Преобразователь перемещения в код

 

О П И б" А "Н - И Е ИЗОБРЕТЕН ИЯ

СО1сз СОББтсннх

Ссцналнстнчесних

Республик! К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. cç:.Iä-ву— (22) Заявлено 07,08.75 (21) 2165571 24

;51) М.Кл.- "G 08 С 9 00 с присоединением заявки— (23) Приоритет—

Гнсуднрственный нсмитет

Сссета Миннстрсе СССР (53) УД1(681.325 036.3)

1 (43) Опубликовано 25.11.76. Ьюллстсно М 43

I (45) Дата опубликования описания 14.02.77

Ос делам несб1",теннЙ н ОТКОМТНн (72) Авторы пзоорстенпн

А. 11. Латышев, 1О. л. Фузеев и В. А. Чеканов (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕИИЯ В NOH

Изобретение относится к автоматике и измерительной технике, может найти применение для измерения перемещения рабочих органов металлоре>кущих станков.

Широкое распространение получили преобразователи перемещения в код, использующие в качестве датчика перемещения многополюсные гониометрические преобразователи масштаба угла (синусно-косинусные, вращающиеся трансформаторы, индуктосины и др.), работающие .в амплитудном режиме.

Устройство подобного типа состоит из датчика перемещения, входы которого подключены к выходам функционального преобразователя код †напряжен, управляемого кодом реверсивного счетчика. Выход датчика через усилитель подключен к фазочувствительному выпрямителю, управляющему работой генератора, подключенного через логическое устройство к входу реверсивного счетчика (1). Эти преобразователи не обладают высокими характеристиками.

Наиболее близким техническим решением к данному является преобразователь перемещения в код, содержащий генератор .импульсов, выход которого через усилитель-формирователь подключен к входам реверсивных счетчиков, выходы одного из них соединены с входами блока индикации, выходы согласующего блока подключены к входам датчика перемещения, выход которого через фильтр нижних частот соединен с входом усилителяформирователя (2).

Однако преобразователь имеет ограничен:ную точность и весьма сложен. Это выз",ано тем, что применяется цифро-аналоговый преобразователь, требующий для реализации большое количество прецизионных ключей и трансформаторов, изготовляемых по специ10 альной технологии.

Целью изобретения является повышение точное:и работы IH упрощение преобразователя.

Достигается это благодаря тому, что в

15 преобразователь введены блок сравнения кодов, формирователь импульсов, триггер, дешифраторы и дополнительный реверсивный счетчик, выходы которого подключены через блок сравнения кодов к входам формирова20 теля импульсов и через дешифраторы — и входам триггера, выходы которого соединены с одноименнь;ми входами дополнительного реверсивного счетчика и с,входами формирователя импульсов, .вторые входы которого

25 подключены к одним из выходов другого реверсивного счетчика, другие выходы, которого подключены к другим входам блока сравнения кодов, генератор импульсов подключен к счетному входу дополнительного реверсивно30 го счетчика.

536501

Зо

° (Q, . F„VQ„F,); . (Q. 1 И ".) С„p (Qi FiVQ F)

C„ð = (Q F VQ, . 1 ) 40

60

На фиг. 1 приведена схема преобразователя перемещения в код; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие принцип работы преобразователя.

Преобразователь перемещения в код содержит датчик 1 перемещения, типа синуонокосинусного вращающегося трансформатора или индуктосина; фильтр 2 нижних частот; усилитель-формирователь 8; генератор импульсов 4; реверсивные счетчики 5, б; блок 7 сравнения, кодов; блок 8 индикации; реверсивный счетчик 9; дешифраторы 10, 11; триггер

12; формирователь импульсов 18; согласующий блок 14.

Выходная обмотка датчика перемещения

1 через фильтр 2 нижних частот подключена к входу усилителя-формирователя 8, к другому входу которого подключен выход генератора импульсов; выход усилителя-формирователя 8 подключен к входам первого и .второго реверсивного счетчика 5 и б соответственно.

Кодовые выходы,первого реверсивното счетчика подключены к первым входам блока

7 сравнения кодов, а кодовые выходы, второго реверсивного счетчика подключены к блоку

8 индикации. Вторые входы блока 7 сравнения кодов подключены к кодовым выходам дополнительного реверсивного счетчика 9, счетный вход которого подключен к выходу генератора импульсов 4..Кодовые выходы дополнительного реверсивного счетчика 9, кроме того, подключены к .входам первого и второго деши фраторов 10, 11, соответственно.

Выход первого дешифратора,10 подключен к единичному входу триггера 12, а выход второго дешифратора 11 — к нулевому входу этого триггера. Единичный, выход триггера 12 соединен с входом установки режима сложения реверсивного счетчика 9, а нулевой выход — с входом установки режима вычитания этого реверсивного счетчика. Выходы триггера 9, .выходы блошка 7 сравнения кодов и выходы двух старящих разрядов реверсивного счетчика .5 подключены к входам формирователя импульсов 18, выходы «которого через согласующий блок 14 подключены к входам датчика 1 перемещения.

Преобразователь перемещения в цифровой код работает следующим образом.

В реверсивном счетчике 5 хранится число, пропорциональное текущему положению ротора датчика 1 перемещения. Это число в прямом и обратном кодах поступает в блок 7 сравнения кодов. На вторые входы этого блока также поступает прямой .и обратный иоды числа реверсивного счетчика 9.

На счетный вход реверсивного счетчика 9 постоянно поступают импульсы с генератора

4. Эти импульсы в зависимости от сигналов триггера 12 либо, вызывают увеличение числа в реверсивном счетчике 9, либо его уменьшение.

Предположим, в рассматриваемый момент времени число в счетчике 9 растет. В тот момент, когда все триггеры счетчика 9 оказы,ваются .в единичных состояниях на выходе дешифратора 11 появляется сигнал, который переводит триггер 12 в противоположное состояние. Триггер 12, своими выходами устанавливает,в реверсивном счетчике режим вычитания,и все последующие импульсы, поступившие на,вход этого счетчика,,вызывает уменьшение числа в нем до тех пор, пока все триггеры счетчика не окажутся в нулевых состояниях. ,В этом случае на выходе дешифратора 10 появляется сигнал, который переводит триггер

12 в исходное состояние и тем самым устанавливает в счетчике 9 режим сложения. Таким образом, число,в реверсивном счетчике 9 в функции времени меняется по треугольному закону, линейно нарастая от 0 до N,„„, и затем линейно, уменьшаясь, от N„„, до О (см. фиг. 2,а).

Блок 7,сравнения кодов имеет два канала.

В первом сравнивается прямой код линейноизменяющегося числа реверсивного счетчика

9 с прямым кодом числа реверсивного счетчика 5. iB момент равенства этих кодов блок

7 выдает сигнал С„р (см. фиг. 2,д). Во,втором канале прямой код линейно-,изменяющегося числа реверсивного счетчика 9 сра внивается с обратным кодом числа реверсивного счетчика 5. В момент равенства этих кодов выдается сигнал C,i;ð (см. фиг. 2,е). Логика работы устройства сравнения кодов 9 описывается следующими булевыми выражениями: где С„р С,<р — выходные сигналы блока сравнения кодов 7;

Qi.... Q„ — параллельный код числа реверсивного счетчика 9;

F>.... F„— параллельный код числа реверсивного счетчика 5.

Сигналы С„р, С,бр и сигналы с выходов триггер.а 12 поступают на входы формирователя импульсов 18. Кроме того, сюда же поступают выходные сигналы двух старших дополнительных разрядов реверсивного счетчика 5 (F«+ F„+q). В этих разрядах хранится число, указывающее, в каком квадранте находится ротор датчика 1 положения. Формирователь импульсов 18 производит формирование двух импульсных сигналов, амплитуды первых гармоник которых меняются по синусному и косинусному законам is функции числа, хранящегося в реверсивном счетчике 5.

С выходов формирователя импульсов сигналы (з1п а) и (cos а) через согласующие каскады поступают на входы датчика 1 положения.

Напряжение рассогласования с выходной обмотки датчика 1 положения поступает в фильтр 2 нижних частот, где происходит,выделение первой гармоники. Гармонический

536501

ык. юг.f сигнал далее поступает в усилитель-формирователь 8, где происходит его усиление и, в зависимости от фазы, формирование импульсного сигнала. Разностный импульсный сигнал затем поступает в реверсив ный счетчик 5 и вызывает изменение числа в нем до тех пор, пока угол (а), хранящийся в счетчике 5, не станет равным углу поворота ротора датчика положения. При (а= ) выходное напряжение датчика равно 0 и импульсный сигнал на выходе усилителя-формирователя отсутствует.

Разностный .импульсный сигнал одновременно подсчитывается счетчиком 9, управляющим блоком 8 индикации. .По сравнению с прототипом предлагаемый преобразователь обладает более высокими точноc THbIми характеристиками.

Формула изобретения

Преобразователь перемещения в код, содержащий генератор импульсов, выход кото,рого через усилитель-формирователь подключен к входам реверсивных счетчиков, выходы одного из них соединены с входами блока индикации, выходы согласующего блока подключены к входам датчика перемещения, выход которого через фильтр нижних частот соединен с входом усилителя-формирователя, о тл ич а ющийся тем, что, с целью повышения точности работы и упрощения преобразователя, в него введены блок сравнения ко5 дов, формирователь импульсов, триггер, дешифраторы .и дополнительный реверсивный,счетчик, выходы, которого подключены через блок сравнения кодов,к входам формирователя импульсов и через дешифраторы — к входам

10 триггера, выходы которого соединены с одноименными входами дополнительного реверсивного счетчика и с входами формирователя импульсов, вторые входы которого подключены к одним из выходов другого реверсивного

15 счетчика, другие выходы которого подключены к другим входам блока сравнения кодов, генератор импульсов подключен к счетному входу дополнительного реверсивного счетчика.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. В. П. Зверев и др. «Преобразователи угловых перемещений в цифровой код», Л., 25 Энергия, 1974 г., стр. 138.

2. Инопеггор 26 — 16 Olivetti. Руководство по установке, применению и уходу. Запасные части (прототип).

536501

Составитель И. Назаркина

Текред А. Камышникова Корректор И. Симкина

Редактор Е, Гончар

Тип, Харьк. фил, пред. «Патент»

Заказ 1144/1754 Изд. № 324 Тираж 830 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, К-35, Раушская наб., д. 4/5