Преобразователь угол-код

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для аналого-цифрового преобразования угловых величин. Цель изобретения - расширение области применения преобразователя за счет возможности запоминания максимального и минимального значений угла. Цель достигается тем, что в преобразователь угол-код, содержащий блок формирования угловых меток, трехстабильный триггер, логический блок, сумматор и реверсивный счетчик, введены дополнительный реверсивный счетчик, элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и И, а также переключатель. Введение дополнительных элементов позволяет при вращении вала в заданном направлении осуществлять накопление кодируемого углового перемещения. В момент смены знака угловой скорости выходной код преобразователя фиксируется и начинает расти лишь после восстановления первоначального направления вращения и превышения суммарным углом поворота зафиксированного ранее значения. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ сОциАлиСтичесних

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 03 М 1/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ пО иЗОБРетениям и ОТКРытиям пРи Гннт сссР (21) 4388257/24-24 (22) 17.03,88 .46) 07.06.90. Бюл. N - 21 (71) Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по проблемам развития Канско-Ачинского угольного бассейна (72) И.М. Федоров (53) 681.325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 260980, кл. Н 03 M 1/22, 1968.

Авторское свидетельство СССР

У 371603, кл. Н 03 М 1/22, 1971. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГОЛ-КОД (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для аналого-цифрового преобразования угловых величин.

Цель изобретения — расширение области

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для аналого-цифрового преобразования угловых величин, где требуется запоминание максимальчых и минимальных значений угла.

Цель изобретения — расширение области применения преобразователя за счет возможности запоминания максимального и минимального значений угла.

На фиг. 1 изображена,.структурная схема преобразователя на фиг. 2 и 3структурные схемы формирователя угловых меток, трехстабильного триггера и логического блока; на фиг. 4 — вре„,80„„1569984 А 1 применения преобразователя за счет возможности запоминания максимального и минимального значений угла. Цель достигается тем, что в преобразователь угол-код, содержащий блок формирования угловых меток, трехстабильный триггер, логический блок, сумматор и реверсивный счетчик, введены д:зполнительный реверсивный счетчик, элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и И, а также переключатель. Введение дополнительных элементов позволяет при вращении вала в заданном направлении осуществлять накопление кодируемого углового перемещения. В момент смены знака угловой скорости выходной код преобра- а зователя фиксируется и начинает расти лишь после восстановления первоначального направления вращения и превышения суммарным углом поворота зафиксированного ранее значения. 4 ил. менные диаграммы, поясняющие работу

С5 .преобразователя.

Преобразователь содержит блок 1 формирования угловых меток, трехстабильный триггер 2, логический блок 3; сумматор 4, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5, первый реверсивный счетчик 6, элементы И 7 и 8, переключатель 9 с выходами 10 и 11 и входами 12 и 13, содержащий инвертор 14 и элементы ИЛИ 15 и

16, второй реверсивный счетчик 17, йй выход 18 преобразователя, входы 19 и

20 преобразователя.

Блок 1 формирования угловых меток содержит герметизированные магнитоуправляемые контакты (ГМК) 21-23, пос1569984 тоянный магнит 24 с вектором 25 намагниченности, вал 26, выходы 27 блока. Трехстабильный триггер 2 содержит входы 28, элементы 2И-НЕ 29-31, резисторы 32-34. Логический блок 3 содержит фильтры 35-37 нижних частот, элементы 2ИЛИ-НЕ 38-43, элементы

ЗИЛИ-HE 44-45, RS-триггер 46, выход

47 и выходы 48 ° Сумматор 4 выполнен в ip виде элемента 2И-HE 49 с выходом 50.

Преобразователь работает следующим образом.

Блок 1 содержит постоянный магнит

24 (фиг, 2) и три ГИК 21 23, оси кото-15 рых лежат в одной плоскости под углом о

120 друг к другу совместно с вектором 25 намагниченности постоянного магнита 24. Вал 26, угловые перемещения которого кодируются, перпендику- gp лярен указанной плоскости и соединен с магнитом 24.

Герметизированные контакты 21-23 нормально разомкнуты, каждый из них срабатывает при ортогональности вектора 25 намагниченности магнита 24 и геометрической оси данного ГМК 21-23.

Трехстабильный триггер 2 (фиг. 3) построен так, что в устойчивом состоянии на выходах двух его элементов

2И-HE 29-31 подцерживается высокий уровень напряжения, а на выходе третьего — низкий. При замыкании ГИК

21-23 нулевой потенциал устанавливается на выходе того элемента 2И-НЕ

29-3 I, выход которого соединен через резистор 32-34 с данным контактом

21-23. Вращение постоянного магнита

24 (фиг. 2) сопровождается поочередным замыканием ГИК 21-23, так что на 40 выходах элементов 2И-НЕ 29-31 трехстабильного триггера 2 появляются импульсные последовательности, представленные на эпюрах 51-53 (фиг. 4).

Перепады выходных напряжений трех- 4 стабильного триггера 2 затягиваются с помощью фильтров 35-37 нижних частот (эпюры 54-56, фиг, 4) и обрабатываются элементами 2ИЛИ-HE 38-43 (фиг. 3). Эпюры выходных сигналов эле->О ментов 2ИЛИ-НЕ 38-43 приведены на фиг. 4 под номерами 57-62. Элемент

ЗИЛИ-НЕ 45 объединяет импульсные последовательности, формируемые элементами 2ИЛИ-НЕ 38,40 и 42 (эпюра 63, фиг. 4), а элемент ЗИЛИ-НЕ 44 выполня1

I ет аналогичную операцию с выходными сигналами элементов 39, 41 и 43 (эпюра 64, фиг. 4). Триггер 46 управляется по К- и S-входам потенциалами выходов элементов 44 и 45 и вырабатывает управляющее напряжение (эпюра 65, фиг. 4), поступающее на соответствующий вход счетчика 6 (фиг. 1). К входу 12 переключателя 9 (фиг. 1) подводится импульсная последовательность (эпюра 66, фиг. 4), получаемая путем объединения выходных сигналов элементов 44 и 45 с помощью элемента 49 2И-НЕ.

Пусть, например, кодируется максимальное значение угла, тогда HB вход

19 устройства (фиг. 1) от внешнего источника подается высокий потенциал и счетчик 17 переводится в режим суммирования, Оба счетчика 6, 17 при — 0 (фиг, 4) устанавливаются в нулевое состояние по R-входам. Если кодируемый угол при О(t (t (фиг, 4)

1 увеличивается, то на выходе логического блока 3 подцерживается высокий уровень напряжения (эпюра 65, фиг. 4), а элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5 формирует низкий потенциал (эпюра 69, фиг. 4).

Содержимое счетчика 6 равно нулю, поэтому элементы И 7 и 8, вырабатывают нулевые уровни напряжения (эпюры 70 и 71, фиг. 4). Переключатель 9 направляет выходную импульсную последовательность сумматора 4 к счетному входу счетчика 17, содержимое X Ä(t) которого монотонно возрастает (эпюра, 72, фиг. 4), в то время как код N<(t) счетчика 6 остается нулевым (эпюра

73, фиг. 4).

Пусть при t = t угловая скорость вала 26 (фиг. 2) изменяет свой знак на противоположный. Это ведет к перераспределению выходных сигналов вентилей 38-43 в соответствии с эпюрами

57-62 (фиг„ 4) и срабатыванию RS-триггера 46, который переводит счетчик 6 в режим вычитания. В этот момент времени элемент ИСКЛЮЧЮОЩЕЕ ИЛИ 5 формирует положительный перепад напряжения: (эпюра 69, фиг. 4)» который проходит через элемент И 8 на вход 13 управле-. ния переключателя 9. В дальнейшем переключатель 9 направляет последовательность счетных импульсов сумматора 4 к С-входу счетчика 6, снимая ее с аналогичного входа счетчика 17, поэтому при t ) t, N(gt)=N (,), а

Х () убывает (фиг. 4) .

При t=t< восстанавливается первоначальное направление вращения вала

26, вновь срабатывает RS-триггер 46

1569984 и счетчик 6 переключается в режим суммирования. Импульсная последовательность сумматора 4 подводится к

С-входу счетчика 6 до момента его очищения при t=t» после чего пере5 ключатель 9 отключает выход сумматора 4 от счетного входа счетчика 6 и соединяет его с входом счетчика 17.

@iя t ) t N (t) Растет, à N<(t)=0 (фиг. 4). В дальнейшем при повторных изменениях знака угловой скорости вала измерительная система работает аналогичным образом.

Величина 1 1 1 () код искомого 15 максимального значения угла поворота

®t) вала в положительном направлении к моменту времени t=t . При d(g/dt ) О этот код растет, при dq/dt (О величина N <„(t) постоянна и равна ее значе- 20 нию в момент последнего изменения знака угловой скорости и достижения функцией p (t) максимума.

Кодирование минимального значения угла производится аналогичным образом, g5 однако в этом случае на вход 19 устройства подается сигнал низкого уровня. формулаизобретения

Преобразователь угол-код, содержащий блок формирования угловых меток, выходы которого подключены к входам трехстабильного триггера, выходы которого подключены к входам логического блока, сумматор, первый реверсивный счетчик, знаковый вход которого соединен с первым выходом логического блока, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения за счет возможности фиксирования максимального и минимального значений угла, в него введены второй реверсивный счетчик, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, два элемента И и переключатель, первый и второй выходы которого подключены к счетным входам первого ." второго реверсивных счетчиков соответственно, а первый вход соединен с вмходом сумматора, входы которого подключены к второму и третьему выходам логического блока, знаковый вход вто рого реверсивного счетчика является входом выбора знака запоминания и соединен с первым входом элемента ИСКЛЮЧАИ1фЕ ИЛИ, второй вход которого соединен с знаковым входом первого реверсивного счетчика, а выход подключен к первому входу первого элемента

И, второй вход которого подключен к выходу второго элемента И, а выход подключен к второму входу переключа-"г ля, входы установки первого и второго реверсивных счетчиков объединены и являются входом установки преобразователя, выходы первого реверсивного счетчика подключены к входам второго элемента И, выходы второго реверсивно- го счетчика являются выходами преобразователя.

1569984

Фиг.O

Редактор М. Бланар

Закаэ 1458 Тираж 667 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент"-, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

61

sz

Я

Я

Б

Я

М

Я

61

ы

63

Ж

У

66

67

66

69

Составитель Е. Бударина

Техред М.Дидык Корректор О. КРавцова