Устройство для измерения перемещений

 

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - повышение точности и сокращение времени измерения больших перемещений. Устройство содержит преобразователь, конструктивно объединяющий датчик перемещения и датчик температуры, стержень , датчик начала отсчета, регист ры, цифровые компараторы, RS-триггеры , элементы задержки, задатчики кодов , элемент ИЛИ, элемент И-НЕ, элемент ИСКЛЮЧАЩЕЕ ИЛИ, одновибраторы, D-триггер, реверсивный счетчик, дешифраторы , индикаторы старших разрядов , индикатор младших разрядов,счетчики , блоки памяти, генератор импульсов , шину питания. Выходные сигналы датчиков преобразуются в код NXJ больших перемещений, в код N, малых перемещений, в корректирующий код N (для компенсации температурной погрешности датчика). В частотно-цифровом преобразователе малых перемещений для обеспечения прямого отсчета нелинейной характеристике датчика использован блок памяти, а в частотно-цифровом преобразователе термозависимого сигнала использован блок памяти для формирования кода коррекции N. 4 ил. (Л со СП 05 СО сд

(19) (11) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

7695 А1 (5D 4 G 01 В 7/00

OllHCAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АЕторСНоью СвидктельСтвм

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4054625/24-28 (22) 14.04.86 (46) 07. 12. 87. Вюл. 1(- 45 (72) П.Т.Харитонов (53) 621.317.39:531.717(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1(859799, кл. G 01 В 7/00, 1980.

Авторское свидетельство СССР

Ф 926523, кл. G 01 В 7/00, 1981. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения— повышение точности и сокращение времени измерения больших перемещений .

Устройство содержит преобразователь, конструктивно объединяющий датчик перемещения и датчик температуры, стержень, датчик начала отсчета, регистры, цифровые компараторы, RS-тригге- ры, элементы задержки, эадатчики кодов, элемент ИЛИ, элемент И-НЕ, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, одновибраторы, D-триггер, реверсивный счетчик, дешифраторы, индикаторы старших разрядов, индикатор младших разрядов, счетчики, блоки памяти, генератор импульсов, шину питания. Выходные сигналы датчиков преобразуются в код N x больших перемещений, в код И „ малых перемещений, в корректирующий код

И (для компенсации температурной погрешности датчика). В частотно-цифровом преобразователе малых перемещений для обеспечения прямого отсчета при нелинейной характеристике датчика использован блок памяти, а в частотно-цифровом преобразователе термозависимого сигнала использован блок памяти для формирования кода С: коррекции N>. 4 ил

1357695

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для цифрового измерения больших перемещений в робототехнике.

Цель изобретения — повышение точности и сокрашение времени измерения больших перемещений за счет компенсации температурного дрейфа и расширения динамического диапазона чувствительности устройства.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства на фиг. 2 — график зависимости частоты выходного сигнала . датчика от величины перемещения на фиг. 3 и 4 — временные диаграммы рабОты устроиствае

Устройство содержит (фиг. 1) пре-. образователь 1, конструктивно объединяющий датчик 2 перемещения и датчик 3 температуры, стержень 4, датчик 5 начала отсчета, регистры

6-8, цифровые компараторы 9-13, RSтриггеры,14-16, элементы 17-19 задержки, задатчики 20-25 кодов, элемент ИЛИ 26, элемент И-НЕ 27, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 28, одновибраторы 29-33, D-триггер 34, реверсивный счетчик 35, дешифраторы 36 и 37, индикатор 38 старших разрядов, индикатор 39 младших разрядов, счетчики 40-43, блоки 44 и 45 памяти, генератор 46 импульсов, шину 47 пита ния.

Выход датчика 2 подключен к счетному входу счетчика 40, выход которого подключен к адресному входу блока 44 памяти, выход данных которого через дешифратор 37 подключен к индикатору 39 младших разрядов.

Выход датчика 5 подключен к установочному входу D-триггера 34, выход которого подключен к счетному входу счетчика 35, выход которого через дешифратор 36 подключен к индикатору 38 старших разрядов.

Устройство работает следующим образом.

По переднему фронту интервала счета U, (фиг. 3) разрешается запись кода N< в счетчик 40 и последующий счет импульсов Й ц„ по входу E счетчика. За интервал счета

U, на выходах D-счетчика 40 формируется код Я 41—

+ f" °

rye t„ — длительность единичного состояния сигнала U,; п — число двоичных разрядов счетчика 40 °

Значение кода N выбрано из усло1 вия

f Вых. мин

1 /

10 где fs,„ „„ — минимальное значение

f 1X ка 2.

По заднему фронту U интервала U„ происходит считывание двоично-десятичного кода N > из ячейки с адресом

N блока 44 памяти. Этот код по

1 сигналу U с выхода блока 44 заносится в регистр 7, где хранится до конца следующего цикла преобразования частоты 1. 1 в код N „,, На индикаторе 39 высвечивается значение х малых перемещений. С выходов регйстра 7 код И „ подается на выход уст ройства для автоматической регистрации и управления перемещением (при необходимости). Код N >> можно считывать при наличии сигнала N„,,,,который кратковременно принимает нулевое значение лишь при перезаписи информации в регистр 7. формирование кода N из частотного сигнала f< происходит аналогич но формированию кода N „,. В результате счета импульсов f в течение интервала U в счетчике 43 к концу интервала формируется код

20

30

35 (N + т) т

А2

40 где t2 — длительность интервала U

q — число двоичных разрядов счетчика 43.

По сигналу U q с выхода одновибратора 3 I (фиг. 2) задержанному элементом 17, сигналом U1 осуществляется запись кода N >1 B регистр 6, с выходов которого код N< подается

50 на входы В компараторов 9-11.

На входах А компаратора 9 с помощью задатчика 20 задан код адреса N x, а на входах А компаратора

10 с помощью задатчика 21 задан код

55 адреса м11и

В результате этого сигнал П формируется при минимальном значении частоты f, а сигнал Б „ — при макВaix симальном значении частоты f.рц„, По

Nq+ Ng

t1

fîn

35 код с задатчика 23; корректирующий код с выходов регистра 8;

40 частота следования импульгде N<

N» сов на выходе генератора

46.

Длительность t равна t = — r e

2 оп датчика 24. интервала V>

М вЂ” код с заФормула и з обре т е н и я

Устройство для измерения перемещений, содержащее стержень, датчик, три счетчика, два дешифратора, индикатор старших разрядов, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью павы- 55 шения точности и сокращения времени измерения больших перемещений, в него введены датчик начала отсчета, три регистра, пять цифровых компара3 13576 каждому из сигналов U и U, форми руется счетный импульс U, который подается на вход +1 реверсивного счетчика 35 (фиг. 2). Режим работы счетчика 35 задается по входу Е сигналом U, : если U „ = 1, то счетчик о

35 работает на сложение, при U, =О, счетчик 35 работает на вычитание.

Сигнал U„ D-триггером

34, на тактовый вход которого пода- 10 ется сигнал U, формируемый при из. менении направления перемещения стержня 4 относительно датчика 2 (фиг. 1) с помощью компаратора 11 триггера 16 и одновибратора 29. 15

Триггер 16 необходим для запоминания результата сравнения на время отсутствия кода NA на входах А компаратора ll. Элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ 28 разрешает прохождение сигна- 20 ла U на триггер 34 только при несовпадении сигналов U и U ö (при формировании сигнала U >). Триггер 34 работает в режиме делителя частоты следования сигналов U, а каждый сигнал Uzz информирует о смене знака перемещения х. Сигналы U9 формируются после изменения х на величину

1с (длина секции стержня 4), поэтому код N, накопленный в счетчике 35, 30

Х2 соответствует перемещению х =И „ 1

Длительность t интервала U„ равна:

95 4 торов, три RS-триггера, три элемента задержки, шесть задатчиков кодов, элемент ИЛИ, элемент И-НЕ, элемент

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, пять одновибраторов, D-триггер, реверсивный счетчик, индикатор младших разрядов, дополнительный счетчик, два блока памяти, генератор импульсов и шина питания, а датчик выполнен в виде конструктивно объединенных датчика перемещения и датчика температуры, выходы первого и второго задатчиков кодов подключены к первым входам соответственно, первого и второго цифровых компараторов, прямой выход первого цифрового компаратора и инверсный выход второго цифрового компаратора подключены к S âõîäàì, соответственно, первого и второго RS-триггеров, выходы которых подключены к входам элемента, ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого подключен к первому входу элемента И-HE. выход которого подключен к синхровходу D-триггера, выход которого подключен к информационному входу реверсивного счетчика, выход которого через первый дешифратор подключен к входу индикатора старших разрядов, прямой выход первого цифрового компаратора через первый элемент задержки подключен к R-входу второго RS-триггера и первому входу элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу управления реверсивного счетчика, инверсный выход второго цифрового компаратора через второй элемент задержки подключен к К-входу первого RS- триггера и второму входу элемента ИЛИ, инверсный выход Dтриггера подключен к его информационному входу, выход датчика температуры подключен к установочному входу

D òðèããåðà и входу сброса реверсивного счетчика, выход третьего задатчика кода подключен к входу предустановки первого счетчика, выход которого подключен к первому входу третьего цифрового компаратора и информационному входу первого регистра, выход которого подключен к вторым входам первого, второго и третьего цифровых компараторов, прямой и инверсный выходы третьего цифрового компаратора подключен соответственно к R- u S-входам третьего RS-триггера, выход которого через первый одновибратор подключен к второму входу элемента И-НЕ, выход датчика перемещения подключен к информационному входу первого счетчика, выход которого подключен к адресному входу первого блока памяти, выход данных которого подключен к информационному входу второго регистра, выход которого через второй дешифратор подключен к входу индикатора младших разрядов, выход генератора импульсов подключен к информационному входу второго . счетчика, выход которого подключен к первому входу четвертого цифрового компаратора, инверсный выход которого через последовательно соединенные второй одновибратор и третий элемент задержки подключен к входу управления первого регистра, инверсный выход четвертого компаратора через третий одновибратор подключен к входу управления предустановкой первого счетчика, инверсный выход четвертого компаратора подключен к входу управления счетом первого счетчика,,выход четвертого задатчика кода подключен к группе старших разрядов второго входа четвертого цифрового компаратора, прямой выход которого подключен к входу сброса второго счетчика, выход генератора импульсов подключен к информационному входу третьего счетчика, выход которого подключен к первому входу пятого цифрового компаратора, инверсный выход которого через четвертый одновибратор подклю1357695

6 чен к входу сброса второго блока памяти, выход данных которого подключен к информационному входу третьего регистра, выход которого подключен к группе младших разрядов четвертого цифрового компаратора, выход второго одновибратора подключен к входу сброса первого блока памяти, управляющий выход которого подключен к входу управления второго регистра, выход пятого задатчика кода подключен к второму входу пятого цифрового компаратора, инверсный выход которого подключен к входу управления счетом дополнительного счетчика и входу пятого одиовибратора, выход которого подключен к входу управления предустановкой дополнительного счетчика, выход которого подключен к адресному входу второго блока памяти, управляющий выход которого подключен к входу управления третьего регистра, выход шестого задатчи25 ка кода подключен к входу предуста-, новки дополнительного счетчика, выход датчика температуры подключен к информационному входу дополнительного счетчика, прямой выход пятого цифрового компаратора подключен к входу сброса третьего счетчика, шина питания подключена к входам четвертого и пятого задатчика кода.

1357695

1357695

1357695

Составитель В.Подолян

Техред А.Кравчук Корректор О.Кравцова

Редактор Г.Волкова

Заказ 5986/37

Тираж 677 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. ч/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4