SU911581A1 - Преобразователь угла поворота вала в код - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к системам автоматического контрол  и преобразовани  угла поворота вала в дискретный электрический сигнал, а именно к преобразовател м угла поворота вала в код. Известны накапливающие преобразова тели угла поворота вала в код, постро енные на генераторных датчиках, в которых дл  формировани  импульсов сче та примен ютс  два чувствен ельных эле мента, сдвинутых на четве|5ть шагового интервала зубцового магнитопровод щего диска, а схема построена таким образом , что исключает импульсы, обусловленные дроблением сигналов чувствительных элементов и кроме этого в реверсивных преобразовател х выдает сигналы счета на выход по двум каналам в зависимости от направлени  вращени  вала. Достоинством этого технического решени   вл етс  также то, что за один период следовани  импульсов чувствительных элементов, схема формирует четыре импульса счета , повыша  тем самым разрешающую способность преобразовател  l3« Недостатком преобразовател   вл етс  то, что схема не формирует посто нного сигнала в направлении вра щени  и остановке вала, а цепи форми ровани  импульсов счета содержат в варианте с расширением разрешающей способности потенциально-импульсные элементы, имеющие более низкую надежность и высокую восприимчивость к помехам в канале св зи чем у чисто потенциальных элементов. Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  преобразователь угла поворота вала в код, в котором сигналы из датчика следуют по четырем независимым каналам, и представл ет собой две импульсные последовательности , сдвинутые на четверть периода и их инверсии. Вы вление знака направлени  вращени  основано на фиксации первыми четырьм  логическими 391 элементами И определенной очередности прохождени  во времени импульсов по четырем каналам. Сигналы с выходов первых четырех логических элементов запоминаютс  на одну четверть периода первыми двум  RS триггерами, на выходе которых подключены первые входы восьми логических элементов И. Вторые их входы подключены к выходам первых четырех логических элементов И. Причем на выходе п того, шестого, седьмого и восьмого элементов И формируютс  через первый элемент ИЛИ сигналы о направлении вращени  вала, например, влево, а на выходе дев того дес того, одиннадцатого и двенадцатого элемента И формируютс  через второй элемент ИЛИ сигналы о направлении вала, например, вправо. Выходы первого и второго элементов ИЛИ подключены соответственно на единичный и нулевой входы выходного третьего триггера. С пр мого и инверсного выходов выходног триггера снимаютс  посто нные выходные сигналы о направлении вращени  ва ла 2. . Недостаток известного преобразовател  состоит в том, что он не формиру ет импульсов счета и сигнал о останов ке вала, так как на выходе сохран етс  сигнал, соответствующий предыдущему до остановки состо нию выходного триггера, в результате чего снижаетс  надежность работы преобразовател  в целом. Цель изобретени  - повышение надеж ности преобразовател  угла поворота вала в код. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий датчик, к первому выходу которого подключены первые входы первого и второго элементов И, к второму выходу - вторые входы второго и третьего элементов И, к третьему выходу - первые входы третье го и четвертого элементов И, к четвер тому выходу - вторые входы первого и четвертого элементов И, выход первого элемента И соединен с единичным входо первого триггера, к нулевому входу которого подключен выход третьего элемента И, выход второго элемента И соединен с единичным входом второго триггера, нулевой вход которого подключен к выходу четвертого элемента И, пр мой выход первого триггера подключен к первым входам п того и шесто ГО элементов И, пр мой выход второго триггера подключен к первым входам седьмого и восьмого элементов И, инверсный выход первого триггера соединен с первыми входами дев того и дес того элементов И, инверсный выход второго триггера соединен с первыми входами одиннадцатого и двенадцатого элементов И, вторые входы п того и дес того элементов И подключены к выходу второго элемента И, вторые входы шестого и дев того элементов И подключены к выходу четвертого элемента И, вторые входы седьмого и двенадцатого элементов И соединены с выходом третьего элемента И, вторые входы восьмого и одиннадцатого элементов И соединены с выходом первого элемента И, выходы п того, седьмого, дев того и одиннадцатого элементов И подключены к соответствующим входам первого элемента ИЛИ, выходы шестого, восьмого , дес того и двенадцатого элементов И подключены к соответствующим входам второго элемента ИЛИ, выход первого элемента ИЛИ соединен с единичным входом третьего триггера, введены тринадцатый , четырнадцатый и п тнадцатый элементы И, третий, четвертый и п тый элементы ИЛИ, четвертый триггер, ключ RC-цепь и пороговый элемент, первые входы тринадцатого и четырнадцатого элементов И соединены соответственно с пр мым и инверсным выходами первого триггера, вторые входы тринадцатого и четырнадцатого элементов И соединены соответственно с пр мым и инверсным выходами второго триггера, выходы тринадцатого и четырнадцатого элементов И подключены к входам третьего элемента ИЛИ, выход которого через последовательно соединенные ключ RCцепь и пороговый элемент св зан с первыми входами четвертого и п того элементов ИЛИ, второй вход четвертого элемента ИЛИ соединен с пр мым выходом четвертого триггера, единичный вход которого подключен к выходу второго элемента ИЛИ, а нулевой вход к выходу п того элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к пр мому выходу третьего триггера, к нулевому входу которого подключен выход четвертого элемента ИЛИ, нулевые выходы третьего и четвертого триггеров соединены с входами п тнадцатого элемента И, единичные выходы третьего и четвертого триггеров, выход третьего

59

элемента ИЛИ и п тнадцатосо элемента И соединены с выходными шинами преобразовател  .

На фиг. 1 приведена структурна  схема преобразовател  угла поворота вала в код; на фиг. 2 - временные диаграммы , по сн ющие работу преобразовател .

Преобразователь содержит (фиг. 1) п тнадцать элементов И 1-15 причем первые четыре элемента И 1- соединены с выходами датчика 16, механически св занного с входным валом (на фиг. 1 не показан), первый, вторюй, третий и четвертый триггеры 17-20, первый, второй, третий, четвертый и п тый элементы ИЛИ 21-25, ключ 26, RC-цепь 27 и пороговый элемент 28.

Пр мой выход третьего триггера 19 подключен к выходной шине Л левого вращени , пр мой выход четвертого триггера 20 подключен к выходной шине П правого вращени , выход п тнадцатого элемента И 15 соединен с выходной шиной О останова, выход третьего элемента ИЛИ 23 подключен к выходной шине СИ, с которой снимаютс  счетные импульсы.

Преобразователь угла поворота вала в код работает следующим йбразом.

Выходные сигналы датчика 16 представл ют собой две импульсные последовательности , сдвинутые на четверть периода, т. е. на d|4 (фиг. 2), и вер сии этих импульсных последовательностей , следующие по каналам III и IV (фиг. 1 и фиг. 2). Сигналы по каналу I поступают на первые входы логических элементов И 1 и 2, по каналу III на первые входы элементов И 3 и . На вторые входы элементов И 2 и 3 поступают сигналы по каналу II, а по каналу IV - на вторые входы элементов И 1 и i.

1

Обозначим соответственно каналам

I, II, III и IV сигналы буквами А, В, А, В.

При вращении вала на выходе элементов И формируютс  совпадение сигналов АВ, АВ, АВ, АВ, Причем определение направлени  вращени  основано на фиксации определенной очередности прохождени  во времени, вышеназванных импульсов. При вращении вала сторону, например, влево АВ-АВ-АВ-АВ-А8, при вращении в другую сторону, например, вправо

А§-АВ-АВ-АВ-АВ.

16

Сигналы с выходов элементов И I- запоминаютс  на полпериода триггерами 17 и 18 и во второй четверти каждого такого полупериода сравниваетс 

на элементах И 5, 7, 9, 11 и 6, 12, 10, 8с последующим за данными сочетанием совпадением сигналов, поступающим непосредственно с элементов И 1 . Элементы 5, 7 9 и 11 формируют

на выходе сигналы при прохождении

последовательности АВ-АВ-АВ-АВ, которые через элемент ИЛИ 21 поступают на единичный вход выходного триггера 19. С пр мого выхода триггера 19

снимаетс  посто нный выходной сигнал о вращении вала в одну сторону, например , влево. Элементы И 6, 8, 10 и 12 формируют на выходе сигналы при прохождении последовательности

АВ-АВ-АВ-АВ, которые через элемент ИЛИ 22 поступают на единичный вход триггера 20, с пр мого выхода которого снимаетс  посто нный сигнал о вращении вала в другую сторону, например

вправо.

Дл  получени  импульсов счета в устройство поступают сигналы с выходов триггеров 17 и 18, чем исключаетс  по вление дроблени  сигнала выходных импульсов, счета, т. е. ложных выходных импульсов.

Одновременно расшир етс  разрешающа  способность преобразовател , так как в течение периода следовани  импульса датчика на выходе элемента ИЛИ 23, объедин ющего выходы элементов И 13 и k, формируетс  два импульса счета, поступающих на выход преобразовател . Импульсы смета поступают

одновременно на вход ключа 2б. Параллельно выходу ключа 26 подсоединен конденсатор RC-цепи 27. Зар д конденсатора производитс  через резистор этой цепи от источника VQ , Напр жение зар да конденсатора подаетс  на вход порогового элемента 28, выход которого через элементы ИЛИ 2k и 25 св заны с нулевыми входами обеих выходных триггеров 19 и 20. С инверсных выходов триггеров 19 и 20 через элемент И 15 на выход преобразовател  поступает посто нный сигнал об остановке вала.

Работа RC-цепи в преобразователе происходит следующим образом.

При поступлении на вход ключа 26 импульса счета с выхода элемента ИЛИ 23 (фиг, 2d) происходит разр д конденсатора через ключ 26. На выходе ключа 26 по вл етс  нулевой сигнал. После исчезновени  импульса счета начинаетс  зар д конденсатора (фиг. 25) через резистор RC-цепи 27 источника УО . Врем  зар да определ етс  посто нной времени RC-цепи, котора  расчитываетс  из услови , чтоб Bpef- f зар да до напр жени  включени  порогового элемента было меньшим, чем четверть периода следовани  импульсов чувствительных элементов при самой низкой скорости вращени  вала. Если следующий импульс смета поступает раньше, чем напр жение на конденсаторе достигнет порога срабатывани  элемента 28 (фиг. 2-), то состо ние его выхода не изменитс , что соответствует вращению вала. Пос ле остановки вала поступление импуль сов счета-прекращаетс , конденсатор КС-цепи 27 зар жаетс  до напр жени  срабатывани  порогового элемента 28, на его выходе по вл етс  единичный сигнал (фиг. 2б), который через элементы ИЛИ 24 и 25 подаетс  на нулевые входы выходных триггеров 19 и 20 оС инверсных выходов триггеров 19 и 20 через элемент И 15 на выход посту пает сигнал об остановке вала. Применение предлагаемого преобразовател  имеет наибольшую эффективность в системе числового и программного управлени  транспортными систе мами, устройствами подач станков и других механизмов. формула изобретени  Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий датчик, к перво му выходу которого подключены первые входы первого и второго элементов И, к второму выходу - вторые входы втор го и третьего элементов И, к третьем выходу - первые входы третьего и чет вертого элементов И, к четвертому выходу - вторые входы первого и четвертого элементов И, выход первого элемента И соединен с единичным вход первого триггера, к нулевому входу которого подключен выход третьего эл мента И, выход второго элемента И соединен с единичным входом второго триггера, нулевой вход которого подключен к выходу четвертого элемента И, пр мой выход первого триггера под ключен к первым входам п того и шесТОГО элементов И, пр мой выход второго триггера подключен к первым входам седьмого и восьмого элементов И, инверсный выход первого триггера соединен с первыми входами дев того и дес того элементов И, инверсный выход второго триггера соединен с первыми входами одиннадцатого и двенадцатого элементов И, вторые входы п того и дес того элементов И подключены к выходу второго элемента И, вторые входы шестого и дев того элементов И подключены к выходу четвертого элемента И, вторые входы седьмого и двенадцатого элементов И соединены с выходом третьего элемента И, вторые входы восьмого и одиннадцатого элементов И соединены с выходом первого элемента И, выходы п того, седьмого, дев того и одиннадцатого элементов И подключены к соответствующим входам первого элемента ИЛИ, выходы шестого, восьмого, дес того и двенадцатого элементов И подключены к соответствую-; щим входам второго элемента ИЛИ, вы-ход первого элемента ИЛИ соединен с единичным входом третьего триггера, отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности работы, в него введены тринадцатый, четырнадцатый и п тнадцатый элементы И, третий четвертый и п тый элементы ИЛИ, четвертый триггер, ключ, RC-цепь и пороговый элемент, первые входы тринадцатого и четырнадцатого элементов И соединены соответственно с пр мым и инверсным выходами первого триггера, вторые входы тринадцатого и .-четырнаднадцатого элементов И соединены соответственно с пр мым и инверсным выходами второго триггера, выходы тринадцатого и четырнадцатого элементов И подключены к входам третьего элемента ИЛИ, выход которого через последовательно соединенные ключ, RC-цепь и пороговый элемент св зан с первыми входами четвертого и п того элементов ИЛИ, второй вход четвертого элемента ИЛИ соединен с пр мым выходом четвертого триггера, единичный вход которого подключен к выходу второго элемента ИЛИ, а нулевой вход - к выходу п того элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к пр мому выходу третьего триггера, к нулевому входу которого подключен выход чет вертого элемента ИЛИ, нулевые выходы третьего и червертого триггеров соединены с входами п тнадцатого элемента И, еди

Claims (1)

1. формула изобретения

   Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий датчик, к первому выходу которого подключены первые входы первого и второго элементов И, к второму выходу - вторые входы второ·^ го и третьего элементов И, к третьему выходу - первые входы третьего и четвертого элементов И, к четвертому выходу - вторые входы первого и четвертого элементов И, выход первого элемента И соединен с единичным входом первого триггера, к нулевому входу которого подключен выход третьего элемента И, выход второго элемента И соединен с единичным входом второго триггера, нулевой вход которого под- ⁵ ключей к выходу четвертого элемента И, прямой выход первого триггера подключен к первым входам пятого и шес9 911581 ничные выходы третьего и четвертого триггеров, выход третьего элемента ИЛИ и пятнадцатого элемента И соединены с выходными шинами преобразователя.