Преобразователь угла поворота вала в код

Авторы патента:

G08C9 - Системы для передачи измеряемых переменных величин, управляющих или подобных сигналов (пневмогидравлические передающие системы F15B; чувствительные элементы для определенных физических переменных см. в соответствующих подклассах, например классов G01,H01; индикаторные или регистрирующие устройства см. в соответствующих подклассах, например G01D,G09F; механические средства для преобразования выходного сигнала чувствительного элемента в различные переменные величины G01D 5/00; мостовые схемы с автоматической балансировкой G01R; управление положением вообще G05D 3/00; механические системы управления G05G; системы для передачи только сигналов "включено-выключено", системы для передачи сигналов тревоги G08B;

О П И С А Н И Е 1»742997

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-вувЂ” (22) Заявлено 10.11.78 (21) 2683235/18-24 с присоединением заявки №вЂ” (23) ПриоритетвЂ”

i(51) М.К.

G 08 С 9/00

Государственный комнтет (53) УДК 681.325 (088.8) Опубликовано 25.06.80. Бюллетень №23

Дата опубликования описания 05.07.80 на делам изобретений н открытнй (72) Автор изобретения

Г. И. Лещенко

Институт автоматики Академии наук Киргизской ССР (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА

В КОД

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для связи аналоговых источников информации с цифровым вычислительным устройством.

Известны преобразователи угла поворота вала в код, содержащие многодорожечные кодовые шкалы однопеременного двоичного кода, одна из которых укреплена на входном валу, все кодовые шкалы последовательно соединены друг с другом через понижающие редукторы, чувствительные о элементы, подключенные к преобразователям однопеременного кода в арифметический, выходы которых подключены к блокам согласования отсчетов 1).

Сложность известного преобразователя вызвана введением дополнительного согласующего разряда и преобразователей однопеременного кода в арифметический, а также сложной технологией изготовления многодорожечных кодовых шкал.

Другие известные преобразователи содер-2о жат однодорожечные кодовые шкалы,соединенные между собой дискретными цевочными передачами (2). Считывание информации происходит в моменты времени между управляющими импульсами шагового двигателя, поворачивающего кодирующий элемент точно на один квант.

Недостатком такого устройства является появление ложных кодовых комбинаций при непрерывном изменении угла поворота как внутри каждого отсчета, так и íà границах переключения их, поскольку кодовые комбинации каждой пары соседних положений кодирующего элемента отличаются значениями больше, чем в одном разряде. При отсутствии устройства дискретизации считывания, функции которого в указанном преобразователе выполняет шаговый двигатель, возникают ошибки, превышающие один квант.

Применение кодирующих элементов, состоящих из большого числа активных участков с различным числом квантов и на разных угловых расстояниях усложняет технологию производства, требует высокой точности изготовления их и повышает требования к юстировке считывающих элементов в пространстве.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является преобразователь угла поворота вала в код, содержащий одно742997 дорожечные кодовые шкалы невзвешенного двоичного кода, одна из которых укреплена на входном валу, все кодовые шкалы последовательно соединены друг с другом через понижающие редукторы, чувствительные элементы, установленные относительно друг друга в каждой из кодовых шкал на расстоянии кванта углового перемещения и подключенные к соответствующим шифраторам (31.

Этому устройству свойственна сложность

Построения блоков согласования отсчетов.

Целью изобретения является упрощение преобразователя.

Достигается это тем, что в преобразователе угла поворота вала в код, содержащем однодорожечные кодовые шкалы невзвешенного двоичного кода, одна из которых укреплена на входном валу, все кодовые шкалы последовательно соединены друг с другом через понижающие редукторы, чувствительные элементы, установленные относительно друг друга в каждой из кодовых шкал на расстоянии кванта углового перемещения и подключенные к соответствующим шифраторам, число чувствительных элементов для каждой из кодовых шкал, кроме старшей, на единицу меньше числа квантов активного (пассивного) участка кодовой шкалы.

В таком преобразователе значения кодов младшего отсчета, соответстьующие двум отличающимся на единицу граничным значениям соседнего старшего отсчета, одинако вы. Поэтому специальных блоков для согласования отсчетов не требуется.

На фиг. 1 дана структурная схем- преобразователя; на фиг. 2 вЂ” таблица значений сигналов на выходах чувствительных элементов и выходах преобразователя.

Преобразователь содержит входной вал

1, кодовые шкалы 2 и 3., соединенные через понижающий редуктор 4. Чувствительные элементы 5,вЂ” 5 младшей кодовой шкалы 2 и чувствительные элементы 6 вЂ” 6,остаршей кодовой шкалы 3 подключены к шифраторам

7 и 8, на выходах которых формируются рефлексные коды 7» вЂ” 7» и 8» вЂ” 8 младшего и старшего отсчетов преобразователя.

Число чувствительных элементов 5 младшей кодовой шкалы 2 на единицу меньше числа квантов активного (пассивного) участка этой шкалы. Шифраторы 7 и 8 предназначены для преобразования невзвешенного кода в рефлексный и состоят из одноразрядных сумматоров по модулю 2 (m ) и элемента

ИЛИ.

В момент считывания, изображенные на фиг. 1 чувствительные элементы младшего

5» вЂ” 5s и старшего 6» вЂ” 6»»» отсчетов, находятся под воздействием пассивных квантов кодирующих элементов 2 и 3. Выходные сигналы этих элементов, подаваемые на входы шифраторов 7 и 8 равны нулю, и сигналы на выходах 7» вЂ” 7 и 8» вЂ” 8» принимают нулевые значения, кодирующие нулевое (ис5

1I $

ЗО

55 ходное) положение входного вала 1, соответствующее нулевой отраженной десятичной позиции (ОДП).

При повороте по часовой стрелке входного вала 1 на угол и = 18 первый чувствительный элемент 5; младшего отсчета будет находиться под воздействием активного кванта кодируюшего элемента 2, следовательно только на выходе элемента 5; появится сигнал «единица». Единичный сигнал будет и на выходе 7 шифратора 7. Эта кодовая комбинация (вторая строка фиг. 2) кодирует положение входного вала 5. = 18, соответствующее цифре 1 ОДП и т. д. При повороте вала 1 на угол а. = 180 (цифра 90ДП) в момент переключения отсчетов, все чувствительные элементы младшего отсчета будут находиться под воздействием активных квантов кодирующего элемента 2, т. е. «единицы» появятся на выходах элементов 5»вЂ” бэ. Так как чувствительные элементы 5», 5э, 55, 5». а также 5а, 5»» и 5.», 56 попарно подключены к входам логических элементов суммирования по модулю 2, то на выходах 7,, 7z, 7з шифратора будут нулевые сигналы, а на выходе 7 единичный сигнал.

Из таблиц на фиг. 2, поясняющих работу преобразователя, видно, что ошибка считывания не превышает одного кванта при непрерывном изменении входного угла и от

О до 180, поскольку каждая позиция отличается от соседних значением только одного выхода 5»„ и соответственно сигналы на выходах 7» вЂ” 7 » также. отличаются от соседних значением только одного из выходов.

При изменении входного угла в пределах»» -=- 180 +-9" редуктор 4 поворачивает кодовую шкалу 3 старшего отсчета на угол

»» = вЂ” О вЂ”;18, однако, и в этом случае ошибка при считывании информации не превысит одного кванта. Рассмотрим подробно момент считывания при и =- 180, т. е. на границе между позициями 9 и 19. Поскольку число активных квантов больше на единицу числа чувствительных элементов 5» 5 на выходах последних сохраняются сигналы единица непрерывно в пределах а = 180 +.

-.18", а изменение выходных сигналов произойдет при переключении старшего отсчета только в одном из чувствительных элементов 6»- вЂ” 6»о. Это соблюдается на всех границах переключения 9--19, 10 вЂ” 20,..., 90вЂ”

190 ..., 100 вЂ -О, причем выходные сигналы шифратора 8 также отличаются значением только одного из выходов 8»,. Таким образом, изменению угла поворота входного вала 1 от к= О до а = 360 X 10 соответствуют

200 комбинаций выходных сигналов чувствительных элементов 5» вЂ” 59) 6» вЂ” 6I0, полученных за десять полных оборотов кодовой шкалы 2 младшего отсчета и один оборот кодовой шкалы 3 старшего отсчета.

Получаемые на выходах 7» вЂ” 7» и 8»8g (фиг. 2) комбинации сигналов состоят из

742997

Фор.иула изобретения

7 7s 7г 71 четных 0 вЂ” 9, 20 вЂ” 29... и нечетных 19 вЂ” f 0, 39 вЂ” 30... циклов, отличающихся порядком следования комбинаций внутри цикла. Так как каждой комбинации выходных сигналов чувствительных элементов 5» вЂ” 5 s соответствует комбинация 7» вЂ” 74, включая и смежные одинаковые комбинации при переключении грубых отсчетов, совпадающих с изменением четности цикла младшего отсчета, то каждая из пары одинаковых комбинаций 5» вЂ” 5e принадлежит четному либо нечетному циклу ?, вЂ” 7», причем избыточность считываемой информации сокращается на пять информационных разрядов в каждом отсчете.

При изготовлении преобразователем угла в код наиболее трудоемким процессом является изготовление кодовых шкал. В предложенном устройстве кодовые шкалы всех отсчетов независимо от выходного кода, состоят из двух геометрически одинаковых участков. Выбор числа чувствительных элементов меньше на единицу числа квантов о активного участка кодовой шкалы младшего отсчета позволяет избежать ошибок считывания, превышающих один квант, без применения специальных электромеханических устройств дискретизации считывания и блоков согласования отсчетов. и

Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий однодорожечные кодовые шкалы невзвешенного двоичного кода, одна из которых укреплена на входном валу, все кодовые шкалы последовательно соединены друг с другом через понижающие редукторы, неподвижные чувствительные элементы, установленные относительно друг друга в каждой из кодовых шкал на расстоянии кванта углового перемещения и подключенные к соответствующим шифраторам, отличающийся тем, что, с целью упрощения преобразователя, число чувствительных элементов для каждой из кодовых шкал, кроме старшей, на единицу меньше числа квантов активного (пассивного) участка кодовой шкалы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 165588, кл. G 08 С 9/00, 1962.

2. Авторское свидетельство СССР № 346956, кл. G 08 С 9/00, 1972.

3. Беляев Г. В. и др. Преобразователь углового положения вала в код. ЛДНТП, 1968, с. 11, рис. 7 (прототип).

742997 ь ! вЂ” С» O О о С» с»«O«DО О с»

« »

t «=»

t a оо вЂ” вЂ” - оо

ОООС» Q Q OO O

CI D О» С» О с» О

ООQ ОО С»

CI O С» О!