Преобразователи угла в код, построенные по методу последовательного счета, страница 8

Значение отношения сигнал/помеха в данном виде преобразователя определяется как разбалансом моста, так и амплитудой высших гармонических составляющих. Последняя величина зависит от многих причин, наиболь­шее значение из которых имеет зазор между барабаном и чувствительными элементами; отсюда следуют высо­кие требования на эксентриситет и биения.

Если необходим преобразователь угла в код на число разрядов, большее восьми, то может быть использован серийно выпускаемый преобразователь ДП-2М, дающий 11-разрядный выходной код. Этот преобразователь состо­ит из двух отдельных индуктивных преобразователей угла в код, которые условно могут быть названы преоб­разователями точного и грубого отсчетов. Первый из преобразователей дает шесть двоичных разрядов, а вто­рой – пять. Преобразователи соединены между собой редуктором, работающим на понижение (32:1) от пре­образователя точного отсчета к преобразователю грубо­го отсчета. Оба преобразователя и редуктор помещены в один общий корпус. Редуктор выполнен так, чтобы люфт его выходной оси не превышал ±15°. При таком значении люфта согласование показаний грубого и точ­ного преобразователей выполняется сравнительно просто. В табл. 1 приведены основные данные обоих упомяну­тых серийных преобразователей угла в код.

Из приведенных данных индуктивных преобразовате­лей угла в код видно, что они обладают значительно более низкой разрешающей способностью, чем фотоэлект­рические преобразователи. Кроме того, им свойственны сравнительно высокие моменты инерции и трения. Труд­ности, связанные с выполнением малого по размерам элементарного участка на дорожке младшего разряда кодирующего диска, приводят к ограничению числа раз­рядов в одном преобразователе (не более восьми). При необходимости получения большого числа разрядов при­меняют многоступенчатые преобразователи, как это сде­лано в ДП-2М. Следует отметить, что индуктивные пре­образователи угла в код приспособлены для работы в тяжелых климатических условиях» Это является их большим достоинством.

Таблица 1.

Некоторые общие вопросы построения преобразователей угла в код, использующих метод считывания

При проектировании преобразователей угла в код, построенных, по методу считывания, независимо от физического явления, используемого в данном АЦП, возника­ет ряд вопросов, общих для всех преобразователей этой группы.

Первой задачей является исключение возмож­ности возникновения ошибки неодно­значности считывания. В гл. 3 этот вопрос уже рассматривался и там указывалось, что при использова­нии отраженных кодов и, в частности, ОДК можно ис­ключить возникновение этой ошибки. В этом случае ко­дирующий диск должен быть выполнен так, чтобы эле­менты, соответствующие 0 и 1, были расположены в соответствии с ОДК. Это приведет к некоторому упро­щению конструкции кодового диска, так как у ОДК цикл изменения цифр в 2 раза больше, чем у ПДК, а следовательно, и размер элементарного участка в младшем разряде при использовании ОДК будет в 2 раза больше, чем при использовании ПДК. Однако в этом случае с вы­хода преобразователя будет сниматься ОДК и до пере­дачи в ЦВМ необходимо выполнить преобразование его в ПДК. Для того чтобы обойтись без преобразования ко­дов, нужно, чтобы на кодовом диске был нанесен ПДК. Очевидно, что при этом необходимо использовать какие-то другие методы исключения ошибки неоднозначности считывания.

Широко применяется метод исключения ошибки не­однозначности считывания, основанный на использова­нии избыточной информации, получаемой при установке дополнительных чувствительных элементов на всех ко­довых дорожках (разрядах), кроме младшей. Избыточ­ная информация позволяет исключить считывание с того чувствительного элемента, который при данном значении угла поворота входной оси стоит на границе между дву­мя соседними делениями кодового диска.

Наиболее простым способом использования двух чув­ствительных элементов в каждом разряде, кроме млад­шего, является так называемый «метод двойной щетки». При этом методе (рис. 7, а) чувствительные элементы во всех разрядах, кроме младшего, сдвигаются вправо и влево относительно линии считывания, проходящей через чувствительный элемент младшего разряда, на половину элементарного участка в младшем разряде кодового диска. Считывание кода с чувствительных элементов производится в этом случае в следующем порядке: вна­чале считывается цифра в младшем разряде и в зависимости от ее значения (0 или 1) считывание производится с левой или правой группы чувствительных элементов. Для иллюстрации изложенного способа на рис. 7, а приведены два варианта, отличающиеся значением циф­ры, считываемой с чувствительного элемента в младшем разряде. Если в младшем разряде считывается 0, то неоднозначность может возникнуть только в том случае, если угол и соответственно код будут уменьшаться, так как при этом возникнет «сквозной заем» из младших разрядов к старшим. Чтобы избежать неоднозначности считывания, нужно во всех разрядах, кроме младшего, взять правую группу чувствительных элементов, т. е. группу, соответствующую большему углу и соответствен­но большему коду. Если же с младшего разряда считы­вается 1, то неоднозначность считывания может возник­нуть при возрастании угла и кода, так как при этом может возникнуть сквозной перенос от младших разря­дов к старшим. Для исключения такой возможности в этом случае берется левая группа чувствительных эле­ментов, соответствующая меньшим углу и коду. Такая система считывания кода с выхода преобразователя не допускает появления какого-либо кода, кроме 0111 и 1000, т. е. кроме кодов, лежащих по обе стороны от ли­нии считывания.

Недостатком метода «двойной щетки» является на­личие одинакового для всех разрядов, кроме младшего, весьма малого интервала между чувствительными эле­ментами, значение которого равно кванту (ширине интервала в младшем разряде). Это усложняет изготовле­ние и юстировку кодирующих устройств. Преимуществом метода «двойной щетки» является возможность парал­лельного считывания кода со всех разрядов преобразо­вателя, старше первого.