Способ измерения скорости перемещения и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в число-импульсных системах измерения скорости автоматизированных электроприводов станков с программным управлением и промышленных роботов. Цель изобретения - повышение динамической точности и расширение диапазона измерения. В способе дополнительно в момент прихода импульса тахогенератора фиксируют величину интервала измерения и в каждом такте генератора эталонной частоты сравнивают значение текущего интервала измерения с величиной зафиксированного интервала измерения. Значения скорости определяют по числу импульсов генератора эталонной частоты и соотношению зафиксированного и текущего интервалов измерения. Устройство, реализующее способ, содержит датчик импульсов, генератор эталонной частоты, счетчик, блок управления, четыре схемы И, схему ИЛИ-НЕ, триггер, блок памяти, четыре схемы ИЛИ, три регистра, блок компараторов, блок синхронизации, определитель знака. 2 с.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧ ЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„15 7730 (51) 5 Г 01 P 3/489

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 43? 0226/24-10 (27) 26.10.87 (46) 07.10.90. Бюл. Р 37 (71) УАимский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (72) Н.Г.Чикуров, A.È.11èõà÷ëîâñêèé, P Г.11ахмаен и Ш.11. Гайсин (53) 531.767 (088.8) (56) Герман-Галкин С.Г. и др, ЦиАроные электроприноды с транзисторными преобразователями. — Л.: Энергоатомиздат, 1986, с. 22

Авторское снидетельстно СССР

Р 742795, кл. r. 0 1 P 3/00, 1980, Авторское свидетельство СССР

1315905, кл. r 01 Р 3/489, 1984. (54)СПОСОБ ИЗИЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в числоимпульсных системах измерения скорости автоматизированИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в числоимпульсных системах измерения скорости, например в автоматизированных приводах станков с программным управлением.

Целью изобретения является повышение динамической точности и расширение диапазона измерения.

Способ измерения скорости перемещения заключается н подсчете числа импульсов генератора эталонной частоты в интервале времени между дву2 них электропринодон станков с программным управлением н промышленных роботов. Цель изобретения — поньппение динамической точности и расширение диапазона измерения. В способе дополнительно в момент прихода импульса тахогенератора Аиксируют величину интервала измерения и в каждом такте генератора эталонной частоты сравнивают значение текущего интервала измерения .с величиной заАиксированного интервала измерения.

Значения скорости определяют по числу импульсов генератора эталонной частоты и соотношению заАиксированного и текущего интервалов измерения.

Устройстно, реализующее способ, сопержит датчик импульсов, генератор эталонной частоты, счетчик, блок управления, четыре схемы И, схему

ИЛИ-НЕ, триггер, блок памяти, четыре схемы ИЛИ, три регистра, блок компараторов, блок синхронизации, определитель. знака. 2 с. п. A-лы, 3 ил. мя опорными импульсами, поступающими от импульсного датчика, при этом дополнительно в момент прихода импульса датчика Аиксируют значение интервала времени, например, по числу импульсов генератора эталонной частоты, а в кажцом такте генератора эталонной частоты сравнивают текущее значение интернала измерения с заАиксированным значением предыдущего интервала измерения. Если до прихода очередного импульса датчика значение текущего интервала измерения достигает вели3

1597730

45 устройство работает следующим образом. чины предыдущего, то с данного такта генератора эталонной частоты и до приходя импульса датчика в каждом такте скорость определяется по текущему значению интервала измерения.

В противном случае значение скорости определяется по числу импульсов генератора эталонной частоты в момент прихода импульса тахогенератора. 7aким образом, при снижении скорости и увеличении каждого последующего интервала измерения значение скорости может быть получено с большей динамической точностью до прихода сле15 дующего импульса от датчика, что уменьшает величину запаздывания сиг, нала скорости и снижает динамическую погрешность измерения.

Вя фиг. 1 показана структурная схема устройства для осуществления предлагаемого способа; на фиг. 2 временные диаграммы синхроимпульсов; на Аиг, 3 — временные диаграммы работы устройства по известному (l) и предлагаемому (ХТ) способам.

Устройство для измерения скорости перемещения (фиг. 1) содержит импульсный датчик 1, первый регистр 2, генератор 3 эталонной частоты, блок 4 синхронизации, 30 ключ 5, первую схему ИЛИ 6, определитель 7 знака, вторую схему

ИЛИ 8, вторую схему ИЛИ-НЕ 9, триггер 10, счетчик 11> первую схему И

12, второй регистр 13, блок 14 памя- 35 ти, блок 15 компяраторов, блок 16 управления, третью 17 и четвертую

18 схемы ИЛИ, вторую 19 и третью 20 и четвертую ?1 схемы И, третий регистр 22.

Ня Аиг. 1 0„- 0 - логические переменные соответственно на первом, втором, третьем, четвертом выходах блока 4 синхронизации; f

f. — логические функции ня первом, втором, третьем выходах блока 15 компараторов; f.< — логическая Аункция на выходе первой схемы ИЛИ 6;

à — F < — логические Аункции на первом, втором, третьем, четвертом вы- 50 ходах блока 16 управления; N — код текущего значения интервала измерения; N ф — код заАиксированного предыдущего интервала измерения; N — код скорости; N — код на выходе

55 датчика 1.

В исходном состоянии в регистре

13 записан код максимально возможного интервала измерения, триггер 10 сброшен, на его выходе присутствует уровень логического нуля, счетчик 11 и регистры 2 и 22 обнулены. В момент времени, определяемый периодом Т<> генератора 3 эталонной частоты, информация с датчика 1 импульсов в параллельном коде переписывается в первый регистр 2, выходы которого объединены схемой. ИЛИ 6. Если во всех разрядах регистра 2 логические нули, то на выходе схемы ИЛИ-ЧЕ 9 появится уровень логической единицы, который поступит на синхронизирующий вход счетчика 11. Через интервал времени, необходимый для завершения переходных процессов в указанных блоках, ня счетный вход счетчика 11 приходит импульс С с блока 4 синхронизации.

В счетчике 11 формируется текущее.. значение интервала измерения, которое поступает ня первый.инАормационный вход блока компяраторов, на второй вход которого с регистра 13 поступает информация о значении предыдущего интервала измерения. В начальный момент работы устройства это значение не определено и поэтому задается максимально возможным. Ня выходах блока

15 компаряторов Аормируются значения логических Аункций

f 1, если N, > N<, = 1О, если N < N<,.

f т

«1, если NT < Ny; (О, если Nт > М, «1, если N,..> 0; ! О, если NT = О.

ЛогичеЧкая Аункция f принимает значение единицы, если на выходе датчика 1 присутствует ненулевая инАормация (N > 0) .

Значения f — f анализируются блоком 16 управления на выходах которого Аормируются логические функции

F, = f, Г,;

Г2 f йФ

"э = з °

Логическая Аункция F< разрешает (при Г, = 1) выборку и перенос кода из блока 14 памяти в регистр 22. Логическая Аункция Г разрешает перенос кода из регистра 2 в регистр 22, разрешает перенос кода из счетчика

11 в регистр IÇ. Последовательность

5 15 выполнения этих переносов обеспечивается блоком 4 синхронизации.

После первого (с момента прихода импульса с датчика 1) такта генера— тора эталонной частоты происходит увеличение содержимого счетчика 11 на единицу, а состояние остальных блоков остается без изменения. Подобная ситуация повторяется в каждом такте генератора .3 до момента прихода импульса с датчика 1 когда на выходе схемы ИЛИ 6 устанавливается уровень логической единицы, вследствие чего запрещается счет импульсов счетчиком 11 и завершается формирование кода интервала измерения. На. выходах блока 15 компараторов значения f, = 0; à — — 1; Г = 1, а на выходах блока 16 управления

1; Г7 0; Jэ 1 г 1 HM пульс С+ произведет выборку кода скорости N из ячейки памяти блока 14 соответствующей коду интервала измерения ::.„ и пересылку кода N в регистр 22. Импульс С осуществит перенос кода N из счетчика 11 в регистр 13, заАиксировав новый текущий интервал измерения N, импульс С сбросит в нулевое состояние регистр

2 и счетчик 11, подготовив их к новому циклу измерения.

С этого момента устройство полностью готово для работы по предлагаемому способу измерения.

В ячейка-.. блока 14 памяти записаны коды скоросТи N„, определяемые из соотношения

К

N + 1 т где К вЂ” коэААициент пропорциональности.

При измерении угловой скорости

? Н

K = — — —, где И вЂ” число импульN41o T О сов на оборот датчика. Адресуемое пространство блока 14 памяти состоит из двух страниц, соответствующих положительным и отрицательнь|м значениям скорости. Переходом со страницы на страницу управляет определитель

7 знака в соответствии со знаком скорости. При уменьшении измеряемой скорости до нуля код в счетчике .11 увеличивается до N, „„ в соответствуняртх ячейках блока 14 памяти записываются нулевые коды скорости.

В следующем такте генератора 3 эта97730 6 лонной частоты счетчик 11 переполняется, на его соответствующем выходе появляется импульс, которьг устанавливает триггер 10 в единичное состояние, и дальнейший счет импульсов счетчиком 11 запрещается схемой

ИЛИ-НЕ 9. Перевод устройства из данного состояния осуществляется сигналом "Пуск" (не показан}, который устанавливает все блоки в исходное состояние.

Устройство сохраняет работоспособность и в том случае, когда частота обновления инАормации на выходе датчика 1 выше частоты генератора 3.

В этом режиме работы устройства выборка из блока 14 памяти не осуществляется, открывается ключ 5 и параллель2О ный код скорости с выхода первого регистра 2 записывается через ключ 5 и первые входы схемы ИЛИ Я в регистр

22 в каждом такте генератора 3.

В качестве импульсного датчика 1

25 используется Аотоэлектрический датчик скорости с параллельным кодовым выходом. В нижнем диапазоне частот вращения в младшем разряде выхода датчика появляется уровень логической единицы с периодичностью, пропорциональной периоду оборота или перемещения. В этом случае датчик представляет собой датчик импульсов и устройство работает по предлагаемому способу.

При увеличении скорости перемещения в старших разрядах на выходе датчика появляются уровни логических единиц и устройство осуществляет сквозной перенос параллельного кода с датчи40 ка 1 на регистр 22.

Формула. из об р ет ения

1. Способ измерения скорости пере45 мещения путем подсчета числа импульсов генератора эталонной частоты в интервале времени между двумя опорными импульсами, поступающими от датчика, отличающийся тем, что,. с целью повышения динамической точности измерения, дополнительно в момент прихода импульса датчика фиксируют величину интервала измерения, а в каждом такте генератора эталоной частоты сравнивают значение текущего интервала измерения с заАиксированной величиной предыдущего интервала измерения,и, если до прихода импульсз датчика значение текущего интервала

7, 1597730 измерения достигает величины предыдущего интервала измерения, то с данного такта генератора эталонной частоты и в каждом из последующих скорость определяется по значению теку5 щего интервала измерения, 2. Устройство для измерения скорости перемещения, содержащее импульсный датчик, генератор эталонной часто-1О ты, счетчик, ключ, блок памяти и регистр, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения динамической точности и расширения диапазона изме-рения, в него дополнительно введены второй и третий регистры, блок синхронизации, четыре схемы ИЛИ, определитель знака, схема ИЛИ-НЕ, триггер, четыре схемы И, блок компараторов и блок управления, причем выход импульс,ного датчика соединен с первым вхо пом первого регистра, выход которого соединен с первым входом ключа, с первым входом определителя знака И с входом первой схемы ИЛИ, выход кото- 25 рой соединен со вторым входом определителя знака и с первым входом схемы ИЛИ-HE второй вход которой соединен с выходом триггера, а выход— с первым входом счетчика, второй 30 вход которого соединен с третьим входом определителя знака и с первым выхо. дом блока синхронизации, вход которого соединен со вторым входом первого регистра и с выходом генератора эталонной .частоты, второй выход бло 5 ка синхронизации соединен со входом импульсного датчика, с -третьим входом первого регистра и с первым входом пеРвой схемы И, выход которой 4О соединен с третьим входом счетчика, первый выход которого соединен с первым входом второго регистра, с первым входом блока компараторов и с пеРвым входом блока памяти, выход которого соединен с первым входом второй схемы ИЛИ, второй вход которой соединен с выходом ключа, а выходс первым входом третьего регистра, выход которого является выходом устройства, при этом выход второго регистра, соединен с вторым входом блока компараторов, первый, второй и третий выходы которого соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами блока управления, четвертный вход которого соединен с выходом первой схемы ИЛИ, при этом первый вход блока управления соединен с первым входом третьей схемы ИЛИ, второй выход блока управления соединен с вторыми входами ключа и второго регистра и с первым входом четвертой схемы HJIH третий выход блока управления соединен с вторыми входами первой и третьей схемы ИЛИ и с первым входом второй схемы И, второй вход которой соединен с третьим выходом блока синхронизации, а выход— ! с третьим входом второго регистра

1 причем четвертый вьгсод блока синхронизации соединен с первыми входами третьей и четвертой схем И, второй вход третьей схемы И соединен с выходом третьей схемы ИЛИ, а третий вход третьей схемы И вЂ” с выходом триггера, вход которого соединен со вторым выходом счетчика, при этом выход третьей схемы И соединен co:âòîðûì

I входом блока памяти и со вторым входом четвертой .схемы ИЛИ, выход которой соединен со вторым входом четвертой схемы И, выход которой соединен со вторым входом третьего регистра, при этом выход определителя знака соединен с третьим входом блока памяти.

1597730

Фиг. Г

Составитель А.Кирилюк

Редактор И.1 1улла Техред N.яндык Корректор М.Шароши

Заказ 3049 страж. 46 1 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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