Патент ссср 368482

 

ибл оте в ч

ОП И

ИЗОБРЕТЕНИЯ

368482

Союз Советскин

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 02.III.1970 (K 1409149/18-24) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 2 .1.1973. Бюллетень № 9

Дата опубликова н ия описания 27.111.1973

М. Кл. G 01т1 б/20

G 08с 9/04

Комитет оо делам изобретений и открытий ори Совете Министров

СССР

УДК 531.14.083З(088.8) Авторы изобретения Г. Г. Быстрицкий, Б. Н. Игнатов, В. M. Курбатов и В. М. Марков

Заявитель

ЦИФРОВОЙ ДАТЧИК ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ

Изобретение относится к устройствам, преобразующим линейное перемещение в цифровой код.

Цифровые датчики перемещения находят применение в системах программного управ- S ления станками, устройствах автоматического взвешивания, в системах обработки графической информации, в системах телеуправления и контроля и т. п.

Известен индукционный датчик перемеще- 10 ния, выполненный в виде многозаходного винта с двумя уложен ными обмотками, запитываемыми двумя напряжениями, сдвинутыми по фазе. Причем фаза сигнала, снимаемого с выходной обмотки, уложенной во втулке, 15 охватывающей винт, зависит от положения последней.

Однако для точной работы такого датчика первичные обмотки должны быть уложены по закону, обеспечивающему синусоидальное 20 распределение магнитного потока в зазоре.

Кроме того, в датчике при больших скоростях перемещения съемной (вторичной) катушки увеличиваются ошибки.

;Предлагаемый цифровой датчик линейных 2S перемещений достаточно прост в изготовлении, обладает удвоенной точностью, большим быстродействием и помехозащищенностью.

Это достигается тем, что подвижная часть датчика выполнена в виде двух считывающих 30 головок, сдвинутых на величину,,кратную

i/2 .шага бифилярной намотки, уложенной в пазах двухзаходного винта. Считывающие головки изготовлены из ферритовой пластины или набраны из тонких пластин магнитного сплава и имеют прорези с шагом, кратным ,шагу бифилярной намотки. Сигналы с головок после усиления подаются на электронный преобразователь, состоящий из триггера, фазового дискриминатора, формирователя и двоичного счетчика.

На .фиг. 1 представлена принципиальная схема датчика; на фиг. 2 — эпюры напряжений; на фиг. 3 — схематическая конструкция считывающей головки; на фиг. 4 — схематическое расположение винта и считывающих головок.

Датчик состоит из кодового элемента 1, выполненотого в виде д вухзаходного ви нта, с бифилярной обмоткой 2, генератора переменного тока 8, считывающих головок 4 и 5, усилителей импульсных сигналов б и 7, фазового дискриминатора 8, триггера 9, формирователя счетных импульсов 10 и двоичного счетчика импульсов 11.

Если бифилярную обмотку 2, выполненную с некоторым шагом 1, возбудить от генератора переменного тока 3, то направление магнитных полей рассеяния между соседними витками будет чередоваться. Поэтому пере368482 мещение считывающей головки 4 вдоль винта приведет к тому, что в ней наведется э. д. с. переменного тока, фаза которой поочередно изменяется на 180 (фиг. 2, а). Если одновременно с первой считывающей головкой 4 пе- 5 ремещать вторую головку 5, сдвинутую относительно первой на .целое число шагов rzt плюс 1/2, то в этой головке фаза напряжения изменит знак с отставанием на полшага (фиг. 2, б). Выходные сигналы считывающих 10 головок 4 и 5, усиленные усилителями 6 и 7, поступают на входы .фазового дискриминатора 8. На выходе дискриминатора появляется выпрямленное напряжение, полярность которого изменяется на обратную через полшага 15

t/2 намотки (фиг. 2, В).

Триггер 9, включенный на выход дискриминатора, служит для формирования прямоугольных импульсов, из которых формирователь 10 формирует счетные импульсы для 20 двоичного счетчика 11 (фиг. 2,г). После каждого цикла работы датчика счетчик П сорасывается на нуль сигналом сброса.

Для увеличения снимаемого сигнала с магнитной головки, она может быть выполнена 25 многосекционной, как показано на фиг. 3.

В ферритовой пластине 12 или стержне, набранном из тонких пластин пермаллоя (или стали ХВН) с противоположных сторон выполнены прорези, в которые уложены секции 30 обмотки 18 тонкого провода. При этом технологически удобно прорези делать не с шагом намотки 1, а с шагом, кратным ему, так как при малом шаге получают слишком тонкие стенки, Кроме увеличения выходного сигнала, многосекционная головка позволяет повысить точность преобразования, усредняя локальные погрешности в намотке кодовой рейки.

С целью сокращения размеров блока, состоящего из двух считывающих головок, последние целесообразно закреплять в державке 14, как показано на фиг, 4.

Предмет изобретения

Ци фровой датчик линейных перемещений, содержащий генератор переменного тока, выходы которого подключены к бифилярной обмотке, уложенной в пазы кодового элемента, вы полнен но го в вниде д вухза ходного ви нта, два усилителя импульсных сигналов, выходы которых подключены через соединенные последовательно фазовый дискриминатор, триггер и формирователь счетных импульсов ко входу двоичного счетчика, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия работы устройства, в него введены две подвижные считывающие головки, выполненные в виде ферритовых пластин с пазами, шаг которых кратен шагу бифилярной обмотки, в пазах пластин расположены последовательно соединенные сигнальные обмотки, выходы которых, подключены ко входам усилителей импульсных сигналов, причем считывающие головки размещены вдоль кодового элемента на расстоянии, кратном половине шага бифилярной обмотки.

368482

Фиг 2 Ру ф

Составитель Г. Антонова

Редактор Л. Утехина

Техред Л. Грачева

Корректоры: В. Жолудева и И. Божко

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 621/4 Изд. № 182 Тираж 755 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5