SU1080175A1 - Shaft rotation angle encover - Google Patents

Abstract

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОЮРОТА ВАЛА В КОД, содержгиций последовательно соединенные делитель опорной частоты,- синусно-косинусный вращающийс  трансформаторj Формиро- . ватель подвижного строба, выход которого соединен с одним входом генератора одиночных импульсов, выход которого соединен с первыми входами элементов И, объединенных в блок, вход распределител  импульсов, вход делител  .опорной частоты и второй вход генератора одиночных импульсов соединены с входом опорной частоты преобразовател , а выходы распределител  импульсов- соединены с вторыми входами элементов И, объединенных в блок, выходы которого соед1Рнены с входами блока преобразовани  импульсов, триггер знака вращени , элемент ИЛИ и1К-триггер, о т л ичаю-щийс  тем, что, с целью повышени  точности работы преобразовател , в нем I - и К-входыDK-триггера подключены к выходу формировател  подвижного строба, а С-вход соединен с входом делител  апорной частоты, инверсный выход ЗК -триггера подключен к третьим входам-элементов И, объединенных в блок, присл чем выходы блока преобразовани  импульсов соединены с входами элемента ИЛИ и с соответствующими установочными входами триггера знака вращени .THE CONVERTER OF THE ANGLE OF THE TERMINAL OF THE SHAFT IN THE CODE, the contents of the serially connected divider of the reference frequency, is a sine-cosine rotating transformer j Formed. A movable strobe, the output of which is connected to one input of a single pulse generator, the output of which is connected to the first inputs of the AND elements combined into a block, the input of the pulse distributor, the divider input of the reference frequency and the second input of the single pulse generator are connected to the reference frequency input of the converter, and the outputs of the pulse distributor are connected to the second inputs of the AND elements combined into a block whose outputs are connected to the inputs of the pulse converting block, a rotation sign trigger, the OR element i1K-trigger, which is connected with the fact that, in order to increase the accuracy of the converter, in it the I - and K-inputs of the DK-trigger are connected to the output of the mobile strobe driver, and the C-input is connected to the input of the apiary frequency divider, inverse the output of the transducer is triggered to the third inputs-elements AND, combined in a block, and the outputs of the pulse converting unit are connected to the inputs of the OR element and to the corresponding installation inputs of the rotation sign trigger.

Description

Изобретение относитс  к автоматике .и вычислительной технике и может быть использовано дл  св зи аналоговых источников информации с цифровым вычислительным устройством.The invention relates to automation and computer technology and can be used to communicate analog information sources with a digital computing device.

Известен преобразователь угла поворота вала в код, содержащий последовательно соединенные делител опорной частоты, синусно-косинусный вращающийс  трансформатор, формирователь подвижного строба, генератор одиночного импульса, второй вход которого соединен с входом делител  опорной частоты и с входом распределител  импульсов, выходы которого подключены к первым входам блока элементов И, вторые входы которого соединены с выходом генератора одиночных импульсов. Работа устройства основана на формировании блоком элементов И чередугацихс  последовательностей импульсов, определ квдих направление вращени  синусно-косинусного трансформатора l ,A known converter of shaft rotation angle into a code containing serially connected reference frequency dividers, a sine-cosine rotating transformer, a movable strobe driver, a single pulse generator, the second input of which is connected to the input of a frequency divider and outputs of the pulse distributor whose outputs are connected to the first inputs block of elements And, the second inputs of which are connected to the output of the generator of single pulses. The operation of the device is based on the formation by the block of elements AND of a sequence of impulses, determined by the direction of rotation of a sine-cosine transformer l,

Недостатком данного устройства  вл етс  сложность обеспечени  стабильности выходной информации из-за временной нестабильности выходного сигнала формировател  подвижногостроба относительно границы между квантами выходного кода,The disadvantage of this device is the difficulty of ensuring the stability of the output information due to the time instability of the output signal of the driver of the mobile gate relative to the boundary between the quanta of the output code,

Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  преобразователь угла поворота вала в код, содержащий последовательно соединенные делитель опорной частоты , синусно-косинусный вращающийс  трансформатор, формирователь подвижного строба, генератор одиночно го импульса, выход которого соединен с первыми входами блока элементов И, распределитель импульсов, вход которого соединен с входом делител  опорной частоты и вторым вхог дом генератора одиночного импульса, а выходы - с вторыми входами блока элементов И, выходы которого соединены с входами блока преобразовани  имп льсов, и триггер знака вргицени  входы которого соединены с входг ми элемента ИЛИ 2 ;The closest to the technical essence of the invention is a shaft rotation angle converter into a code comprising a serially connected frequency divider, a sine-cosine rotating transformer, a moving gate driver, a single pulse generator, the output of which is connected to the first inputs of the I block, pulse distributor whose input is connected to the input of the reference frequency divider and the second input of the generator of a single pulse, and the outputs to the second inputs of the AND block, the outputs of which are It is connected to the inputs of the impulse conversion unit, and the trigger of the sign of the crimping inputs of which are connected to the inputs of the element OR 2;

Недостатком такого преобразоват тел   вл етс  низка  точность преобразовани  при реверсировании вала синусноткосинусного вращаквдегос  трансфорь-атора, что объ сн етс  потерей первого импульса счета при изменении .знака выходных импульсов блока преобразовани .The disadvantage of such a body conversion is the low conversion accuracy when reversing the shaft of the sine-sinus rotational transducer, which is explained by the loss of the first count pulse when the sign of the output pulses of the conversion unit changes.

Цель изобретени  - повышение точности работы преобразовател .The purpose of the invention is to improve the accuracy of the converter.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в преобразователе угла поворота вала в код, содержащем последовательно соединенные делитель опорной частоты, синусно-косинусный вращающийс  трансформатор, формирователь подвижного стробаJ выход которого соединен с одним входом генератора одиночных импульсов, выход которого соединен с первыми входами элементов И, объединенных в блок, вход распределител  импульсов, вход делител  опорной частоты и второй вход генератора одиночных импульсов соединены с входом опорной частоты преобразовател , а выходы распределител  импульсов соединены с вторы|ми входами элементов И, объединенных в блок, выходы которого соединены с входами блока преобразовани  импульсов, триггер знака вращени , элемент ИЛИ и К триггер, fe - и К - входы Зк-триггера подключены к выходу формировател  подвижного строба, а С-вхрд соединен с входом делител  опорной частоты, инверсный выход 3К-триггера подключен к третьим входам элементов И, объединенных в блок, причем выходы блока преоб (Разовани  импульсов соединены с входами элемента ИЛИ и с соотватI ствующими установочными входами тригjrepa знака вргидени .The goal is achieved by the fact that in the converter of the shaft rotation angle into a code containing a series-connected frequency divider, a sine-cosine rotating transformer, a moving gate driver whose output is connected to one input of a single pulse generator, the output of which is connected into the unit, the input of the pulse distributor, the input of the reference frequency divider and the second input of the generator of single pulses are connected to the input of the reference frequency of the converter, and Pulse distributor outputs are connected to the second inputs of the AND elements combined into a block, the outputs of which are connected to the inputs of the pulse converting block, the rotation sign trigger, the OR and K elements, the trigger, fe and K - the inputs of the Cr-trigger are connected to the output of the movable gate generator , and C-vhrd is connected to the input of the reference frequency divider, the inverse output of the 3K flip-flop is connected to the third inputs of the AND elements combined into a block, and the outputs of the block are transduced (Arranging pulses are connected to the inputs of the OR element and full-time entrances trigjrepa sign vrgideni.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого преобразовател .; на фиг.2 и 3 - времейные диаграммы формировани  сигнала на выходе блока элементов И.FIG. 1 shows a diagram of the proposed converter. 2 and 3 are time diagrams of the formation of a signal at the output of the block of elements I.

Преобразователь содержит делитель 1 опорной частоты, синусно-косинусный вращающийс  трансформатор 2, формирователь 3 подвижного строба, генератор 4 одиночных импульсов, распределитель 5 импульсов,ОК-триггер 6, элементы 7 И, объединенные в блок, блок 8 преобразовани  импульсов , триггер 9 знака вращени , элемент 10 ИЛИ и вход 11 опорной частоты преобразовател .The converter contains a reference frequency divider 1, a sine-cosine rotary transformer 2, a movable strobe driver 3, a single pulse generator 4, a pulse distributor 5, an OK trigger 6, elements 7 AND, combined into a block, a pulse conversion block 8, , element 10 OR and input 11 of the reference frequency of the converter.

Преобразователь работает следующим образом.The Converter operates as follows.

При поступлении на вход 11 делител  опорной частоты на его выходе формируетс  сигнал, который через синусно-косинусный вращающийс  трансформатор 2, включенный по схеме фазовращагел , поступает на формирователь 3 подвижного строба, вырабатывающий сигнал, фаза которого сдвинута относительно выходного сигнала делител  1 опорной частоты на угол,пропорциональный углу поворота синусно-косинусного вращающегос  трансформатора 2When a divider of the reference frequency arrives at the input 11, a signal is generated at its output, which through a sine-cosine rotary transformer 2 connected in a phase-shifting circuit enters a moving strobe generator 3, generating a signal whose phase is offset from the reference frequency divider 1 by an angle proportional to the angle of rotation of the sine-cosine rotary transformer 2

Под воздействием выходного сигнала формировател  3 подвижного строба генератор 4 одиночных и 1пульсов из последовательности импульсов опорной частоты выдел ет первый относительно переднего фронта строба полный импульс опорной частоты,который опрашивает состо ние выходов распределител  5 импульсов, определ емое фазой выходного сигнала ор мировател  3 подвижного строба отн сительно выходного сигнала делител 1 опорной частоты при этом выдача результата опроса зависит от состо ни  3k -триггера б и осуществл етс элементами 7 И, объединенными в бл Если передний фронт:строба с вы хода формировател  3(фиг. 2а) не совпадает с импульсом опорной ча.сто ты (фиг. 26), то одиночный импульс генератора 4 (фиг.2в) вырабатываетс  до установки ПК -триггера 6 в , единичное состо ние (фиг,2г), вслед ствие чего на выходах элементов 7 И по вл етс  сигнал (фиг.2д). Если передний фронт строба с выхода фотзмировател  3 (фиг. За) совпадает с импульсом опорной частоты (фиг. 36), то одиночный импульс генератора-4 (фиг. Зв) вырабатываетс  после установки 1|С -триггера 6 в единичное состо ние (фиг. Зг) , в результате чего на выходах элементов 7 И (фиг.Зд) сигнал не фор . мируетс . ,ПЕШ вращений синусно-косинусного вращени  трансформатора 2 на выходе элементов 7 И по вл етс  сигнал/ с эответствуюций разным состо ни м распределител  5 импульсов в зависимости от угла поворота. Этот сигнал в виде последовательностей чере дующихс  импульсов, определ ющих Направление вращени , поступает в блок 8 преобразовани  импульсов, вырабатывак ций импульсы счета, кото рые управл ют состо нием триггера 9 знака вращени  и поступают через элемент 10 ИЛИ на выход преобразовател , при этом количество выработанных импульсов пропорционально углу поворота синусно-косинусного вращающегос  трансформатора 2 и не зависит от направлени  его вращени . При отсутствии вращени  синуснокосинусного трансформатора 2 блок 8 импульсов счета не вырабатывает, так. как сигнал, по вл ющийс  на выходе элементов 7 И, всегда соответствует одному и тому же состо нию распределител  5 импульсов. Это условие выполн етс  также в случае совмещени  передних фронтов подвижного строба и импульса опорной частоты и их временной нестабильности , в результате чего обеспечиваетс  стабильность выходной информации.. Таким образом, каждый импульс блока 8 преобразовани  соответствует единичному приращению угла поворота и тем самым устран етс  люфт вала синуса-косинусного вращающегос  трансформатора 2 и не происходит потери первого импульса. Кроме того, при временной нестабильности переднего фронта выходного сигнала формировател  подвижного строба относительно переднего фронта импульсов опорной частоты и их совмещени  устран етс  формирование на выходе элементов 7 И последовательностей импульсов, соответствующих разным состо ни м распределител  5 импульсов, и тем самым обеспечиваетс  высока  стабильность выходной информации на границе перехода между квантами выходного кода. Экономический эффект от использовани  изобретени  обусловлен описанными техническими преимуществами .Under the influence of the output signal of the movable strobe generator 3, a single and 1 pulses generator from a sequence of reference frequency pulses allocates the first full reference frequency pulse relative to the leading edge of the strobe, which polls the output state of the pulse distributor 5 determined by the phase of the output signal of the distributor 3 movable strobe from relatively to the output signal of the reference frequency divider 1, wherein the output of the polling result depends on the state of the 3k trigger b and is carried out by the elements 7 AND, combined If the leading front: the strobe from the output of the imaging unit 3 (Fig. 2a) does not coincide with the pulse of the reference point (Fig. 26), then a single pulse of the generator 4 (Fig. 2b) is generated before the PC-Trigger 6 is installed c, the unit state (fig. 2d), as a result of which a signal appears on the outputs of the elements 7 I (fig. 2d). If the leading edge of the strobe from the output of the flipper 3 (Fig. 3a) coincides with the reference frequency pulse (Fig. 36), then a single pulse of the generator-4 (Fig. 3Sv) is generated after setting the 1 | C trigger 6 to one state ( Зг), as a result, at the outputs of elements 7 And (fig.Zd) the signal is not form. is reconciled. , PES rotation of the sine-cosine rotation of the transformer 2 at the output of the elements 7 And the signal / s appears corresponding to different states of the distributor 5 pulses depending on the angle of rotation. This signal in the form of sequences of alternating pulses determining the direction of rotation enters the pulse converting unit 8, the counting pulses are generated, which control the state of the flip-flop 9 of the rotation sign and arrive through the element 10 OR at the output of the converter, while the number of generated The pulses are proportional to the angle of rotation of the sine-cosine rotating transformer 2 and does not depend on the direction of its rotation. In the absence of rotation of the sinus-sinus transformer 2, the counting pulse block 8 does not produce, so. as a signal appearing at the output of elements 7 AND, always corresponds to the same state of the distributor 5 pulses. This condition is also satisfied in the case of combining the leading edges of the movable strobe and the reference frequency pulse and their temporal instability, resulting in a stable output information. Thus, each pulse of the conversion unit 8 corresponds to a single increment of the angle of rotation and thereby eliminates shaft play sine-cosine rotary transformer 2 and no loss of the first pulse occurs. In addition, when the leading edge of the output signal of the movable gate driver is temporarily instable relative to the leading edge of the reference frequency pulses and their combination, the formation of output elements 7 and pulse sequences corresponding to different states of the pulse distributor 5 is eliminated, and thus the high stability of the output information at the transition between quanta of the output code. The economic effect of the use of the invention is due to the technical advantages described.

а, Sa, s

еe

,i t t ,t, i t t, t

Ф449.2Ф449.2

I I II I I

r-t-rr-t-r

ЫS

Claims (1)

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД, содержащий последовательно соединенные делитель опорной частоты,, синусно-косинусный вращающийся трансформатор, Формиро- . ватель подвижного строба, выход которого соединен с одним входом генератора одиночных импульсов, выход которого соединен с первыми входами элементов И, объединенных в блок, вход распределителя импульсов, вход делителя .опорной частоты и второй вход генератора одиночных импульсов соединены с входом опорной частоты преобразователя, а выходы распределителя импульсов- соединены с вторыми входами элементов И, объединенных в блок, выходы которого соед!?нены с входами блока преобразования импульсов, триггер знака вращения, элемент ИЛИ и1К-триггер, отличающийся тем, что, с целью повышения точности работы преобразователя, в нем I - и К-входы-триггера подключены к выходу формирователя подвижного строба, а С-вход соединен с входом делителя опорной частоты,' инверсный выход 1К -триггера подключен к третьим входам 'эле- g ментов И, объединенных в блок, причем выходы блока преобразования импульсов мента ИЛИ новочными вращения.SHAFT TURN ANGLE CONVERTER TO A CODE containing a serially connected reference frequency divider, sine-cosine rotary transformer, Formiro. a movable strobe generator, the output of which is connected to one input of a single pulse generator, the output of which is connected to the first inputs of AND elements combined into a block, the input of the pulse distributor, the input of the reference frequency divider and the second input of the single pulse generator are connected to the reference frequency input of the converter, and the outputs of the pulse distributor are connected to the second inputs of the AND elements combined in a block whose outputs are connected with the inputs of the pulse conversion unit, a rotation sign trigger, an OR element, and 1K-trig ger, characterized in that, in order to improve the accuracy of the converter, in it the I - and K-inputs of the trigger are connected to the output of the movable strobe former, and the C-input is connected to the input of the reference frequency divider, the inverse output of the 1K-trigger is connected to the third inputs of the g-elements AND, combined into a block, and the outputs of the block of conversion of pulses of ment OR with new rotation. соединены с входами элеи с соответствующими уставходами триггера знака фае!connected to the inputs of the elea with the corresponding statutory inputs of the trigger of the fae sign! м СЛm SL