вые эквиваленты. Устройства, преобразующие непрерывно изменяющиеся величины в дискретную числовую форму, называются преобразователями непрерывных величин в дискретные. Эти преобразователи для сокращения будем называть входными.

крывает-схему Иь вследствие чего поступление импульсов от ГИ на счетчик прекращается.

После окончания счета импульсов число на счетчике, пропорциональное измеренному интервалу времени, может быть снято

Рис. 24-129. Блок-схема связи управляемого объекта с

ЦВМ.

Для связи цифровой машины с исполнительными устройствами управляемого объекта применяются преобразователи дискретных величин в непрерывные (углы поворота, перемещения, напряжения и т. д.). Эти преобразователи будем называть выходными.

Таким образом, между управляемым объектом и цифровой машиной необходимо иметь преобразователи непрерывных величин в дискретные, а между выходом цифровой машины и исполнительными устройствами управляемого объекта - преобразователи дискретных величин в непрерывные.

На рис. 24-129 представлена простейшая блок-схема системы автоматического регулирования с применением цифровой машины. Создание надежных преобразователей, обладающих высокой точностью преобразования, большим быстродействием и хорошей помехозащищенностью, представляет собой самостоятельную проблему.

По принципам построения преобразователи можно разделить на механические, электромеханические и электрические. Рассмотрим некоторые из них, наиболее часто встречающиеся при сопряжении цифровой машины с реальными объектами.

Входные преобразователи вр е м е н и. Преобразователь времени в числовой код представляет собой счетчик импульсов, поступающих в измеряемом интервале времени от высокостабильного генератора.

На рис. 24-130 представлена схема подобного преобразователя. При подаче импульса на Bxi триггер Ту устанавливается в единичное состояние и открывает схему Иь Импульсы от генератора импульсов ГИ через схему Hi поступают на счетчик. Второй импульс, поданный на Вх2, перебрасывает триггер Тг в нулевое состояние и за-24*

сигналом, поданным на И2, и использовано для вычислений, а счетчик импульсом, поданным на Bxt, устанавливается в нулевое положение и тем самым подготавливается для измерения следующего интервала времени.

Установка д О

BxoOl

BxodZ

Рис. 24-130. Преобразователь времени в код.

Точность измерения времени описанным методом определяется выбором рабочей частоты генератора, характеристиками управляющих цепей и параметрами импульсов (фронтами, флуктуациями и т. д.). Современные элементы позволяют построить пересчетные и управляющие схемы, работающие со скоростью счета порядка 10 Мгц. Точность преобразования при этом может быть доведена до 0,1 мксек.

Входные преобразов.атели напряжения. Среди входных преобразователей важную роль играют преобразователи напряжения в число. Это объясняется тем, что в настоящее время хорошо разработаны методы преобразования различных физических величин в напряжение.

На рис. 24-131 представлена схема преобразователя напряжения в цифровой код, работающая на основе сравнения напряжений. Схема сравнения сопоставляет величину преобразуемого напряжения с величиной линейно меняющегося пилообразного напряжения, вырабатываемого генератором линейной развертки. При совпадении этих

дится в широтно-импульсныи модулятор (ШИМ), вырабатывающий импульсы, ширина которых пропорциональна мгновенному значению преобразуемого напряжения. Непрерывная серия импульсов поступает на счетный вход счетчика. Показания счетчика .снимаются в виде чисел и подаются в машину. *

иех,ер

t-r кг,-1 -ltzt-

Преовразуемое напряжение 0---*

Схема

Генератор линейной развертки

Импульс начале развертки

Датчик импульсов

лгтт

установка на О

Выход

Рис. 24-131. Преобразователь напряжения в код со сравнивающим устройством.

двух .напряжений схема сравнения вырабатывает импульс, устанавливающий триггер Ti в положение, при котором схема Hi закрывается и поступление импульсов от Г И на Счетчик прекращается. Поступление импульсов от ГИ на счетчик возобновляется в момент начала линейной развертки.

Показания счетчика являются цифровым эквивалентом заданного напряжения.

. На рис. 24-132 представлены временные диаграммы работы рассмотренного преобразователя. Величине заданного напряжения и в точке 2 соответствует число импульсов tii, напряжению и в точке 4 соответствует ЧИСЛО ИМПуЛЬСОВ ГИ Пг и т. д.

После каждого цикла преобразования на счетчике устанавливается число, пропорциональное величине преобразуемого напряжения.

Достоинством этой схемы является ее сравнительная простота. Точность преобразования зависит в основном .от линейности пилообразного напряжения развертки. Погрешность может быть доведена примерно до 0,2%. Скорость преобразования зависит, от скорости работы счетчика.

На рис. 24-133 представлена схема пре-. образователя, в котором использован широтно-импульсныи модулятор. Мгновенное значение преобразуемого напряжения вво-

Рис. 24-132. Временные диаграммы преобразователя, приведенного иа рис. 24-131.

\ШИМ

Установка в В

Выход

Рис. 24-133. Преобразователь напряжения в код с широтно-импульсным модулятором.

Входные преобразователи положения механического

звена. Преобразователи координат механических звеньев в цифровой код можно разделить на механические и фотоэлектрические.

Механические преобразователи имеют меньшую разрешающую способность, чем фотоэлектрические.

Применение обычных систем счисления как в механических, так и фотоэлектрических преобразователях приводит к неопределенности при съеме данных. Рассмотрим это на примере.

На рис. 24-134 изображено звено механизма, снабженное подвижными контактными пластинами (ламелями) и неподвижными щетками, считывающими горизонтальную

координату звена, представленную в цифровой форме. Отсчет координаты звена может производиться с точностью до четырех .двоичных разрядов.

При перемещении звена относительно щеток распределение потенциалов на щетках будет изменяться от комбинации типа

Направление движения

Щетка

I Ламель IЖ

II ft И И И

Рис. 24-134. Механический преобразователь с одной щеткой на разряд.

Направление движения - . ламелей

На рис. 24-135 представлен преобразователь с двумя щетками на каждый разряд, кроме младшего.

Считывание производится или группой щеток /, 2, 3, 4, или группой щеток /, 2 , 3\ 4. Если щетка / контактирует с заштрихо-1 ванной ламелью, считывание производится щетками /, 2, 3, 4, а если щетка / не контактирует с заштрихованной ламелью, то считывание производится со щеток /, 2, 3, 4. В этом случае ошибка за счет допусков не превышает единицы младшего разряда.

Другим методом устранения ошибок за счет наличия зон неопределенности на границах изменения разрядов является V-ме-

щ и и imm

Рис. 24-135. Механический преобразователь С двумя щетками на разряд.

0000 (вдоль прямой /-/) до 1111 (вдоль прямой - ). Вследствие ошибок, допускаемых при изготовлении, практически невозможно добиться такого положения, чтобы все щетки сходили с ламелей одновременно или одновременно начинали контактировать с ними. Это приводит к большим ошибкам на гра ницах изменения разрядов. В этих зонах ошибка данных может равняться значению старшего разряда.

Для устранения этих ошибок существует несколько методов, одним из которых является постановка на каждый разряд, кроме младшего, по две щетки, сдвинутых относительно друг друга. Эти щетки устанавливаются по центру ламелей самого младшего разряда. В младшем разряде остается одна щетка, но которой определяется, с каких щеток считывать показания.

Рис. 24-136. Расположение ламелей и щеток при V-методе.

тод или V-код. Этот метод является дальнейшим развитием метода построения преобразователя с двумя щетками на разряд.

Идея этого метода состоит в том, что выбор щеток для считывания последующего разряда определяется значением отсчета щетки предыдущего разряда. На рис. 24-136 представлено расположение ламелей и щеток при V-метода

Из рис. 24-136 видно, что расстояние между любыми двумя-щетками равно длине ламели на дорожке, соответствующей цифре ближайшего младшего разряда. При таком расположении щетка находится на своей ламели на расстоянии не менее длины ламели от края.

Щетки выбираются по следующему правилу. Если в предыдущем младшем разряде считана единица, то в последующем старшем разряде должна выбираться левая щетка, и, наоборот, если в предыдущем в младшем разряде считан нуль, то в последующем старшем разряде выбирается правая щетка.

Сформулированное правило можно проследить на рис. 24-136.

В качестве устройств для выбора щетмс могут служить реле, триггеры, диоды или другие логические элементы, включенные между двоичными разрядами. Одна из схем выбора щеток представлена на рис. 24-137. Эта схема требует всего лишь двух диодов на двоичный разряд, если сделать такую