговый коммутатор 5, второй аналоговый коммутатор 6, делитель 7 напр жени , третий и четвертый аналоговые коммутаторы 8 и 9, первый и второй компараторы 10 и 11, элемент НЕ 12, элемент И 13, генератор 14 пр моугольных импульсов, элемент И 15, первый и второй реверсивные счетчики 16 и 17, первый и второй D-тригге- ры 18, элемент 19 задержки.The converter contains a sine-cosine angle sensor 1 with a sine 21 and a cosine 22 outputs, inverters 3,4, first analog switch 5, second analog switch 6, voltage divider 7, third and fourth analog switches 8 and 9, first and second comparators 10 and 11, element 12, element 13, rectangular impulse generator 14, element 15, first and second reversible counters 16 and 17, first and second D-flip-flops 18, delay element 19.
Преобразователь работает следующим образом.The Converter operates as follows.
При повороте объекта (вала) на угол фна выходах 2.1 и2.2 датчика 1 формируютс сигналы, пропорциональные соответственно sin ip и cos p (или близкие к ним). На фиг.2 сверху показаны сигналы с датчика 1, а также сигналы на выходах инверторов 3 и 4 в зависимости от угла поворота р.When the object (shaft) is rotated at an angle of fna with the outputs 2.1 and 2.2 of sensor 1, signals are generated that are proportional to (or close to) sin ip and cos p. Figure 2 above shows the signals from sensor 1, as well as the signals at the outputs of inverters 3 and 4, depending on the angle of rotation p.
Предположим, что вначале вал неподвижен , а коды на адресных входах коммутаторов 6,5,8 и 9 таковы, что при коммутаци х их информационных входов пороговые уровни на первом и втором входах соответственноSuppose that at first the shaft is stationary, and the codes at the address inputs of the switches 6,5,8 and 9 are such that when their information inputs switch, the threshold levels at the first and second inputs are respectively
ОABOUT
о ел ел оo ate ate o
N5N5
компараторов 11 и 10 по отношению к опорному сигналу с выхода коммутатора 6 обеспечивают сигналы лог.О на выходах компараторов 10 и 11, т.е. опорный уровень находитс между нижним и верхним порогами компараторов 11 и 10. При этом с помощью D-триггеров 18 элементы И 13 и 15 заперты и счетчик 16 не измен ет своего содержимого. Такое состо ние преобразовател при данном посто нном положении вала вл етс устойчивым.the comparators 11 and 10 with respect to the reference signal from the output of the switch 6 provide the signals of the log. O at the outputs of the comparators 10 and 11, i.e. the reference level is between the lower and upper thresholds of the comparators 11 and 10. At the same time, with the help of D-flip-flops 18, the elements 13 and 15 are locked and the counter 16 does not change its contents. Such a state of the transducer at a given constant shaft position is stable.
Предположим также, что в этом исходном состо нии преобразовател разворот вала соответствует некоторому углу (фиг.2а), а на выходе счетчика 16 присутствует нулевой код. Опорный сигнал дл компараторов 10,11, формируемый коммутатором 6 при нулевом коде на его адресном входе, пропорционален sin p0 , так как к выходу подключен первый информационный вход коммутатора 6. Сигнал на выходе коммутатора 5, используемый дл формировани пороговых уровней компараторов 10 и 11, пропорционален - cos po (активизирован первый информационный вход коммутатора 5). Сигнал с выхода коммутатора 5 поступает на вход делител 7 напр жени , коэффициент Кп делени n-го канала которого дл рассматриваемого случа гармонических сигналов вычисл етс по формулеSuppose also that in this initial state of the transducer the shaft turn corresponds to a certain angle (Fig. 2a), and the output of the counter 16 contains a zero code. The reference signal for comparators 10.11, generated by switch 6 with a zero code at its address input, is proportional to sin p0, since the first information input of switch 6 is connected to the output. The output signal of switch 5 used to form threshold levels for comparators 10 and 11, proportional - cos po (the first information input of the switch 5 is activated). The signal from the output of the switch 5 is fed to the input of the voltage divider 7, the division ratio Kp of the n-th channel of which for the considered case of harmonic signals is calculated by the formula
- (5-n), где п 1-4, - (5-n), where n 1-4,
котора получена из услови равномерности шага дискретизации по углу р , В рассматриваемом случае гармонических сигналов нижний порог (сигнал, подаваемый на первый вход Компаратора 11) равен -Ki-cosЈ o - cos po, а верхний порог (сигнал на первом входе компаратора 10) равен -К2 cos ро - 0,67 cos p0. Нужные коэффициенты Кп обеспечиваютс пор дком подключени информационных входов коммутаторов 8 и 9 к выходам делител 7 (см. фиг1), а выбор требуемых функциональных зависимостей дл ро - подключением информационных входов коммутаторов 5 и 6.which is obtained from the condition of uniformity of the discretization step on the angle p, In the considered case of harmonic signals, the lower threshold (the signal applied to the first input of the Comparator 11) is -Ki-cosЈ o - cos po, and the upper threshold (the signal at the first input of the comparator 10) is -K2 cos ro - 0.67 cos p0. The required Kp coefficients are provided in order to connect the information inputs of the switches 8 and 9 to the outputs of the divider 7 (see FIG. 1), and the choice of the required functional dependencies for ro to connect the information inputs of the switches 5 and 6.
На фиг.2а нижний и верхний пороги, соответствующие данному , изображены лини ми А и В соответственно, при этом опорный уровень (sin po ) находитс между этими порогами. В этом случае, как отмечалось, компараторы 10,11 формируют сигналы лог.0, элементы И 13 и 15 заперты и импульсы генератора 14 не проход т на счетные входы счетчика 16. Таким образом, до тех пор пока вал неподвижен ((р о), состо ние счетчика 16 не мен етс .In Figure 2a, the lower and upper thresholds corresponding to this one are depicted by lines A and B, respectively, while the reference level (sin po) is between these thresholds. In this case, as noted, the comparators 10.11 form signals log.0, the elements 13 and 15 are locked, and the pulses of the generator 14 do not pass to the counting inputs of the counter 16. Thus, as long as the shaft is stationary ((p o) The state of the counter 16 does not change.
При движении вала опорные и пороговый сигналы измен ютс согласно соответствующим функциональным зависимост м. Пока опорный сигнал находитс между по- . рогами, содержимое счетчика 16 не измен - етс . Ситуаци нарушаетс , когда опорный сигнал пересекает один из пороговых. Например , при движении от р0 вправо по фиг.2а опорный уровень при некотором углеAs the shaft moves, the reference and threshold signals change according to the corresponding functional dependencies. As long as the reference signal is in between. horns, the contents of the counter 16 is not changed. The situation is disturbed when the reference signal crosses one of the threshold signals. For example, when moving from p0 to the right in FIG. 2a, the reference level at a certain angle
00
5five
00
5five
р превышает верхний пороговый уровень, запираетс элемент И 13 и разрешаетс прохождение импульса от генератора 14 через элемент И 15 на первый вход счетчика 16, при этом код на выходе счетчика 16 увеличиваетс на единицу в младшем разр де, что приводит к изменению состо ни коммутаторов 8 и 9: к их выходам подключаютс вторые информационные входы, что означает смену пороговых сигналов на втором и первом входах соответственно компараторов 10 и 11. С этого момента уровень сигнала на втором входе компаратора 10 пропорционален -Кз cos (p , а на первом входе компаратора 11 -Ка cos p . После завершени коммутаций на выходах коммутаторов 10 и 11 вновь присутствует лог. О, запирающий элементы И 13 и 15, так как опорный сигнал с выхода коммутатора 6 вновь оказываетс между пороговыми сигналами с выходов коммутаторов 8 и 9. Преобразователь вернулс в устойчивое состо ние (ожидание изменени разности между пороговыми и опорным сигналом), счетчик 17 зафиксировал приращение угла (его содержимое увеличилось на единицу).p exceeds the upper threshold level, the AND 13 element is locked and the pulse from the generator 14 through the AND 15 element is allowed to the first input of the counter 16, and the code at the output of the counter 16 is increased by one in the lower order, which leads to a change in the state of the switches 8 and 9: the second information inputs are connected to their outputs, which means changing the threshold signals on the second and first inputs of the Comparators 10 and 11, respectively. From this point on, the signal level on the second input of the comparator 10 is proportional to -Cs cos (p, and on the first to The comparator 11 -Ka cos p ode. After the completion of the switching, the output of the switches 10 and 11 again has a log O, which locks the elements 13 and 15, since the reference signal from the output of the switch 6 again appears between the threshold signals from the outputs of the switches 8 and 9. The converter returned to the steady state (waiting for the difference between the threshold and the reference signal to change), the counter 17 fixed the angle increment (its contents increased by one).
При дальнейшем движении вала в том же направлении состо ние преобразовател (т,е, содержимое счетчиков 16 и коммутации ) измен етс в соответствии с таблицей на фиг.2,б, показывающей, в каком пор дке коммутируютс сигналы с выходов 2.1 и 2.2 при увеличении кода счетчика 16.Upon further movement of the shaft in the same direction, the state of the converter (t, e, the contents of the counters 16 and switching) changes in accordance with the table in Fig. 2, b, showing in what order the signals from outputs 2.1 and 2.2 switch with increasing counter code 16.
При движении вправо от р0 опорный уровень последовательно пересекает верхние пороги. Вначале содержимое счетчика 16 измен етс лишь в двух младших разр дах (коды 0,1,2 или 3), каждому такому коду соответствует определенное состо ние коммутаторов 8 и 9, измен ющих пороги компараторов 11 и 10, измен етс коэффициент делени порогового сигнала, подаваемого на вход делител 7. При увеличении содержимого счетчика 16 (начина с 4) мен етс знак опорного сигнала с выхо- да коммутатора 6 (сигнал с датчика 1 становитс положительным), что приводит к необходимости смены порогового сигнала, выполн емого путем активации второго входа коммутатора 5 (на вход делител 7 те0When moving to the right of p0, the reference level successively crosses the upper thresholds. At first, the contents of counter 16 are changed only in two lower bits (codes 0, 1, 2 or 3), each such code corresponds to a certain state of switches 8 and 9, changing the thresholds of comparators 11 and 10, the division ratio of the threshold signal, input divider 7. When increasing the contents of counter 16 (starting with 4), the sign of the reference signal from the switch 6 output (the signal from sensor 1 becomes positive) changes, which makes it necessary to change the threshold signal performed by activating the second input comm ora 5 (the input of the divider 7 TE0
5five
00
5five
перь подаетс сигнал, пропорциональный cos р).The signal is proportional to cos p).
При дальнейшем движении вала содержимое счетчика 16 измен етс последова- тельно в диапазоне , при этом мен ютс лишь пороговые сигналы, но уже с новым сигналом на входе делител 7.Upon further movement of the shaft, the contents of the counter 16 change sequentially in the range, with only the threshold signals changing, but with a new signal at the input of the divider 7.
Начина с кода счетчика 16, равного 8, используетс новый опорный сигнал - cos р который присутствует на выходе коммутатора 6 до по влени кода на счетчике 16, равного 15. Цикл переключени пороговых сигналов и выбора коэффициентов делени аналогичен предыдущему циклу (коды 8). Начина с кода на счетчике 16, равного 16, вновь выбираетс нова опорна функци , равна (- sin p) , и возобновл етс цикл выбора пороговых сигналов и коэффи- циентов делени ; начина с кода 24 выбираетс опорна функци cos p с аналогичными коммутаци ми аналоговых коммутаторов 5,8,9. При переполнении счетчика 16 и дальнейшем движении в том же направлении последний сбрасываетс , и затем все коммутации периодически повтор ютс .Starting with the counter code 16, equal to 8, a new reference signal is used — cos p which is present at the output of switch 6 before the code appears on counter 16, equal to 15. The switching cycle of threshold signals and the selection of division factors is similar to the previous cycle (codes 8). Starting with a code on counter 16 equal to 16, the new reference function is again selected equal to (- sin p), and the cycle of selection of threshold signals and division factors is resumed; Starting with code 24, the cos p reference function is selected with analog switch commutations 5,8,9. When the counter 16 overflows and further moves in the same direction, the latter is reset, and then all the commutations are periodically repeated.
При обратном движении вала работа преобразовател аналогична рассмотрен- ному случаю, при этом содержимое счетчика 16 при пересечении опорным сигналом нижнего порога уменьшаетс на 1.When the shaft moves backward, the operation of the converter is similar to the considered case, while the contents of counter 16, when the reference signal crosses the lower threshold, is reduced by 1.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU894671644A SU1695502A1 (en) | 1989-03-31 | 1989-03-31 | Shaft angle encoder |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU894671644A SU1695502A1 (en) | 1989-03-31 | 1989-03-31 | Shaft angle encoder |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1695502A1 true SU1695502A1 (en) | 1991-11-30 |
Family
ID=21438431
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU894671644A SU1695502A1 (en) | 1989-03-31 | 1989-03-31 | Shaft angle encoder |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1695502A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2659468C1 (en) * | 2017-09-13 | 2018-07-02 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "Московский институт электронной техники" | Following sine and cosine angle-to-code converter |
-
1989
- 1989-03-31 SU SU894671644A patent/SU1695502A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР isfe 1348643, кл. Н 03 М 1 /48, 1987. Домрачев В.Г. и др. Схемотехника цифровых преобразователей перемещений. М.: Энергоатомиздат, 1987, с. 202, рис. 12.1 * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2659468C1 (en) * | 2017-09-13 | 2018-07-02 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "Московский институт электронной техники" | Following sine and cosine angle-to-code converter |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPS62162968A (en) | Speed detecting device | |
SU1695502A1 (en) | Shaft angle encoder | |
US4884226A (en) | Method for detecting position | |
US3227863A (en) | Digital position control and/or indicating system | |
JPS61110005A (en) | Method and apparatus for detecting position | |
SU1410277A1 (en) | Shaft angle-to-digital converter | |
SU1043703A1 (en) | Shaft angular position-to-code converter | |
SU1115080A1 (en) | Shaft turn angle encoder | |
SU1262730A1 (en) | Shaft turn angle-to-digital converter | |
SU1198753A1 (en) | Shaft-turn-angle-to-digital converter | |
SU830312A1 (en) | Device for programme-control of machine tool drive | |
SU720452A1 (en) | Shaft angular position-to-code converter | |
SU360001A1 (en) | ||
SU1003122A1 (en) | Shaft angular position-to-code converter | |
SU1092544A1 (en) | Shaft turn angle encoder | |
SU1282329A1 (en) | Shaft turn angle-to-digital converter | |
SU1137581A1 (en) | Angular displacement converter | |
SU1589391A1 (en) | Device for checking angle-shaft-position-to-digital converter | |
SU376661A1 (en) | DEVICE FOR CONTROL OF ANGULAR DISPLACEMENT SENSORS | |
JPS6123914A (en) | Measuring device | |
SU1061168A1 (en) | Shaft rotation angle/time interval converter | |
SU868640A1 (en) | Digital meter of symmetrical components of three-phase network | |
SU892703A1 (en) | Analogue-digital converter | |
SU1349003A2 (en) | Displacement-to-code-to-phase conversion device | |
SU601731A1 (en) | Angular displacement -to-code converter |