Устройство для измерения перемещений

 

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для измерения линейных и угловых перемещений, а также определения направления перемещения. Цель изобретения - повышение точности работы устройства. Устройство для измерения перемещений содержит датчики 1,2, элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3, 4, элементы задержки 5, 6. Дополнительно введенные элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 7, 8, инвертор 10, D - триггеры 9, 11, 15, 16 и элементы ИЛИ 12, 17 позволяют исключить сбои преобразования информации о перемещении объекта, вызванные "дребезгом" датчиков 1, 2 при переключениях, а также многократными реверсированиями объекта. Формирование счетных импульсов и обновление информации о направлении перемещения происходят каждую четверть периода срабатывания датчиков 1, 2, при этом информация о направлении перемещения на выходе элемента ИЛИ 17 присутствует постоянно. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 G 01 Р 13/00

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 . ройство для измерения перемещений содержит датчики 1 и 2, элементы HCKJINЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3 и 4, элементы 5 и 6 задержки. Дополнительно введенные элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 7 и 8, ннвертор

10, D-триггеры 9, 11, 15, 16 и элементы ИЛИ 12 и 17 позволяют исключить сбои преобразования информации о перемещении объекта, вызванные "дребезгом" датчиков 1 и 2 при переключениях, а также многократными реверсированиями . объекта. Формирование счетных импуль сов и обновление информации о направлении перемещения происходят каждую четверть периода срабатывания датчиков 1 и 2, при этом информация о на- .

<О правлении перемещения на выходе элемента ИЛИ 17 присутствует постоянно.

4 ил °

С:

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ, ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4339693/24-10 (22) 02. 11. 87 (46) 15. 08. 89. Бюл. 11- 30 (72) А. А. Александров, С. А. Новоселов и M. В. Шахматов (53) 531.771(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11 - 900190, кл. G 01 P 13/00, 1980.

Авторское свидетельство СССР

Р 1283690, кл. G 01 Р 13/00, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ И311ЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ (57) Изобретение относится к приборостроению и может. быть использовано для измерения линейных и угловых перемещений, а также определения направ,ления перемещения. Цель изобретения повыщение точности устройства. Уст„„Я0„„15ОО945 А 1

3 150094

Изобретение относится к приборо . строению и может быть использовано для измерения линейных и угловых перемещений, определения направления перемещения.

Целью изобретения является повышение точности работы устройства.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — временные диаграммы работы предлагаемого .устройства при перемещении объекта вперед; на фиг. 3 — временные диаграммы работы устройства при перемещении объекта назад; на фиг. 4 — пример ре- I5 ализации датчиков.

Устройство содержит датчики 1 и 2, выходы которых подключены соответственно к первым входам элементов HCKJ!IO"

ЧЯОЩЕЕ ИЛИ 3 и 4 и через элементы 5 и 20

6 задержки — к вторым входам элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3 и 4 и к первым входам элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 7 и

8, вторые входы которых подключены со. ответственно к выходам элементов 6 и

5 задержки, выход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ 7 подключен к D-входу триггера 9, выход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 8 через инвертор 10 подключен к D-входу триггера 11. Выходы триггеров 9 и II под- 30 ключены соответственно к первому и второму входам элемента ИЛИ 12. Вьмоды элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3 и 4 подподключены соответственно к первым,входам элементов И 13 и 14, вторые входы которых подключены к прямым выходам триггеров 15 и 16. Выход элемента И 13 подключен к С-входу триггера

11, R-входу триггера 9, $-входу триггера !6 и к первому входу элемента 40

EIH 17. Выход элемента И 14 подключен . к С-входу триггера 16, С-входу триггера 9, R-входу триггера 11, S-входу триггера !5 и к второму входу элемента ИЛИ .7. D-входы триггеров 15 и 16 45 подключены к потенциалу "0". Выходы элементов ИЛИ 12 и 1? .являются выходами устройства (фиг. 1). Датчики и 2 (фиг. 4) содержит непрозрачный диск 18 с прорезью, светодиоды 19 и

20, фотоприемники 21 и 22, триггеры

23 и 24 Имитта.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии на выходах 55 датчиков 1 и 2 присутствуют сигналы

"0". Нулевые уровни присутствуют так же на выходах элементов 5 и 6 задержки элементов 3, 4, 7, 8 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

5 4

ИЛИ 3, 4, 7, 8 элементов И 13 и 14, элементов ИЛИ 12 и 17. Триггеры 15 и

16 либо устанавливаются в противоположные состояния, либо их состояния уже противоположны и определяются предшествующим исходному состоянию перемещением. Триггеры 9 и 11 сбрасываются (для предустановки триггеров использованы внешние сигналы).

Предположим, что на выходе триггера 15 "1", а на выходе триггера 16

"0". Пусть в начале объект движется в условном направлении вперед (фиг. 3), /

В этом случае первым переключается датчик 1. Устойчивому состоянию "!" на выходе датчика могут предшествовать многократные переключения "0" в "1" и. обратно (" дребезг" при срабатывании), что может быть обусловлено физическими принципами работы датчика, а также многократным реверсированием на границе зоны срабатывания (фиг. 3a). Элемент 5 задержки. вырабатывает сигнал, сдвинутый во времени относительно исходного на величину В (фиг. Зв), На выходе элемента ИСКЛЮ-.ЧА!0ЩЕЕ ИЛИ 3 гоявляется последователь ность импульсов (фиг. 2д), поступающая на первый вход, элемента И 13 на втором входе которого присутствует сигнал разрешения — "I с выхода триггера:.!5. Элемент И 13 пропускает на свой выход только первый импульс из, проходящей последовательности (фиг. Зж), так как отрицательный фронт этого первого импульса опрокидывает триггер 15 (фиг. Зи) и элемент.

И 13 оказывается запертым по второму входу. Этот же первый импульс устанавливает триггер 16 в состояние "l" по

" S-входу (фиг. Зк), отпирая тем самым элемент И 14. На выходе элемента

ИЛИ 17 формируется первый счетный импульс (фиг. Зп). Импульс на выходе элемента И 13 (фиг. Зж) .используется кроме того, для определения направле- ния. По его положительному фронту триггер ll устанавливается в состояние "! (фиг. Зн), так как на D-вхрде этого триггера присутствует "1" (фиг. Зл), триггер 9 остается в исход ном состоянии. На выхоце элемента

ИЛИ 12 формируется уровень "!", соот-. ветствующий движению объекта вперед.

При дальнейшыи -перемещении объекта вперед срабатывает датчик 2 (фиг. Зб), 1500945 который, как и датчик 1, переключается с помехой (" дребезгом" ). Однако на выход элемента И 14 пройдет лишь первый импульс (фиг. Зз), по заднему фронту которого сбрасывается триггер

16, и элемент И 14 оказывается запертым. На выходе элемента HCKJIIO×ÀÌÙEÅ

ИЛИ 7 устанавливается "I". Импульсом на выходе элемента ИСКЛОЧАЮЩЕЕ ИЛИ 7 10 устанавливается "1". Импульс на выЖоде элемента И 14 устанавливает триггер .15 в "1" (фиг. Зи), переключает триггер ll (фиг. Зн) и триггер 9 (фиг. 3o). На выходе элемента ИЛИ 17 15 появляется второй счетный импульс (фиг. Зп), на выходе элемента ИЛИ 12 подтверждается состояние 1", что соответствует движению вперед.

При дальнейшем движении вперед дат-20 чик 1 переключается из "1" в 0", что также может сопровождаться "дребезгом" (фиг. 3a),. При появлении первого импульса на выходе элемента И 13 триггер 15 опрокидывается (фиг. Зи), при этом запирается элемент И 13, триггер

16 устанавливается в состояние "I".

На выходе элемента иХШ 17 появляется третий счетный импульс. На выходе ин вертора 10 устанавливается "1" 30 (фиг. Зл). Переключение триггера II в "1" (фиг. Зн) обуславливает "1" на выходе элемента ИЛИ 13 (фиг. 3p), подтверждая тем самым движение объекта вперед. 35

При дальнейшем движении вперед дат чик 2 переключается в "0", что также происходит с "дребезгом". Уровень "1" на выходе элемента ИСКЛIОЧАЮЩЕЕ ИЛИ 7 (фиг. Зм) по первому импульсу на вы- 40 ходе элемента И 14 устанавливается на выходе триггера 9 (фиг. 3o) и на выходе элемента ИЛИ 12 (фиг. 3p). Триггер 16 сбрасывается (фиг. Зк), триггер

15 устанавливается в "1". На выходе 4g элемента ИЛИ 17 появляется четвертый счетный импульс, на выходе элемента

ИЛИ 12 подтверждается состояние "1". .При перемещении объекта в другую сторону (назад) работа устройства gp аналогична (фиг. 4).

Каждув четверть периода сигналов с датчиков 1 и,2 на выходе- элемента

ИЛИ 17 формируются счетные импульсы.

На выходе элемента ИЛИ 12 присутствует "0", что соответствует движению назад, причем это состояние подтверждается каждую четверть периода.

Формула из об ретения

Устройство для из мере сия перемещений, содержащее два импульсных датчика, два элемента задержки, два элемен— та ИСКЛЮЧАИЦЕЕ ИЛИ, причем выходы первого и второго датчиков подключенысоответственно к первым входам первого и второго элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ и через первый и второй элементы ,задержки — к вторым входам второго и первого элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ со— ответственно, о т л и ч а и щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него дополнительно введены инвертор, два элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, два элемента И, четыре D-триггера и два элемента ИЛИ, причем выход первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ подключен к

Р-входу первого триггера, выход второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ через инвертор подкличен к D-входу второго триггера, первые входы третьего и четвертого элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ подклвчены к выходам первого и второго датчиков соответственно, а вторые входы подключены к выходам первого и второго элементов задержки соответственно, выходы третьего и четвертого элементов ИСКЛМЧА10ЩЕЕ ИЛИ подключены к первым входам соответственно первого и второго элементов И, вторые входы которых соединены с выходами соответственно третьего и четвертого триггеров, выход первого элемента И подключен к R-входу первого триггера, к

С-входу второго триггера, С-входу третьего триггера, к S-входу четвертого триггера и к первому входу первого элемента ИЛИ, выход второго элемента И подкличен к С-входу первого триггера, к R-входу второго триггера,. к S-входу третьего триггера, к С-входу, четвертого триггера и второму входу первого элемента ИЛИ, прямые выходы первого и второго триггеров подключены соответственно к первому и второму входам второго элемента ИЛИ, а D-входы третьего и четвертого триггеров подключены к потенциалу логического нуля.

1500945

t

t е ж

1

t

t и

t

Р

1 и

Р фю. 2 йгтч.2

Составитель В. Парамонов

Редактор Т. ПарАенова Техред JI. ÎëèHíûê Корректор Т. Палий.

Подписное

Тираж 789

Заказ 4859/39

ВНИИТЫ Государственного-комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101