SU792276A1 - Преобразователь угла поворота вала в код - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано дл  преобразовани  угловых перемещений в код.

Известен преобразраатель уголкед , содержащий фазовращатель,блок питани  фазовращателей, генератор импульсов, делитель частоты, формирователи , элементы И, дешифратор и триггер, и решающий задачу преобразовани  угловых перемещений в код путем измерени  временного интервала , соответствующего фазовому сдвигу , пропорциональному входному угловому перемещению 11 .

Однако такой преобразователь уголкод имеет недостаточную помехоустойчивость , котора  снижаетс  по мере повышени  точности измерени , так как измерение фазового сдвига производитс  методом пр мого счета импульсов , то дл  получени  более высокой точности измерени  угла необходимы более высокочастотный генератор эталонные импульсов и более быстродействующие делитель, дещифратор и элементы И, но, как известно, с повышенным быстродействием более чувствительны к воздействию различного рода помех, наводок, что снижает

помехоустойчивость устройства. Таким образом, область применени  такого устройства существенно ограничена.

Известен также преобразователь угла поворота вала в код, который  вл етс  наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату и содержит последовательно соединенные генератор импульсов и дели10 тель частоты, блок питани , фазовращатель , формирователь импульсов,вентили , регистр и блок сравнени  и так, же решает задачу преобразовани  угла поворота вала в код 2.

15

В этом устройстве импульсы генератора через делитель частоты поступают в блок питани , который вырабатывает cи ycoидaпьнoe напр жение дл  питани  фазовращател . Выходное сину20 соидальное напр жение фазовращател , сдвинутое по фазе по отношению к напр жению питани  на величину, пропорциональную углу поворота вала, посту .пает на формирователь, который фор25 мирует импульоа в момент перехода сигнала через нуль отрицательного значени  к положительному. Импульсы формировател , пройд  вентиль, разрешает перезапись мгновенного значени 

30 кода делител  через вентили в регистр . в блоке сравнени  производитс  непрерывное сравнение выходных кодов делители и регистра. Блок сравнени  вырабатывает управл ющий сйгНёш на открывание вентил , когда разность между сравниваемыми кодами не превышает определенной величийы.

В этом преобразователе измерение сдвига фаз производитс  также методом счета импульсов генератора , поэтому ему присуищ недостаточна  помехоустойчивость и сложност в настройке, ограничивающие область его применени .

Цель изобретени  - повышение помехоустойчивости и, как следствие, рас ширение области применени .

Сущность изобретени  заключаетс  в формировании по каждому сигналу от .счета последовательности импульсов, фазовый сдвиг которых относительно импульсов эталонной частоты пропорционален входному угловому перемещению , и в измерении фазового сдвига методом нониуса (путем сравнени  временного положени  импульсов сформированной последовательности с временным положением импульсов эталонной частоты), при этом заданна помехоустойчивость обеспечиваетс  выбором периодов повторени  сравниваемых импульсов (которые могут быть выбраны в пределах от единиц до сотен микросекунд ) , а заданна  точность обеспечиваетс  установкой соответствующей разности между периодами повторени  упом нутых импульсов и и прекращении процесса измерени  в момент совпадени  передних фронтов импульсов. . .

Поставленна  цель достигаетс  тем что в предлагаемый преобразователь угла поворота вала в код-введены генератор ударного возбуждени , блок сложени  по модулю 2, счетчики, элементы ИЛИ и сумматор, выход генератора эталонных импульсов соединен с первым входом блока сложени  по моду лю 2, второй вход котррого соединён с выходом нуль-органа,выход делител  частоты соединен с одним из входов генератора ударного возбуждени , выход которого соединен со входом фазовращател , счетный и сбросовый входы одного счетчика соединены соответственно со сбросовым и счетным входами другого счетчика и подключены к соответствующему выходу блока сложени  по модулю 2, выходы счетчиков через элемент ИЛИ соединены со вторым входом управлени  ключевого элемента и с первым входом блока сравнени , один из выходов которого соединен с другим входом генератора ударного возбуждени , выход генератора , эталонных импульсов подключен к сигнальному входу ключевого элемен та, выход которого соединен со вторым входом блока сравнени , другие выходы блока управлени  соединены со

входами сумматора, выходы которого соединены с третьими входами блока сравнени .

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого преобразовател /на фиг. 2- - временной график сигналов в различных точках устройства.

Блок 1 сложени  по модулю 2 первшд входом подключен к выходу нульоргана 2, а вторым входом соединен с выходом генератора 3 эталонных импульсов , с входсад делител  4 и с сигнальным входом ключевого элемента 5. Первый выход блока 1 подключен к счетному входу счетчика 6 и к входу сброса счетчика 7, второй выход блока 1 подключен к счетному входу счетчика 7 и.к входу сброса счетчика 6, выходы счетчиков 6, 7 через элемент 8 ИЛИ св заны с входом выключени  ключевого элемента 5, с входом управлени  блока 9 сравнени  и с входом остановки генератора 10 ударного возбуждени , выход которого через фазовращатель 11 св зан с входом нульоргана 2. Вход запуска генератора 10 соединен с выходом делител  4 и с входом включени  ключевого элемента 5, подключенного к сигнальному входу блока 9 сравнени , первый и второй входы которого соединены соответственно с входом сложени  и вычитани  сумматора 12, выходы которого соединены с входами разр дов блока 9 сравнени  и  вл ютс  выходами устройства .

На фиг. 2 позицией 13 обозначены эталонные импульсы на выходе генератора 3, позицией 14 - импульсы на выходе делител  -4 позицией 15 - сигнал на выходе генератора 10; позицией 16 - сигнал на выходе фазовращател  11, позицией 17 - импульсы на выходе нуль-органа 2, позицией 18 - импульсы на выходе ключевого элемента 5, позицией 19 -импульсы на первом выходе блока 1 позицией 20 - импульсы на втором выходе блока 1 и позицией 21 - импульс на выходе счетчика 6.

Принцип работы предлагаемого устройства заключаетс  в следующем.

Импульсы эталонной частоты,вырабатываемые генератором 3, поступают на сигнальный вход ключевого элемента 5, на блок 1 сложени  по модулю 2 и на делитель 4, коэффициент делени  которого устанавливаетс  в зависимости от- максимальной скорости изменени  угла. Импульсами с делител  4 запус-. каетс  генератор 10 ударного возбуждени  и открываетс  ключевой элемент 5, который по этому сигналу выдает . на блок 9 сравнени  импульсы эталонной частоты. В блоке производитс  непрерывное сравнение числа поступающих в блок эталонных импульсов с записанным , в нём кодом предыдущего измерени . Разность, полученна  в результате сравнени , поступает в сумматор 12, при этом положительна  разность выдаетс  на вход сложени , а отрицательна  - на вход вычитани , В сумматоре 12 осуществл етс  алгебраическое суммирование кодов, поступающих на него с блока 9 с кодом,хран щимс  в сумматоре 12. Генератор 10 ударног.о возбуждени  по сигналу с делител  4 генерирует синусоидальные колебани , период которых отличаетс  от периода повторени  импульсов эталонной частоты на заданный дискрет, определ емый заданной точностью измерени  угл.а. Синубоидаль- ные колебани  с генератора 10 поступают на фазовращатель 11, который сдвигает фазу поступающих на него колебаний на величину, пропорциональную входному угловому перемещению,и выдает сдвинутое по фазе напр жени  на нуль-орган 2,

Нуль орган 2 вырабатывает из поступившего , сигнала импульсы в момент перехода сигнала через нуль от отрицательного значени  к положительному и выдает их на блок 1 сложени  по модулю 2.

В блоке 1 производитс  сравнение временных положений поступивших на него эталонных импульсов и импульсов последовательности, в результате чего с выходов блока снимаютс  импулсы , поступающие на счетчики 6, 7 1,на фиг. 2 изображен случай, когда длительность импульсов, поступающих на первый вход блока 1, больше длительности импульсов, поступающих на второй его вход). Импульсы с первого выхода блока 1 поступают на счетный вход счетчика б и вход сброса счетчика 7, а импульсы, снимаемые со второго выхода блока 1, поступают на вход сброса счетчика б и на счетный вход счетчика 7. Счетчики 6, 7 выполн ют функции делителей на два и фиксируют- моменты поступлени  на их счетные входы двух импульсов подр д при отсутствии между этими импульсами импульса сброса, что соответствует моменту совпадени  передних фронтов .сравниваемых импульсов, т.е. точному совпадению фаз импульсов. При этом, в случае, когда длительность импульса, поступающего на первый вход блока 1 больше длительности импульса , поступающего на второй его вход, импульс выдел ет счетчик б,в противном случае импульс выдел ет счетчик 7. Импульс со счетчика 6 (или 7) через элемент ИЛИ 8 поступает на вход включени  ключевого элемента 5 и вход управлени  блока 9 сравнени . Ключевой элемент 5 по этому сигналу прекращает выдачу импульсов эталонной частоты в блок 9 сравнени . В блоке 9 по этому сигналу производитс  стирание хран щегос  в нем кода предыдущего измерени  и перезапись в него с сумматора 12

кода последнего измерени , в результате описанного взаимодействи  блоков устройства в сумматоре 12 по каждому сигналу с элемента 8 ИЛИ за-. писываетс  код, соответствующий текущему значению входного углового перемещени .

Таким образом, предлагаемое устройство позвол ет измер ть входное угловое перемещение практически с любой точностью и при этом обладает боo лее высокой, по сравнению с известными , помехоустойчивостью, котора  определ етс  выбранными значени ми периодов повторени  генератора эталонных импульсов и генератора ударно5 го возбуждени , т.е. предлагаемое устройство имеет более широкую обйасть применени .

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР № 46-4005, кл. G 08 С 9/04, 1974.

2.Авторское свидетельство СССР

№ 488242, кл. G 08 С 9/00, 1974 (прототип ) .

тг

Фиг-1

Фиг.2 .