Преобразователь перемещений в код

 

ОП ИСАЙ И

С©юз Советскмн

Социалмстмческнх

Республик

ИЗОбРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ . (61) Дополнительное к авт, свнд-ву (22) Заявленд 28.06. 74 (21) 2039011/24 с присоединением заявки №(23) Приоритет— (43) Опубликовано 30.06.76.Бюллетень № 24 (46) Дата опубликования описания 27.09.76 (61} л4. Кл.а б08 С 9/00

Гасударственный камнтет

Вааата Мнннетроа СССР ва делам нзебретеннй н аткрытнй (53} УДК 621.391.24 (088.8) (723 Авторы нзобретения

В. А. Миров, А. И. Смуров и А. Н. Черногорскпй (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ В КОД

Устройство относится к области автоматики и вычислительной техники и может найти применение в системах числового програм-, много управления (ЧПУ) станками для цифровой индикации положения элементов станка в разомкнутых системах ЧПУ или для управления положением подвижных элементов станка в замкнутых системах ЧПУ, Известны преобразователи перемещений в код, содержащие датчик, реверсивные счет- р чики и цифро-аналоговый преобразователь, выход которого через датчик соединен с усилителем. К одному входу цпфро-аналогово го поеобразователя через фильтр подключен распределитель, к другому входу цифро-ана- 15 логового преобразователя — выход первого реверсивного счетчика.

Однако эти устройства ймеют такие не-, достатки, как влияние взаимного положения подвижной и неподвижной частей датчика 20 (непераллельность базовых поверхностей и осей перемещении, изменение зазора при относительном перемещении) на коэффициент обратной связи системы, приводящее к уменьшению разреплюшей способности устройства 25

2 и стабильности отсчета, и низкая скорость преобразования из-за наличия фазочувствитель.ного выпрямителя в различительном дискри» .минаторе.

Цель изобретения — повышение разрешают щей способности, стабильности работы и быстродействия устройства.

Это достигается за счет того, что в уст) ройство введены формирователь динамических программ, анализатор рассогласоеания, блок выбора дискретности и блок взора . нака. Вход формирователя динамических рог рамм соединен с выходом распределителе,., выходы распределителя - с входами блока вы- : бора дискретности и анализатор рассогласования, второй вход анализатора - с выходом усилителя, а выход — с входом блока выбора знака. Выходы,формирователя динамических

nporpaMM подключены к входам блока выбо» ра дискретности и блока выбора знака, вы-, ходы которых связаны с реверсивными счетчиками.

На фиг. 1 изображена структурная схема преобразователя; на фиг. 2 — временная диаграмма работы распределителя; на фиг. 3 -.

519748 временнМе диаграммы работы анализатора рассогласования; на фиг. 4 - временная диаграмма отработки рассогласования.

Преобразователь содержит (см фиг. 1 ) тпаьтр 1, ипфро-аналоговый праобрааоватапь1 б .2, реверсивные счетчики 3 и 4, датчик 5, формирователь 6 динамических программ, усилитель 7, блок 8 выбора дискретности, аралиэатор 9 рассогласования, распределитель 10 и блок 11 выбора знака. 10

Импульсный сигнал распределителя 10 фильтром 1 преобразуется в синусоидальный, являющййся несущим напряжением информационного сигнала { Ц „). В цифроаналоговом преобразователе 2 проводится . модулирование этого напряжения по законам синуса и косинуса. Амплитуда модуляции определяется сигналом, поступающим со счетчика 3, состояние которого устанавливается блоками выбора знака 11 и дискретности 8 в зависимости от знака сигнала; поступающего с датчика 5 через усили» тель 7 в анализатор 9 рассогласования.

Анализатор 9 определяет знак сигнала рассогласования. Сигнал с анализатора раср + согласования через блоки выбора дискрет-, ности 8 и знака 11 записывается в счет- .) чик 3 и с противоположным знаком в счетчик 4. Дискретность обработки сигнала рассогласования выбирается по результату., анализа1 тестовой программы формировате-, ля 6 динамических программ. Счетчик 4 является накопителем рассогласования, выход счетчика 4 — выходом устройства.

Устройство работает следующим образом.

Распределитель 10 вьграбатывает двенад-; цать параллельных тактов, последовательных во времени (см. фиг. 2). Во время так- 4О тов выполняются следующие функции: такты Т1 Т вЂ” формирование синусоидального сигнала несущей частоты U, Т вЂ” на-., чальная установка, сброс; Т,Т,Т7 Т запись динамической пюограммы; Т,Т анализ динамической программы; Т вЂ” запись в счетчики3 Т4 - перемена дискретности.

СигнаЛб проходя на цифра-аналогоВый преобразователь 2, преобразуется в два д»

Модулированных по законам синуса и косину, са напр яжея ия, отношение ампл итуд которых равно тангенсу угла, пропорционального величи- не перемещения подвижной части датчика относительно неподвижной. 56

Состояние цифро-аналогового преобра- ( зователя 2 определяется сигналами, посту4 пающими со счетчика 3. Запись в счетчик

3 проводится сигналом такой величины, чтобы скомпенсировать рассогласование, 4 выэванйое перемещением подвижной части датчика 5 исполнительным механизмом. @ra величича определяется блоком 8выбо а йдискретности, а знак сигнала блоком 11 выбора знака.

Эгот же сигнал, но с противоположным зна . ом, записывается в счетчик 4. !

Влокивыборадискретности 8 и знака 11 управляются выходными сигналами анализами

«гора 9 рассогласования. Величина рассог ласования анализируется следующим образом

Определение истинного значения измеря

1 емой величины осуществляется заданием динамической тестовой программы, сравнени ем и логическим анализом переходов через. нуль положительного и отрицательного при-. ращений компенсационной величины. Работа анализатора 9 1рассогласования: и блока 8 выбора дискретности тактирована от распре:делителя 10. Во время такта Т сигналу рассогласования 5 дается положительное приращениеб равное- одной дискрете опроса { д ), во время Т положительное приращение убирается, во время Т> дается отрицательное приращение той же величины (- <)

Приращение формируется занесением сигнала в соответствующий разряд счетчика 3 в эа« висимости от его величины. В это время на счетчик 4 поступает запрет записи сигнала и производится анализ рассогласования: наличие и знак рассогласования, выбор дис- . кретности опроса.

Временные диаграммы работы анализатора рассогласования .для трех возможных состояний системы - это ЕО, 8 «О -ло« гичная l; 6 0 — логический нуль, показаны на фиг. 3.

В блоке анализа рассогласования, если нет рассогласования (G = O ), от сигнала . динамической программы формируется логическое состояние 10 (такты Т4 и 1«) при любой дискретности опроса.

При наличии положительного рассогласова-. ния (+6 ) и величине дискретности динамической пюограммы (<» ) меньше величины рассогласования д формируется логическое состояние анализатора рассогласования — "11" . При аналогичной величине рассогласования, но имеющей противополож-, ный знак (-6 ), формируется логическое состояние анализатора рассогласования— 00», В случае рассогласования (б) - (бб ) логическое состояние - "10". Логические состояния "11" и "00 дают команду в блок 8 выбора дискретности о переходе на большую дискретность опроса и огновременно изменяют состояние счетчика 3 на величину, равную опрашиваемой (Ь ).

519

5 (Знак этой величины определяется блоком 11: при состоянии ll — минус, а. 00 - плюс, Одновременно происходит изменение состоя- ния счетчика 4 натакуюже величину,но с про тивоположным знаком, 5

I, Логическое состояние "10 дает команду .,в блок выбора дискретности о переходе на меньшую дискретность опроса. В это время состояние счетчиков 3 и 4 не изменяется, В момент времени Фо имелось рассог- щ

;ласование, равное G© (см. фиг. 4). За вре мя t<-t проведен анализ динамической тес,— товой программы.

Так как результатом анализа является логическое состояние 11, то во время !б 4 из счетчика 3 вычитывается величина, равная дискрете опроса h, a, в счетчик 4 занесена эта же величина. В результате рассогласование уменьшилось до значения

6 + 3:Ь ° a сигнал динамической прог- 20

1 раммы увеличилсядозначения 24 .

В момент времени ф - 1 > проводится следующий опрос. Так как результат повто-, ряется, то в момент времени изме,няется состояние счетчика 3 на величину -2 Ь, а счетчика 4 - на величину + 2Ьи осушествляется переход на следующую тястовуюпрограмму, равную 3 й. Рассогласо- вание при этом уменьшается до величины

g +A. 30

Третий анализ (q -Ф, gg ) формирует . логическое состояние 10, что соответ- ствует величине рассогласования меньшей дискретности динамической программы и переходу на меньшую дискретность прог- З0 раммы. Изменения состояния счетчиков

L не происходит.

Анализ программы в моменты времени

Ф, - Ф и 1 .„- 4. формируют. те же логические состояния, что и в 9 н. 40

Поэтому состояния счетчиков 3 и 4 не изменя746

6 ются, а уменьшение дискретности опроса происходит до достижения минимального значения

Если при этом величина рассогласована йе йзменится, то тестовая динамическая грограмма продолжается с минимальной дискретностью.

Таким образом, счетчик 4 находится а. остоянии, соответствующем веиичине расос гласования 6:+3 д . Погрешность из мерения при этом составляет

Формула изобретения

Преобразователь перемещений в код, содержащий датчик, реверсивные счетчики и цифроаналоговый преобразователь, выход которого через датчик соединен с усилите-!

Лем, к одному входу цифро-аналового прео ! разователя через фильтр подключен распределитель, к другому входу. цифро-аналогового, преобразователя подключен выход одного реверсивного счетчика, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения разрешакЫ. щей способности, стабильности работы и быст ,родействия устройства, в него введены форми рователь динамических программ, анализатор рассогласования, блок выбора дискретности и блок выбора знака, причем вход формирователя динамических программ соединен с выходом распределителя, выходы которого соединены с входами блока выбора дискретности и анализатора рассогласования, второ

I вход анализатора рассогласования соединен ! с выходом усилителя, а выход - с входом блока выбора знака, выходы формирователя динамических программ соединены с входам !

;блока выбора дискретности и блока выбора знака, выходы которых соединены с ревер- сивными счетчиками.

á1974S

Хю

4 д

° .Д ь и

Ер

Ер

fj

4 фя у I(аAt ) f эф

УЪг. +

Составитвль Я. Загорбинина

Редактор В. Каширин. Техред, Ì, Ликович Корректор 4, Гриценко

Заказ 4124/542 .Тираж 830; Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Сонета Минасов СССР по делам изобретений,и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауюскаа наб., д. 4/S

Филиал йПП Патент", г. Ужгород, ул. Проектна 4а 4