SU771697A1 - Магнитный преобразователь угла поворота вала в код - Google Patents

Description

двухкоординатной универсальной сканирующей потокочувствительной магнитной головкой) на фиг. 2 - устройство кодового диска с кольцевой шкалой в пр мом и обратном коде, на фиг. 3 расположение символов частного кольцевого кода длиной L , равной , 1 и И-- 1; на фиг.- 4 - область сканировани  головки дл  различных .частных кольцевых кодов с многозначным алфавитом; на фиг. 5 - возможна  конструкци  магнитного преобразовател  угла поворота вала в код с двухкоординатным сканированием и многозначными элементами кодовой шкаль.

Обозначени , прин тые в описании изобретени : вход 1 магнитного преобразовател  угла поворота вала в код, на который поступает сигнал об изменении угла, блок 2 управлени , блок 3 сканировани  по строке (координате Х) , магнитна  головка 4-, блок 5 синхронизации, блок 6, сканировани  по столбцу (координата ), магнитный элемент 7(диск), рабочий слой 8 магнитного носител  с.множеством устойчивых состо ний, блок 9 проверки кольцевого кода и формировани  истинного кода дорожек 10 с витками синхроимпульсов, дорожка 11 с пр мым кольцевым кодом, дорожка 12 с обратным кольцевым кодом, усилители-формирователи 13 и 14 сигнала магнитной (интегральной) головки, дорожки 15-19, образующие многоустойчивый магнитный носитель.

Магнитный угловой преобразователь работает следующим образом.

При поступлении сигнала запроса о измерении угла на вход 1 преобразовател , в блок управлени  2, коммутатор 3 строки формирует сигнал, вызывающий сканирование головки 4 по координате X , вдоль которой на диск 7 записаны символы кольцевого кода и синхросигналы (методом без возвращени  к нулю). В момент смены знака намагниченности на синхродорожке 10 блок 5 синхронизации формирует синхроимпульс , запускающий блок б сканировани  столбца, осуществл ющий сканирование по координате Y . Головка 4 столько раз просканирует по столбцам, сколько раз блок 5 синхронизации сформирует синхроимпульс, как это показано ходом стрелки на фиг. 1. С головки 4 сигналы пр мого и дополнительного кодов поступают на блок проверки кольцевого кода и формировател  истинного кода угла. На фиг., 2 показано расположение синхрометок (дорожка 10) и символов кольцевого кода (дорожки 11 и 12), формируемых с помощью сдвигового ре гистра, трехчлен обратной св зи которого описываетс  выражением

(1)

),

где n- длина кода.

Символы кольцевой шкалы в пр мом коде а.,, а ... а. . .aj записаны по дорржке 11, а символы в обратном коде а,, Sj.... ..SL Jaпиcaны по дорожке 12, при этом они образуютс  по алгоритму

«n, p-«m-l,

(21

где Р - основание кода, а максимальный номер m равен L , котора  называетс  длиной кольца и равна

L .

Символ с любым номером на кодовой шкале занимает участок равный Л, , а синхроимпульс располагаетс  посередине участка (кванта).

На фиг. 3 приведены значени  символов кольцевого кода с основани ми 2,5 и 11 при длине кода 7, 3 и 2. Очевидно , что эти шкалы характеризуютс  одинаковым количеством измерительной

информации Q, получаемой с выхода преобразовател 

Q egL;AnT. (3)

Преобразователи с одинаковым Q имеют одинаковую точность, но достиЬаетс  эта точность разными аппаратными средствами (затратами). Пусть Q равно 2,1. Дл  двоичного алфавита тогда длина кода равна 7, дл  п тиричного - 3, а дл  одиннадцатиричного2 , т.е. по мере, увеличени  многозначности алфавита уменьшаетс  область элементарного сканировани . Под элементарным сканированием понимаетс  наименьша  область перемещени  чувствительности элемента, однозначно указывающа  угол поворота вала. Эта область равна длине кода п , т.е. текущий угол поворота вала Ч равен

V-6mamn-°m.«.i

Если п 2, то Pnn°m mn т.е. дл 

одиннадцатиричного алфавита нужно сосчитать всего два соседних символа. Практически область сканировани  вдвое больше п , так как при воспроизведении кода возникают искажени  информации и дл  корректировани  символов провер ютс  контрольные равенства вида

(5)

()«U,.® P- °Un-K

«L-O,

где otg и К - параметры трехчлена 5ц(х), приведенного в выражении (1) i «q-f m -1, ©- знак суммировани  по modp, q - коэффициент кратности, принимающий значени  от 1 до п.

Пусть шкала расположена в положении , когда первым начинает считыватьс  символ а . Тогда таблица контрольных равенств дл  Q , равного 2, 1 примет вид

Длина кода

Зв®а7® a:,®ag®a2

, а, 0 а,

8ag®10a2€)a,0 8a ©IOaj©aj 0 Из таблицы видно, что длина кода однозначно определ ет число контрол ных равенств. При удвоении Q(преобр зователь становитс  прецизионным)уд воитс  число и контрольных равенств составив соответственно 14, 6 и 4. Ким образсм, преимущества многознач ного алфавита нёсс  1ненны, а реализац например п тиричных элементов не представл ет затруднений. Практичес р равно 5|-11. Одновременно увеличиваетс  быстродействие преобразовател .Путь, проходимый сканистором при считывании 2п - разр дного кода, равен u.X 2ii. и при подстановке численных значе-. НИИ п иЯ(5+10-мкм) в выражение (6) получим, что д измен етс  от 40 мкм дл  pali до 280 мкм , и (1 -4,2 дит, Ясно, что при ограниченной скорости сканистора меньший путь будет проходитьс  и за меньшее врем . В прецизионном преобразователе технически проще реализовать перемещени  на-дес тки, чем на сотни м.икрометров . При этом в целом улучшаютс  ди намические характеристики устройства . Подсчет контрольных сумм по алгоритму (5)f т.е. суммирование символов по строке 12 и 13 (после инвертировани ) значительно увеличивае надежность преобразовател . Еще более высока  достоверность съема кода достигаетс  суммированием символов по столбцу, так как согласно выражению (2) иМеем - т®а„©1-0. , (7 Пересечение строки и столбца одно значно определ ет ложный символ. В качестве 1 в выражении (7) можно считать синхроимпульс, так как лос7 ле его формировани  начинаетс  съем символов а и т-столбца. Ис-; пользование сканирующей головки дл  съема информации по двук координатам повышает экономичность преобразовател , уменьшает количество оборудовани  в тракте воспроизведени  и упрощает к.анал св зи. На фиг. 5 приведен один из возможных вариантов преобразовател  с интегральной сканирующей магнитной головкой, намагничивак дей носитель в перпендикул рном направлении. Алфавит выбран 11-ричный, количество информации 2,1 БИТ. Многоустойчивость рабочего сло  носител  можно обеспечить разными способами. На фиг. 5 дорожка 11 имеет п ть узких дорожек 15, 16, 17, 18 и 19 с переменным значением намагниченности в зависимости от значени  си мв6ла а,. Если От 0 то дорожки 15fl9 размагничены, при ,-4 дорожки 15 17 размагничены, а 18, 19 намагничены и т.д. согласно фиг. 5. Двухкоординатна  сканирующа  головка в интегральном исполнении состоит из магнитной головки 4(один на дорожке),блока сканировани  по строке 3 и столбцу 6, блока синхронизации 5 и усилителей сигналов 13 и 14. Перемещение по координате X на рассто ние согласно, выражению (6) достигаетс  тем, что элементы закреплены на блоке сканировани  по строке 3 (пьезопластине), напр жение на которую подаетс  при подаче сигнала запроса (на фиг. 5 входные сигналы не указаны). Магнитна  головка 4 имеет обмотку записи w, и Обмотку потокочувствительного считывани  w(генератор возбуждени  и обмотки управлени  чувствительные элементом на фиг. 5 не указаны). Маг. нитна  головка кольцевой шкалы подоеДинена через усилители к блоку канировани  по столбцу 6, выполн ющему функцию коммутаторл столбца, блок синхронизации 5 управл ет как заполнением регистра, так и выдачей информации в выходной блок 9, определ ющий суммы согласно выражений (5) и (7) и формирующий истинный код угла . Можно в преобразователе . применить классическую сканиру1Ш1ую гдловку, непосредственно сканирующую по координатам Х Y г например запись и считывание информации с помощью луча лазера, причем вращение пло скости пол ризации луча будет зависеть от степени намагниченности носител , т.е. значени  символа Ощ

Возможно дл  записи и сканировани  кода применить головку и носитель с переменными магнитными свойствами и т.д. В любом исполнении сохран ютс  основные признаки изобретени  - многозначность алфавита, длногоустойчивость носител , пр ма  и инверсна  запись кода, двухкоординатна  выборка, обеспечивающие экономичность , быстродействие и надежност Широкое применение преобразователь найдет при создании высоконадежных управл ющих систем автоматики, телемеханики и вычислительной техники, в которых измер емый и управл емый параметр функционально св зан с углом,

а искажение значений угла недопустимо .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Магнитный преобразователь угла поворота вала в код, содержащий магнитный , на первой дорожке которого нанесены сетки синхроимпульсов, а на второй дорожке - пр мой кольцевой код, магнитную головку, блок управлени , соединенный через блок сканировани  по строке с магнитной головкой , соединенной с одним из входов блока синхронизации и блоком проварки кольцево1-о кода и формировани  истинного кода, отличающийс   тем, что, с целью повышени  быстродействи  и точности преобразовател  в него введен блок сканировани  по столбцу, вход которого соединен с выходом блока синхронизации, первый соединен с другим входом блока синхронизации, а другой выход - с магнитной головкой, на третьей дорожке магнитного элемента, нанесен дополнительный кольцевой код.

   Симеоны ,e6Dti IUKOMI dj uui

   KofluuectnBo

   сиоёани&

   AflUHd кода

   кода п инфорн(

   r

   % k,.

   Q

   la,

   дит

   ff,

   R;

   ЦЦ1Ш

   I

   44

   %

   Щ

   2,W

   2,09

   n

   2,OS

   W