SU404111A1 - Преобразователь угол-фаза-код - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может быть испольюваио в прецизионных преобразовател х угла поворота вала измерительной системы в цифровой код.

Известны преобразователи угол-фаза-код, содержащие генератор импульсов,, подклю 1енный ко входам реверсивных счетчиков имаульсов и через делитель частоты к синхронному электродвигателю, механически сочлененному с кодирующим устройством (роторо .м), а также неподвижный и сочлененный со входным валом подвижный считывающие элементы, выходы которых соединены через устройства сравнени  с выходами реверсивных счетчиков импульсов.

Однако существующие устройства имеют динамическую погрен ность, вызванную вибрацией ротора в подшипниках, неравномерностью скорости вращени  ротора, неточностью геометрических размеров ротора и считывающих элементов.

Целью изобретени   вл етс  повыщение точности преобразовател .

Дл  этого в преобразователь введены два усредн ющих устройства и блок ключей, причем входы блока ключей соединены с выходами разр дов одного из реверсивных счетчиков импульсов и выходом другого счетчика, управл ющие входы которых подключены к

выходам усредн ющих устройств, входы которых соединены с выходами устройств сравнени . На чертеже приведена структурна  схема

преобразовател .

Преобразоватеель угол-фаза-код содержит генератор импульсов 1, соединенный через делитель частоты 2 с синхронным электродвигателем 3, который механически сочленен

с кодирующим устройством 4. Напротив кодовых дорожек кодирующего устройства наход тс  считывающие элементы 5 и 6. Считывающий элемент 6 кинематически соединен с входным валом 7. Выходы считывающих

элементов 5 и 6 подключены к первым входам устройств сравнени  8 и 9, ко вторым входам которых подключены выходы реверсивных счетчиков импульсов 10 и 11, счетные входы которых соединены с выходом генератора

импульсов 1.

К управл ющим входам счетчиков 10 и 11 подключены выходы усредн ющих устройств 12 и 13,.входы которых соединены с выходами устройств сравнени  8 и 9. Выходы разр дов счетчика 10 подключены ко входам блока 14 ключей, а к управл ющему входу того же блока ключей подключен выход счетчика И.

При приведенном соединении счетчик импульсов 10 (или 11), устройство сравнени  8

(или 9), усредн ющее устройство 12 (или 13) и считывающий элемент 5 (или 6) образуют дискретную след щую систему. Дискретна  след ща  система, включающа  иеподвижный считывающий элемент 5,  вл етс  опорной , относительно выходных импульсов которой измер ют фазовый сдвиг, вызванный смещением по преобразуемому углу подвижного считывающего элемента б сигнальной дискретной след щей системы. Обе дискретных след щих системы аналогичны друг другу по устройству и работе.

Дискретные след щие системы работают следующим образом.

Генератор импульсов 1 на входы счетчиков 10 и 11 подает импульсы эталонной частоты

А

величины /11 -, где К - коэффициент пересчета счетчиков 10 и 11, Т-интервал времени поступлени  импульсов со счетчика 10 оиорпой дискретной след щей системы.

Кодирующее устройство 4 вращаетс  синхронным электродвигателем 3, питаемым от генератора 1 через делитель частоты 2. Применение синхронного двигател  обеспечивает среднее значение интервалов времени между импульсами считывающего элемента 5, равное Гер.

С выхода счетчика 10 следуют импульсы с интервалом времени Т, задаваемым эталонным генератором импульсов 1.

Моменты времени поступлени  импульсов е выхода счетчика 10 сравниваютс  с моментами времени поступлени  импульсов с неподвижного считывающего элемента 5, соедипенного с устройством сравнени  8. Устройство сравнени  8 формирует сигналы рассогласовани  со знаком «минус или «плюс в зависимости от опережени  или отставани  выходного импульса счетчика 10 относительно очередного импульса неподвижного считывающего элемента 5.

Сигналы рассогласовани  подаютс  на усредн ющее устройство 12 с положительным и с отрицательным пороговыми выходами. Пороговый выход выдает один импульс, если алгебраическа  разность количеств сигналов рассогласовани  со знаком «плюс и «минус превышает установленный порог. В качестве усредн ющего устройства с пороговыми выходами может быть применен реверсивный счетчик импульсов с сигнализацией его переполнени  в сторопу «плюс и «минус ; в этом случае порог определ етс  коэффициентом пересчета реверсивного счетчика.

Положительный пороговый выход усредн ющего устройства соединен с суммирующим управл ющим входом счетчика 10, а отрицательный пороговый выход соединен с вычитающим управл ющим входом того же счетчика . Импульс, поданный на суммирующий

вход счетчика, сдвигает все последующие выходные импульсы счетчика вперед на едиТ ничныи интервал времени. Импульс,

данный на вычитающий вход счетчика, сдвигает все последующие с его выхода импульсы

Т

назад на ту же величину .

Выходные импульсы счетчика 10 сдвигаютс  в положение, где веро тность онережепи  и отставани  этих импульсов отиосительно импульсов неподвижного считывающего элемента равна 1/2, т. е. в центр распределени  веро тной динамической погрешности, обусловленной несоответствием Т и Гер.

Устройством сравнени  9 сигнальной дискретной след щей системы сравниваютс  моменты времени поступлени  выходных импульсов счетчика 11 и импульсов с подвижного считывающего элемента 6.

Выходные импульсы счетчика 11 устанавливаютс  в центре распределени  веро тной динамической погрешности поступлени  импульсов с подвижного считывающего устройства 6.

Цифровой код, эквивалептный среднему значению сдвига фаз сигналов считывающих элементов 5 и 6, обусловленный поворотом подвижного элемента на угол 0, получаетс  путем фиксации состо ни  счетчика 10 в момент времени поступлени  выходного импульса счетчика lil. С этой целью ключи блока 14 ключей, соединенные с триггерами счетчика 10, соедииены с выходом счетчика 11 и открываютс  в момент прихода с него очередного импульса. В этот момент времени с выхода ключей выдаетс  параллельный код, эквивалентиый преобразуемому углу 0.

Предмет и з о б р е т е и -и  

Преобразователь угол-фаза-код, содержащий генератор импульсов, подключенный через делитель частоты к электродвигателю и непосредственно ко входам двух реверсивных счетчиков импульсов, выходы которых соедииеиы через устройства сравнени  со считывающими элементами, одИ) из которых неподвижен относительно кодирующего устройства , механически сочлепеппого с электродвигателем , а второй - сочлепен с входным валом, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности преобразовател , в него введены два усредн ющих устройства и блок ключей, причем входы блока ключей соеди)1ены с выходами разр дов одного из реверсивных счетчиков импульсов и выходом другого счетчика, управл ющие входы которых подключены к выходам усредн ющих устройств, входы которых соединены с выходами устройств сравнени .