Преобразователь угла поворота вала в код

СОЮЗ СОЕЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 Н 03 M 1/24

ГОСУД АРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР пО делАм изОБРетений и oTHpblTVM

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /, М ю.

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4153689/24-24 (22) 28.11.86 (46) 30.04.88. Бюл. 1l- 16 (71) Институт радиофизики и электроники AH АрмССР (72) А.ПоЧибухчян (53) 681.325 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11р 480103, кл. Н 03 М 1/28, 1974.

Авторское свидетельство СССР

1Ф 1311023, кл. Н 03 М 1/24, 06.02.86. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА

ВАПА В КОД (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах программного управления станками, в системах управления радиотелескопами.

Целью изобретения является повышение точности преобразователя. Для

„„SU„„1 92616 А1 этого в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий два источника излучения, измерительный и индикаторный диски, четыре фотоприемника, два дифференциальных усилителя, два инвертирующих усилителя, два нуль-органа, два коммутатора, два компаратора, сумматор по модулю два, аналого-цифровой преобразователь, введены четыре усилителя, два коммутатора, два делителя напряжения, компаратор и сумматор по модулю два.

Поставленная цель достигается за счет того, что три старших разряда выходного кода формируются из первичных сигналов от фотоприемников, а а остепьные разряды выходного кода

Формируются аналого-Иифровеве ореосря- (/) эователем из начальных участков синусоидальных сигналов. 2 ип, С::

1392626

U U o + U „„ сов О

45 где Uz,, U « — постоянные составляющие сигналов;

U, U — амплитуды, зависящие от интенсивностей ис"

I точников 1 и 2 излучения, чувствительностей фотоприемников

5 и 7 и коэффициентов усиления усилителей 55

9 и 11;

8 — - угол поворота вала, В связи с тем, что фотоприемники

6 и 8 сканируются прозрачной кольцеИзобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах программного управления станками, в системах управления радиотелескопами.

Целью изобретения является повышение точности преобразонателя.

На фиг.1 приведена функциональная схема преобразователя; на фиг.2 — 10 диаграммы, поясняющие принцип работы.

Преобразователь содержит источники 1 и 2 излучения, измерительный диск 3, индикаторный диск 4, фотопри- 15 емиики 5 — 8, усилители 9 — 12, дифференциальные усилители 13 и 14, инвертирующие усилители 15 и 16, нульорганы 17 и 18, сумматоры 19 и 20 по модулю дМа, коммутаторы 21 — 24, де- 20 лители 25 и 26 напряжения, компара" ° тор 27 и аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 28.

Преобразователь угла поворота вала в код работает следующим образом, 25

При перемещении измерительного диска 3 относительно индикаторного диска 4 излучения излучателей 1 и 2 модулированные измерительной дорожкой измерительного диска 3 и щелями 30 индикаторного диска 4, попадают на фотоприемники 5 и 7, на выходах которых генерируются гармонические электрические сигналы, поступающие на входы усилителей 9 и 11. Так как щелевые диафрагмы перед фотоприемниками 5 и 7 сдвинуты друг относительно друга на 90О в пространстве, то на выходах фотоприемников 5 и 7 и, соответственно, усилителей 9 и 11 40 формируются синусондальные сигналы, сдвинутые на 90 .

U1 U01+ вой дорожкой, то на них попадают немодулированные излучения. Поэтому на их выходах генерируются постоянные электрические сигналы, поступающие на нходы усилителей 10 и 12. Регулировкой коэффициента усиления усилителей 10 и 12 на их выходах устанавливаются напряжения, равные U o и U z соответственно.

Сигналы с выходов усилителей 9, 10 и 11,12 поступают на входы дифференциальных усилителей 13 и 14, на выходах которых формируются симметричные относительно нуля сигналы

U> U„„,,в1п д

U< U сов О, поступающие на входы инвертирующнх усилителей 15 и 16, нуль-органов

17 и 18 и коммутаторов 21 и 22.

На выходах нуль-органов 17 и 18 формируются прямоугольные сигналы, сдвинутые друг, относительно друга на 90 (фиг.2а,d), Сигнал (фиг.2а) с выхода нуль-органа 17 является старшим разрядом (1р) преобразователя. Прямоугольные сигналы с выходов нуль-органов 17 и 18 (фиг.2а, 6) поступают на входы сумматора 19 по модулю два, на выходе которого формируется нторой разряд (2р) выходно. °

ro кода (фиг.2в). Прямые и иннертиру ющие сигналы с выходов усилителей

13,15 и 14,16 поступают на входы коммутаторов 21 и 22 на упранляющие входы которых поступают сигналы с выходов нуль-органов 17 и 18 соответственно. Управление коммутаторами

21 и 22 производится таким образом, чтобы на их выходы проходили сигналы только положительной полярности (фиг,2г,д).

Одновременно сигналы U U», и

Uqg U z с выходов усилителей 10 и

12 поступают на входы делителей 25 и

26 напряжения соответственно, у которых коэффициент передачи К равен

0,707. Напряжение с выхода делителя

25 напряжения, равное 0,707 U „ поступает на первый вход компаратора 27, на второй вход которого подается сигнал с выхода коммутатора 22 (фиг.2г). На выходе компаратора 27 формируется сигнал (фиг,2е) прямоу» гольной формы, сдвинутый относительно второго разряда выходного кода на

:3 139?616

45О, так как IU,sino I = 0,707 для значений у»лов 45, 135, 225 и 315

Второй разряд с выхода нуль-органа 17 и сигнал с выхода ком«ар«тора

27 поступают «а входы сумматор» 20 по модулю два, «а вьгходе которого фор мируется третий разряд выходного кода (фиг.2ж). Сиг«аль» с выходов коммутаторов 21 и 22 поступают «а входы коммутатора 23, а напряжения с выходов делителей 25 и 26 напряжения — на входы коммутатора 24, На управляющие входы коммутаторов 23 и 24 поступает сигнал с выхода компаратора 27 (фиг.2е). Управление коммутатором 23 производится таким образом, чтобы при низком уровне управляющего сигнала на выход коммутаторë 23 проходил бы сигнал IU, sin 0 I а

npH»3b»co»»oM ypos«e — (1,„,сos O l, Таким образом, на и»»фор»»а»»»»о«»»ый» вход АЦП 28 подаются синусоидаль»»ые сигналы при значении углов 0-45

135-225, 315-0 (фиг,2з).

Управление коммутатором 24 производится таким образом, что когда на информационном входе АПП 28 присутствует сигнал lU, sinO), то на выход

I коммутатора 24 проходит «апряжение, равное 0,707 Б„,, когда на входе

АЦП 28 присутствует сигнал !U cos Ol то на выход коммутатора 24 проходит напряжение О, 707 1» (фиг. 2к) .

Так как для каждого сигнала, подключенного к информационному входу АЦП 28, к входу опорного напряжения АЦП 28 подключается напряжение, сформированное из постоянной составляющей соответствующего сигнала, то ам1»литудь» синусоидального и косинусоидального сигналов могут быть отличны друг от друга. Следовательно младшие разряды выходного кода, сформированные на выходе АЦП 28,не зависят от неидентичности ухода интенсивностей источников 1 и 2 излучения и чувствительностей одной пары фотоприемни-! ков 5 .и 6 (7 и 8) относительно другой. Так как пары фотоприемников 5 и б (7 и 8) размещены достаточно близко друг от друга, то они могут быть выполнены на одном кристалле, при этом обеспечивается малый разброс ухода чувствительностей, Для того, чтобы выходной код преобразователя линейно возрастал sa один оборот вала преобразователя, на управляющий вход АЦП ?8 поступает третий разряд выходного кода, и. пожительным потенциалом которого «ока.за«ня АЦП 28 через каждые 45 и»»вертируются, »Ь о р и у л а и з о б р е т е «и я

Преобразователь угла поворота вала н код, содержащий первый и второй источники излучения, оптически соеди«е««ые через последовательно расположе«ные подв»»жные измерител»-ный диск г измЕритель»»о»» и прозрачной кольцевой дорожками и неподвижный индикатор«ый диск со щелевыми диафрагмами с первым и вторым фотоприемниками, размещенными против измерительной дорожки, и третьим и четвертым фотоприемниками, размещенными против прозрач«ой кольцевой дорожки измерительного диска, первый и третий, второй и четвертьп» фотоприемники уста2 новле«ы «о»»арно против первого и второго источников излучения соответстве««о первый дифференциальный усилитель, выход которого соединен с первымн входами первого коммутатора и первого нуль-органа, и через первый и«вертнрующий усилитель — с вторым входом первого коммутатора, второй вход первого нуль-органа соединен с общей шиной, а вьгход является вы35 ходом первого разряда преобразователя и соединен с управляющим входом первого ко»мутатора и первым входом первого сумматора по модулю два, второй дифференциальный усилитель, выход которого соединен с первыми входами второго коммутатора и второго нуль-органа, и через второй инвертирующий усилитель — с вторим входом второго коммутатора, второй вход второго нуль-органа соединен с общей шиной, а выход соединен с управляющим входом второго коммутатора и вторым входом первого сумматора по модулю два, выход которого является выходом второго разряда преобразователя, аналого-цифровой преобразователь, отличающийся тем, что, с целью повьппения точности преобразователя, в него введены четыРе усилителя, третий и четвертый коммутаторы, два делителя напряже« !я, компаратор и второй сумматор по модулю два, выходы первого, второго, третьего и четвертого фотопри1392616

Фр

Хр п-!)р пр емников соединены с входами первого, второго, третьего и четвертого усилителей соответственно, выходы первого и второго усилителей соединены

5 с первыми входами соответственно первого и второго дифференциальных усилителей, выходы третьего и четвертого усилителей соединены с вторыми входами соответственно первого и второго дифференциальных усилителей и входами соответствующих делителей напряжения, выходы которых соединены с входами третьего коммутатора, выход которого соединен с входом опорного напряжения аналого-цифрового преобразователя, выходы первого и второго коммутаторов соединены с входами четвертого коммутатора, выход которого соединен с информационным входом аналого-цифрового преобразователя, входы компаратора подключены к выходам второго коммутатора и < оответствующего делителя напряжения, а выход соединен с управляющими входами третьего и четвертого коммутаторов и первым входом второго сумматора по модулю два, второй вход которого подключен к выходу первого сумматора по модулю два, а выход соединен с управляющим входом аналого-цифрового преобразователя и является выходом третьего разряда преобразователя, выходы аналогоцифрового преобразователя являются выходами остальных разрядов преобразог,ателя.

1392616 а

ll

РИФ

360 е

Составитель E,Бударииа

Техред М.Дидык

Редактор Е,Копча

Корректор С.Шекмар

Эакаэ 1889/56 Тираж 928

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Проиэводственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4