Преобразователь перемещения в код Советский патент 1983 года по МПК G08C9/00 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может /йайти применение для измерения перемещений рабочихорганов металлорежу,1щих станк&в. Йззестев преобразователь перемедения в код, который содержит мйого-4 азряйную кодовую шкалу относительлНо которой установлены считывающие элементы, а также амплитудные цнскрк мйнаторы, соединенные с входагйш ин.верторов, элементы И, подключейн1ые к входу, элемента ИЛИ/ , к управлйг Ьдам входам которых подключен элемент ИЛИ, а другие входы подключены :К выходам считывающих элементов ij. Недостатком такого преобразовател является невысокая статическая точность. О: Известен также преобразователь,, содержащий последовательно соединенные генератор импульсов, делитель частоты,:блок питания, фазовращатель умножитель частоты, фаэбсдвигающий элемент, выход которого и выход генератора импульсов подключены к формирователю импульсов перемещения, знаковый выход которого подключен к управляющему входу реверсивного счет ЧиКа, кроме того, дополнительный реверсивный счетчик, дешифратор, элемент И иэлемент задержки, входы дополнительного реверсивного счетчика подключены к выходам формирователя импульсов перемещения, а выход через дешифратор подключен к одному входу элемента И, другой вхОд которого через элемент задержки соединен с счет ным входом дополнительного реверсивного счетчика, а выход подключен к счетному входу реверсивного счетчика 2. Недостатком преобразователя является большая динамическая погреш, ность-. : . . -, .... ,.: .. . ,. Наиболее близким техническим реше .Ниём к изобретению является преобра: adBaTejtb перемещения в кОд, содержакрай синуйно-косинусный датчик, выход которого через полосовой усилитель подключен к входу фазочувствительного формирователя импульсов, а входы соединены с ;выходамн ширютно-импульс ;/ ного модулятора, генератор импульсов подключенный к первому входу широтно /.импульсного можлятора и через дели частоты, к йторому его входу, ; : -третий и четвертый входы широтно-им. пульсного модулятора подключены к «нфорМадионным выходам первого ревер сивного счетчика, входы которого Объединены с вхрдами второго реверсйвногО счетчика и подключены к выхо дам фазочувствительного формирователя импульсов, а выход делителя часто i-b подключен к управляющему входу фа :зочувствительного формирователя импульсов Сз. Недостатком известного преобразователя является динамическая погрешность. Целью изобретения является повышение динамической точности преобразователя. ; Поставленная цель достигается тем,iTO в преобразователь перемещения в код, содержавдй синусно-косинусный Датчик, выход которого через полосовой усилитель подключен- к входу фазоч:увствительногр формирователя импульсов, а входы соединены с выходами широтно-импульсного модулятора, генератор импульсов, подключенный к первому входу широтно-импульсного модулятора и через делитель частоты к второму его входу, третий и четвертый входы широтно-импульсного модулятора подключены к информационным выходам ; первого реверсивного счетчика, входы i которого объединены с входами второго реверсивного счетчика, введены триггер, дешифратор, третий и четвертый реверсивные счетчики, элемент задержки, один и другой элементы И, первый и второй элементы ИЛИ, вход элемента задержки подключен к выходу делителя частоты, один выход элемента задержки .подключен к управляющему вхоДу фазочувствительного формирователя импульсов , другой выход элемента задержки подключен к- управляющему входу третьего реверсивного счетчика один выход фазочувствительного формирователя Импульсов подключен к одному входу первого элемента ИЛИ и к суммирующему входу четвертого реверсивного счетчика, другой выход фазочувствительного формирователя импульсов подключен.к Одному входу второго элемента ИЛИ и к вычитающему входу четвертого реверсивного счетчика, выходы переполнения которого подключены к установочным входам триггера, выходы старших разрядов четвертого реверсивного рчетчика подключены к установочным входам третьего реверсивного счетчика, ПРЯМОЙ выход триггера .подключен к первому входу одного элемента И, а его инверсный «выход подклйчен к первому входу другого эле-, мента И, вторые входы одного и другото элементов И подключены к выходу (генератора импульсов, выходы одного 1и ДРУГОГО элементов и подключены соответственно к другим входам первого и второго элементов ИЛИ и к вычитающему и -суммирующему входамтретьего реверсивного счетчика, выходы разрядов которого чере з деши фратор подключены VK третьим входам одного и другого элементов И, выход первого элемента ИЛИ подключен к суммирующим ;входам первого и второго реверсивных счётчиков, а выход второго элемента ИЛИ подключен к вычитающим входам первого и втррого реверсивных счетчиков. На фиг.1 представлена блок-схема преобразователя перемещения в код, на фиг.2 - блок-схема широтно-импул сного модулятора. Синусно-косинусный датчик 1 чере полосовой усилитель 2 подключен к входу фазочувствительного формирова теля. 3 импульсов, суммирующий и вычитающий входыпервого 4 и второго 5 реверсивных счетчиков соединены между собой соответственно, выход генератора б импульсов подалючен к входу делителя 7 частоты ir к первому входу а широтйо-гймпульсного мо дулягора 8. Выход целителя 7 частот подключен к элементу 9 задержки, один выход которого подключен к управляющему йходу фаэочувствительного формирователя 3 импульсов, выходы фазочувствительного формирователя 3 импульсов подключены к сумми рующему и вычитающему входам реверсивного счетчика 10 соответственно. Выходы переполнения реверсивного счетчика 10 подключены к установочн входам триггера 11, выходы старших разрядов реверсивного счетчика 10 подключены к установочным входгии ре версивного счетчика 12, через дешиф ратор 13 подключены к третьим входа элементов И 14 и 15, вторые входы которых подключены к выходу генератбра 6 импульсов, а первые входы эл ментов И 15 и 14 подключены к инвер ному и прямому выходам триггера 11 соответственно. Другой выход элемёй та 9 задержки подключён к управлйккцё Му входу реверсивного счетчика 12, выходы фазочувствительного формирователя 3 импульсов подключены к одним входам элементов ИЛИ 16 и 17, вы ходы элементов И 14 и 15 подключены к-другим входам элементов 16 и 17 и к входам Сложения и вычитания реверсивного счёхчика 12, а выходы элемен тов 16 и 17 подключены к входам реверсивных счетчиков 4 и 5. Выход делителя 7 частоты подключен к второму входу с широтно-импуль ного модулятора 8, информационные выходы реверсивного счетчика 4 подключены к третьему и четвертому входам широтйо-импульсного модулятора 8 - мпадший разряд, $ - старши разряды), входы синусно-косинусного датчика 1 соединены с выходало широт но-импульсного модулятора 8, информа ционные Выходы реверсивного счетчика 5 являются выходом преобразователя. Широтно-импульсный модулятор 8 tфиг.2Д содержит два счетчика 18 и 19, элемент ИЛИ 20, элемент И 21, формирователь 22 импульсов питания. Информационные входы f обоих .счетчиков 18 и 19 подключены к инфор мационным выходам, кроме младшего разряда реверсивного счетчика 4. выход младшего разряда реверсивного :счетчика 4 соединен с первым.входом а элемента И 21. вход с элемента И 21 и управляющие входы счетчиков 18 и 19 подключены к выходу делителя 7 частоты. элемен- i та И 21 подключен к второму входу элемента ИЛИ 20, а первый вход элемента ИЛИ;20 и вход счетчика 18 подключены к выходу генератора 6 импульсов. Выход элемента ИЛИ 20 подаяючен iK входу вычитания счетчика 19. Выхо ды разрядов счетчиков 18 и 19 подключены к входим формирователя 22 импульсов питания, выходы которого соединены с входами ic и h синусно-косинусного датчика 1. Преобразователь перемещения в код работает следукяцим образом. В реверсивном счетчике 4 хранится число, пропорциональное текущему положению ротора синусно-косинусногчэ датчика 1. ширина импульсов напряже-. ния, вырабатываеных широтно-импульсным модулятором 8 и поступакадих на входные синусную и косинусную ой отки датчика 1, определяется числом, записанным в реверсивном счетчике 4. Изменение этого числа вызывает изменение ширины синусного и косинусного сигналов запиткй датчика 1. В статически согласованном положении эти | сигналы таковы, что на выходе датчи ка 1 величина напряжения близка к нулю. При этом триггер 11 находится в единичном состоянии, а реверсивные счетчики 10 и 12 в нулевом состояний. При перемещении подвижйой части датчика 1 на его выходе возника:ет сигнал рассогласования. Полосовой усилитель 2 усиливает сигнал рассог-, ласования и выделяет первую гармонику этого сигнала. Усиленный сигнгш рассогласования поступает на вход фазочувствительного формирователя 3 импуль сов. Сигнал, поступающий с одного выхода элемента задержки 9, сдвинут на 1/4 периода Т от его начала и приходится на максимум сигнала рассогласования. Если величина рассогласования больше порога срабатывания фазочув ствитель ного формирователя 3 импульсов, то по одному из выходов (в зависимости от фазы рассогласования J выдается импульс. Так при положительном перемещении подвижной части датчика 1 возникает положительное рассогласование и фазочувствиТельный формирователь 3 импульсов выдает импульсы, которые поступают через элемент ИЛИ 17 на реверсивный счетчик 4, увеличивая хранящееся в нем число. Кроме того, эти импульсы поступают на суммирующий счетный

вход реверсивного счетчика 10, увели чивая хранящееся в нем число.

По сигналу с другого выхода элемента 9 задержки (-который сдвинут на 1/2 Т от начала периода происходит перезапись числа из старших разрядов реверсивного счетчика 10 в реверсивный счетчик 12. Если это число не равно нулю, то дешифратор 13 вырабатывает единичный сигнал, разрешающий прохождение импульсов с генератора 6 импульсов через элемент И 15 при единичном состоянии триггера 11. Импульсы с выхода элемента И 15 поступают через элемент ИЛИ 17 на суммирующие счетные входы реверсивных счетчиков 4 и 5. Одновре 1енно импульсы с выхода элемента И- 15 поступают на вход вйчитания реверсивного счетчика 12. Когда число в реверсивном счетчике 12 станет нулевым, дешифратор 13 запрещает прохождение лмпульсов через элементы И 14 и 15. Если число импульсов, поступающих каждый период, соответствует величине - перемещения датчика 1 за период, то на выходе датчика 1 сигнал рассогласования будет равен нулю. При уменьшении положительной скорости перемещения датчика 1 или при отрицательном перемещении возникает отрицатель ное рассогласование. Фазочувствительный формирователь 3 выдает импульсы, которые поступают на вход вычитания реверсивного счетчика 10, а через элемент ИЛИ 16 на входы вычитания реверсивных счетчиков 4 и 5.

Когда состояние старших разрядов реверсивного счетчика 10 станет равно нулю, а состояние реверсивного счетчика 4 будет соответствовать положению датчика 1, сигнал рассогласования на выходе датчика 1 будет равен,нулю.

При отрицательном перемещении датчика 1 импульс переполнения реверсивного счетчика 10 устанавливает триггер 11 в О. По сигналу с второго выхода элемента 9 задержки число из реверсивного счетчика 10 заносится в реверсивный счетчик 12, дешифратор 13 выдает разрешение прохождению импульсов генератора б через элемент И 14, которые через элемент ИЛИ 16 поступают на входы вычитания реверсивных счетчиков 4, 5 и на суммирующий вход реверсивного счетчика 12.. Когда состояние .реверсивного счетчика 12 станет равным нулю, дешифратор 13 запретит прохождение импульсов через элементы И 14 и 15. Таким образом, в старших разрядах реверсивного счетчика 10 будет записано число, соответствующее скорости перемещения датчика 1, а в реверсивном счетчике 5 в каждый период Т будет записано число, соответствующее текущему положению датчика 1. Независимо от скорости перемещения датчика 1 погрешность будет составлять не более 2 единиц младшего разряда преобразователя.

Технико-экономические преимущества преобразователя заключаются в снижений динамической погрешности.

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЬЩНИЯ В КОД, содержащий синусно-косинусный датчик, выход которого через полосовой усилитель подключен к входу фазочувствительного формирователя импульсов, а входы соединены с выходами широтно-импульсного модулятора, генератор импульсов , подключенный к первому входу широтно-импульсного модулятора . и через делитель частоты - к второму его входу, третий и четвертый входы щиротно-импульсного модулятора подключены к информационным выходам первого реверсивного счетчика, входаа которого объединены с входами второго реверсивного счетчика, отличающий с я тем, что, с целью повышения динамической точности преобразователя, в него введены триггер, дешифратор, два реверсивных счетчика, элемент задержки, два злемента И и два элемента ИЛИ, причем вход злемента задерзкки подключен к выходу делителя частоты, один выход злемента задержки подключен к управляющему входу фазочувствительного формирователя им;пульсов, другой ВЫХОД злемента задержки - к управляющему входу третьего реверсивного счетчика, один, выход фазочувствительного формирователя импульсов подключен к одному входу первого элемента ИЛИ и к суммирующему входу четвертого реверсивного счетчика, другой выход фазочувствительного формирователя импульсов подключен к одному входу второго злемента ИЛИ и к вычитающему входу четвертого реверсивного счетчика, выходы переполнения которого подключены к установочным входам триггера, выходы старших разрядов четвертого реверсивноi .го счетчика подключены к установочным входам третьего реверсивного СЛ счетчика, прямой выход триггера - к первому входу одного элемента И, а его инверсный выход - к первому входу другого элемента И, вторые входы элементов И подключены к выходу генератора импульсов, выходы одного и другого элементов И подключены соответственно к другим входс1М первого и второго элементов ИЛИ и к вычитающему и суммирующему входам третьего со о реверсивного счетчика, выходы разрядов которого через дешифратор подключены к третьим входам одного и оо другого элементов И, выход первого элемента ИЛИ подключен к суммирующим входам первого и второго рюверсивных 4 счетчиков, а выход второго элемента ИЛИ - к вычитающим входам первого и второго реверсивных счетчиков.