Преобразователь перемещения в код
Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при измерении высокодинамических перемещений. С целью повышения динамической точности преобразователя, содержащего синусно-косинусный датчик (СКД) 1, полосовой усилитель 2, генератор 17 импульсов, делитель 18 частоты, элемент 19 задержки, триггер 8, реверсивные счетчики 10, 14, 15, дешифратор 13, элементы И 11, 12, широтно-импульсный модулятор 16, введены аналоговый инвертор 3, АЦП 4, регистры 5, 6, сумматор 7, элемент И 20. За счет измерения сигнала рассогласования два раза в течение одного периода опорной частоты СКД 1 преобразователя с помощью регистров 5, 6, АЦП 7 и одновибратора 9, сравнения их результатов в сумматоре 7 осуществляется учет прогнозируемой ошибки преобразователя в следующем такте. 1 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕаЪБЛИН (51)5 Н 03 1 48
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
М АBTOPCHOMY- СВИДЕТЕЛЬСТВУ
С.
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4483993/24-24 (22) 20.09.88 (46) 15.06.90. Бюл. Р 22 (72) С.А.Власюк (53) 681.325 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
Ф 746651, кл. Н 03 М 1/48, 1978.
Авторское свидетельство СССР
Р 1030824, кл. Н 03 М 1/48, 1982. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ
В КОД (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при измерении высокодинамических перемещений. С целью повышения динамической точности
„.80„„1571762 А 1
2 преобразователя, содержащего синуснокосчнусный датчик (СКД) 1, полосовой усилитель 2, генератор 17 импульсов, делитель 18 частоты, элемент 19 задержки, триггер 8, реверсивные счетчики 10,14,15, дешифратор 13, элементы И 11, 12, широтно-импульсный модулятор 16, введены аналоговый инвертор 3, АЦП 4, регистры 5,6, сумматор
7, элемент И 20. За счет измерения сигнала рассогласования два раза в течение одного периода опорной частоты СКД 1 преобразователя с помощью регистров 5,6, АЦП 7 и одновпбратора
9, сравнения их результатов в сумматоре 7 осуществляется учет прогнозируемой ошибки преобразователя в следующем такте. 1 ил.
При перемещении подвижной части
СКД 1 на его выходе возникает сигнал рассогласования. Полосовой усилитель
2 усиливает сигнал рассогласования и выделяет первую гармонику этого сигнала. Инвертор 3 сдвигает его на
180
Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при измерении высокодинамических перемещений.
Цель изобретения — повышение динамической точности преобразоватеая.
На чертеже приведена функциональная сХема преобразователя.
Преобразователь содержит синуснокосинусный датчик (СКД) 1, полосовой усилитель 2, аналоговый инвертор 3, аналого-цифровой преобразователь .(АЦП) 4, регистры .5 и 6, сумматор 7, триггер 8, одновибратор 9, реверсивный счетчик 10, элементы И 11 и 12, дешифратор 13, реверсивные счетчики
114 и 15, широтно-импульсный модуля.тор 16, генератор 17 импульсов, де,литель 1Р частоты, элемент 19 задерж(,ки и элемент И 20. (В известном устройстве применен итеративный метод измерения скорости: в каждом такте опорной частоты СКД реальная скорость перемещения датчика сравнивается с содержанием внутреннего счетчика 10 скорости, и если они не равны, то сигнал рассог ласования отличен от нуля, внутрен ний счетчик скорости модифицируется.
Таким образом, чем больше отличается реальная скорость от ее отображения в счетчике скорости преобразователя„ тем. большее время потребуется для ее измерения, причем все это время пре,образователь индицирует текущее поло жение с ошибкой.
В предлагаемом устройстве измере,ние текущей скорости происходит за один такт. опорной частоты СКД 1 на основе сравнения сигналов рассогласования в конце 1-й и 3-й четвертей такта, так как сигналы запитки датчика в течение такта неизменны. Поэтому при любом изменении реальной скорости перемещения датчика ошибка в показаниях преобразователя присутствует не более одного такта опорной частоты СКД 1.
Преобразователь перемещения в код работает следующим образом.
71762
Усиленный в инвертированный сигнал рассогласования поступает на вход
АЦЦ 4 последовательного приближения, запускаемого импульсами с первого и второго выходов элемента 19 задержки, сдвинутыми относительно начала такта соответственно на 1/4"Ти 3/4 Т периода напряжения опорной частоты, объединенными элементом И 20. По задним фронтам этих импульсов в регистры 5 и 6 записываются числа, пропорциональные амплитудам сигнала рассогласования в конце 1-й и 3-й чет15 вертей такта напряжения опорной частоты СКД соответственно.
Цена младшего значащего разряда
АЦП 4 равна изменению амплитуды сигнала рассогласования при перемещении подвижной части СКД 1 на одну дискрету, поэтому каждое из этих чисел по абсолютной величине представляет собой рассогласование между показаниями преобразователя и фактическим
25 положением датчика в данн:"й конкретный момент (1/4 Т и 3/4 Т соответственно), Знак рассогласования совпадает со знаком числа, вычисленного в мо30 мент. 1/4 Т, На основании сравнения этих чисел в сумматоре 7 вычисляется скорость, с которой движется датчик, и предсказывается его положение в конце 1-й четверти следующего такта напряжения опорной частоты, Прогнозируемая величина ошибки преобразователя в момент времени 5/4 Т
40 А 5/4 = -А 3/4 — (А 3/4 — .А 1/4) =
= -2 А 3/4 + А 1/4, где А 1/4 и А 3/4 — абсолютные вели45 чины напряжения рассогласования в моменты 1/4 T и 3/4 Т напряжения опорной час50 тоты соответственно в дискретах перемещения подвижной части
СКД 1, Компенсируется,она следующим образом. Числа, сформированные в i-м такте опорной частоты СКД и хранящиеся в регисирах 5 и 6, складываются в сумматоре 7, причем число, хра62 6
5 15 71 i нящееся в регистре 5, сдвинуто относительно числа, хранящегося в регистре 6, на один разряд в сторону старших разрядов за исключением знакового разряда (см, выражение (1)).
По импульсу с выхода одновибратора, запускаемого задним фронтом импульса с второго выхода элемента 19 задержки, результат заносится в реверсивный счетчик 10 (за исключением знакового разряда, который заносится в триггер 8), На выходе дешифратора 13 появляется сигнал логической единицы, который удерживается до тех пор, пока на инкрементные,(или декрементные при отрицательном перемещении) входы реверсивных счетчиков 14 и 15 через элемент И 12 (или элемент И 11 при отрицательном перемещении) с выхода 7О генератора 17 не поступит А 5/4 импульсов, т.е. пока содержимое реверсивного счетчика 10 не станет равным О.
В начале следующего, (i+1)-ro, так- 25 та напряжения опорной частоты число, содержащееся в реверсивном счетчике
14 по импульсу с выхода делителя. 18 частоты заносится в широтно-импульсный модулятор t6, который генерирует синусоидальный и косинусоидальный сигналы запитки СКД 1. Так как число, записанное в счетчике 14, точно соответствует внутришаговому положению датчика в момент времени 5/4 Т, сигнал рассогласования на выходе датчика 1 в этот момент равен. "0 и содержимое реверсивного счетчика 15 точно соответствует текущему положению СКД 1, т.е. паразитный пробег преобразова- 4 теля учитывается и выбирается в (i+1)-м такте напряжения опорной частоты.
За счет того, что сигнал рассогласования измеряется два. раза в такт и результаты измерения сравниваются, измерение скорости перемещения производится за один такт, что позволяет повысить точность измерения при высокодинами .ых перемещениях в 1,9 раза по сравнению с известным устройством.
Формула и з обретения
Преобразователь перемещения в код, содержащий синусно-косинусний датчик, вход которого соединен с входом поло- 55 сового усилителя, генератор импуль- . сов, выход которого соединен с входом . делителя частоты и с первыми входами широтно-импульсного модулятора и первого и второго. элементов И, выход делителя частоты соединен с входом элемента задержки и вторым входом широтно-импульсного модулятора, триггер, первый и второй выходы которого соединены с вторыми входами первого и второго элементов И соответственно, третьи входы которых подключены к выходу дешифратора, а выходы соединены с первым и вторым счетными вхОдами первого реверсивного счетчиков соответственно, выходы первого реверсивного счетчика соединены с входами дешифратора, второй реверсивный счетчик, выход младшего разряда которого соединен с третьим входом широтно-импульсного модулятора, а выходы остальных разрядов — с группой входов широтно-импульсного модулятора, выходы которого соединены с входами синуснокосинусного датчика, выходы третьего реверсивного счетчика являются выходами преобразователя, одноименные входы второго и третьего реверсивных счетчиков объединены, соответственно, о т л и ч а ю щ и Й с я тем, что, с целью повышения динамической точности преобразователя, в него введены аналоговый инвертор, аналого-цифровой преобразователь, два регистра, третий элемент И, одновибратор, выход полосового усилителя через аналоговый инвертор соединен с информационным входом айалого-цифрового преобразователя, выды которого соединены с информационными входами начиная с второго. разряда первого регистра и информационными входами второго регистра, управляющие входы которых подключены к первому и второму выходам элемента задержки соответственно, а выходы соединены с входами сумматора, выход старшего разряда которого соединен с одним входом триггера, а выходы . остальных разрядов соединены с установочными .входами первого реверсивного счетчика, первый и второй выходы элемента задержки соединены с входами третьего элемента И, выход которого соединен с входом запуска аналого-цифрового преобразователя, второй выход элемента задвржки через одновибратор соединен с другим входом триггера и управляющим входом первого реверсивного счетчика, выходы первого и второго элементов И соединены с первым и вторым входами второго реверсивного счетчика соответственно.
