Преобразователь перемещения в код Советский патент 1983 года по МПК G08C9/04 

мента сравнения, выход пятого делителя частоты через преобразователь

I

кода соединен с вт«рым входом второго элемента сравнения

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В КОД, содержащий генератор, выход которого соедивен со счетными входами первого и второго делителем частоты, первый выход первого делителя частоты соединен со счетным входом третьего делителя частоты, выход третьего делителя частоты соединен с входом первого формирователя импульсов, первым входом квантователя, информационным входом счетчика числа оборотов вала фазовращателя и через фазорасщепитель соединен с входом фазовращателя, вал которсЛ-о является входом преобразователя, выход фазовращателя соединен с вторым входом квантователя, выход квантователя соединен с синхронизирующими входами регистра и счетчика числа оборотов ва-. . ла фазовращателя, выход которого соединен с адресным входом считывания запоминающего устройства, выход которого соединен, с первым входом четвертого делителя частоты, выход четвертого делителя частоты соединен с информационным входом регистра, выход, регистра соединен с, кодовой шиной, первый выход второго делителя частоты соединен с третьим входом квантователя , вторым входом четвертого делителя частоты и первым входом пятого делителя частоты, выход которого соединен с информационным входом запоминающего устройства, выход первого формирователя импульсов соединен с третьим входом четвертого делителя частоты и входом счетчика числа периодов опорного сигнала, первый Q выход которого соединен с адресным (Л входом записи запоминающего устройства, а второй выход через второй форс мирователь импульсов соединен с вторым входом пятого делителя частоты, отличающийся тем, что, , с целью повышения точности преобразователя, в него введены преобразователи кода, элементы срав 0 о :л нения и элемент ИЛИ, выход которого .соединен с управляющим входом второго делителя частоты, второй выход которого соединен с первым входом первого элемента сравнения, выход первого элемента сравнения соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу второго формирователя импульсов, выход регистра через преобразователь кода соединен с первым входом, второго элемента сравнения, выход которого соединен с управляющим входом первого делителя частоты, второй выход первого делителя частоты соединен с вторым входом второго эле

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к устройствам, преобразующим угловое или линейное перемещение в цифровой код, и может быть использовано для контроля величины перемещения механизмов на станках и установках, предназначенных для обработки крупногабаритных и длинномерных изделий.

Известен преобразователь перемещений в код, содержащий генератор, делитель частоты, фазорасщепитель, фазовращатель, преобразователь фа за-код, цифровое вычислительное уст-, ройство, преобразователь код-напряжение, устройство сравнения напряжений, усилитель, тахогенератор, механиз|(, соединенный посредством звена кинематической связи (механический редуктор) с ралом фазовращ е-ля Cl 3.

Известен преобразователь перемещения в код, содержаций генератор, делитель частоты, вход которого соединен с выходом генератора, фазорасщепитель, вход которого подключен к выходу де Г1ителя частоты, фазовращатель, вход которого соединен с выходом фазорасщепителя, квантователь, первый вход которого подключен к выходу фазовращателя, а второй входк выходу делителя частоты, регистр, первый вход которого соединен с выходом квантователя, второй вход - с выходом делителя частоты, а выход с кодовой шиной, и звено кинематической связи (механический редуктор), соединяющее вал фазовращателя с механизмом 12 J.

Однако данные преобразователи обладают пониженной точностью в связи с наличием механического редуктора. Механический редуктор вносит Ьогрешность, обусловленную неточностью изготовления зубчатых шестерен, и неточностью реализации передаточных отношений, выражаемых

иррациональными числами, кратными числу ,1..., необходимость в которых возникает, в частности, в зубчатых передачах рейка - шестерня.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является преобразователь перемещений в код,

содержащий генератор, пять делителей частоты, вход первого из котоPtrfx соединен с выходом генератора и счетным входом второго делителя частоты, а выход соединен с входом

третьего делителя частоты, фазорасщепитель, вход которого подключен к выходу третьего делителя частоты, фазоврацатель, вход которого соединен с выходом фазорасщепителя,

квантователь, первый вход которого подключен к выходу фазовращателя, второй вход - к выходу второго де/ттеля частоты и счетному входу четвертого и пятого делителей частоты,

а третий вход - к выходу третьего делителя частоты, регистр, информационный вход которого соединен с выходом четвертого делителя частоты, вход синхронизации - с выходом квантователя, а выход - с кодовой шиной, счетчик числа оборотов вала фазовращателя , информационный вход которого подключен к выходу третьего делителя , частоты, а вход синхронизации - к выходу квантователя, запоминающее устройство, информационный вход которого соединен х выходом пятого делителя частоты, адресный вход считывания - с выходом сметчика числа оборотов вала фазовращателя, а выход - с входом четвертого делителя частоты, счетчик числа периодов опорного сигнала и два формирователя импульсов, вход первого из которых подключен к выходу третьего делителя частоты, а выход к входу синхрони-. зации ч етвертого делителя частоты и входу счетчика числа периодов опорного сигнала, второго формирователя импульсов соединен с первым выходом счетчика числа периодов опор ного сигнала, второй выход которого соединен с адресным входом записи запоминающего устройства, а выход второго формирователя импульсов подкяю-. чен к входу сброса второго и пятого делителей частоты З 3. Известный преобразователь также характеризуется пониженной точностью в связи с недостаточной компенсацией погрешности звена кинема тической. связи вала фазовращателя с механизмом в частности погрешности измерительных передачах рей ка - шестерня.. В известном преобразователе V осу, ществляется частичная компенсация этой погрешности путем учета ее усредненной величины пропорциональ-%: ным масштабированием выходного кода J на всей длине перемещения механизмам Поскольку измерительная системаобыч но состоит из группы реек, погреш- Г ность изготовления которых в общем случае имеет различный характер, то отсутствие компенсации накопленной погрешности каждой из измерительных реек в отдельности снижает , точность данного преобразователя, Целью изобретения является повы шение точности преобразователя. Указанная цель достигается тем, . что в преобразователь перемещения в код, содержащий генератор, выход кЪторого соединен со счетными входа- - ми первого и второго делителей частоты, первый выход первого делителя частоты соединен со счетным входом третьего делителя частоты, выход тре тьего делителя Частоты соединен с входом первого формирователя импуЛь сов, первым входом квантователя, информационным входом счетчика чисща оборотов вала фазовращателя и через фазорасцепитель соединен с входом ;фазодращателй, вал которого является входом преобразователя, выход фазо--. вращателя соединен с вторым входой.ч квантователя, выход квантователя соединен с синхронизирующими входами регистра и счетчика числа оборот тов вала фазовращателя, выход котброго соединен с адресным входом с«4й тывания запоминающего устройства, выход которого соединен с первым , входом четвертого делителя частоты, выход четвертого делителя частоты : соединен с информационным входом ре, гистра, выход регистра соединен с кодовой шиной, первый выход второго делителя частоты соединен с третьим входом квантователя, вторым входом четвертого делителя частоты и первым входом пятого делителя частоты, выход которого соединен с информационным входом запоминающего устройства, выход первого формирователя импульсов соединен с третьим входом четвертого делителя частоты и входом счетчика числа периодов опорного сигнала, первый выход которого соединен с адресным входом записи запоминающего устройства, а второй выход через второй формирователь импульсов соединен с вторым входом пятого делителя частоты, введены преобразователи кода, элементы сравнения иэлемент ИЛИ, выход которого соединен с управляющим входом второго делителя частоты, второй выход которого соединен с первым входом первого элемента сравнения, выход первого элемента сравнения соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу второго формирователя импульсов, выход регистра через преобразователь кода соединен с первым входом второго элемента сравнения, выход которого соединен с управляющим входом первогоделител частоты, второй выход первого делителя частоты соединен с вторым входом второго элемента сравнения, выход пятого делителя частоты через преобразователь кода соединен с вtopым входом первого элемента сравнения. - - S На фиг. 1 представлена структурная схема преобразователя; на фиг.2график зависимости код-перемещение.. Преобразователь перемещения в код содержит генератор 1, делители 2 и . 3 частоты, фазорасщепитель 4, фазовращатель 5, вал которого через звено 6 кинематической связи соединен с механизмом 7 (звено 6 и механизм 7 к преобразователю не относятся), преобразователь 8 кода, элемент 9 сравнения , квантователь 10, делители 11 и 12 частоты, элемент ИЛИ13, формирователь 14 импульсов, счетчик 15 числа периодов опорного сигнала, запоминающее устройство 16, счетчик 17 числа оборотов вала фазовращате- . ля, преобразователь 18 кода, элемент. 19 сравнения, делитель 20 частоты. регистр 21, формирователь 22 импульсов и кЬдовую шину 23. Преобразователь перемещения в код работает следующим образом. Импульсы тактовой частоты, формируемые генератором 1, поступают с ег выхода на счетные входы делителей 2 и П частоты, отношение коэффициентов деления которых соответствует передаточному отношению звена 6 кине матической связи вала фазовращателя 5 с механизмом 7. Сигнал с первого выхода делителя 2 частоты управляет делителем 3 частоты, формирующим сиг налы кодовой развертки для фазорасщепителя k, который вырабатывает двухфазную или трехфазную систему .пи тающих напряжений для фазовращателя 5, типа вращающегося трансформатора или сельсина. На выходе фазовра щателя 5 образуется сигнал, фазовый сдвиг которого относительно опорного сигнала (одной из фаз питания фазовращателя 5), пропорционалён УГЛОВОМУ перемещению вала фазовращателя 5. Этот сигнал поступает на второй вход квантователя 10 На третий вход квантователя 10 приходят импульсы с выхода делителя 11 частоты, которые используются ля квантования по фазе выходного сигна ла фазовращателя 5. На выходе квантователя 10 формируются узкие кванто ванные по фазе импульсы, частота ко торых при вращении вала фазовращателя 5 в сторону отстаивания фазы выходного сигнала ниже частоты опорного сигнала, а при вращении вала фазовращателя 5 в сторону опережения фазы выходного сигнала выше частоты опорного сигнала. Сигналы, поступающие с выхода делителя 3 частоты на первый вход квантователя 10, исключают появление двух квантованных по фазе импульсов в течение одного периода опорного сигнала, когда ча стота сигнала на выходе фазовращателя 5 становится выше частоты опорного сигнала, пропуская на вход кван тователя 10 в каждом периоде опорного сигнала только один - первый из квантованных импульсов. Квантованные по фазе импульсы поступают на вход синхронизации регистра 21 и счетчика 17 числа оборотов вала фазовращателя. В счетчике 17 числа оборотов вала фазовращателя ониоиспояьзуются совместно с сигналами. поступающими с выхода делителя 3 частоты, для получения сигналов направления счета, В запоминающем устройстве 16 хранится информация, представляющая собой коды перемещений, соответствующих началу оборотов вала фазовращателя 5 в контролируемом диапазоне перемещений. Эта информация выбирается из кодовой развертки, формируемой при помощи делителя 12 частоты, на счетный вход которого с выхода делителя 11 частоты приходят импульсы, имеющие вес одной дискреты, пере,г мещения. Кодовая развертка, поступаю1Дая на информационный вход запоминающего устройства 16, соответствует максимальному перемещению механизма 7. Выборку из нее-необходимых кодовых значений и перенос их в запоминающее устройство 1б осуществляют импульсы, поступающие с второго выхода счетчика-15 числа периодов опорного сигнала на адресный вход записи запоминающего устройства 1б. Считывание информации из запоминающего устройства 16 обеспечивается выходным сигнсГлом счетчика 17 числа оборотов вала фазовращателя. На выход запоминающего устройства 16 поступает информация, представляю|щая собой KOf} перемещения, соответствующий началу текущего оборота вала фазовращателя 5. Упомянутая информация приходит на первый вход делителя 20 частоты, формирующего кодовую развертку, соответствующую перемещениям механизма 7 в пределах текущего оборота вала фёзовращателя 5. На счетный вход делителя 20 частоты поступают импульсы. Имеющие вес одной дискреты перемещения. Ус- тановка делителя 20 частоты в исходное состояние производится в каждом периоде опорного сигнала по второму входу импульсом с выхода формирователя 22 импульсов. , Сигналы кодовой развертки, формируемой делителем 20 частоты, поступают на информационный вход регистра 21. /.Выборка и перенос кода в регистр 21 осуществляется импульсами, поступающими с выхода квантователя 10 на вход cинxpoнизaци J peгистра 21. Код перемещения выдается по кодовой шине 23. Синхронизация работы делителя 12 частоты осуществляется импульсами.

вырабатываемыми формирователем Tt импульсов в момент образования нулевой кодовой комбинации в счетчике 15 числа периодов опорного сигнала, который переключается импульсами с выхода формирователя 22 импульсов. Формирователь 22 импульсов вырабаты вает импульсы при кодовой комбинации на выходе делителя 3 частоты, соответствующей началу отсчета перемещений. .

При постоянных коэффициентах деления делителей 2 и 1V частоты преобразование пере.мещений Е в код Ш происходит в соответствии с характеристикой а (фиг. 2), представляющей собой ломаную линию. Прямым отрезкам этой линии соответствует преобразование перемещений Ц (1 реальная длина реек, ,-2,3... t- эталонная длина реек) в пределах отдельных измерительных реек в код в зависимости от величины и знака погрешности их шага.

В данном преобразователе на участках перемещений в пределах каждой измерительной ячейки при помощи преобразователей 8 и 18 кода формируются, величины коэффициентов деления делителей 2.и 11 частоты, обеспечиаающие компенсацию погрешности шага соответствующих измерительных реек.

При этом коэффициент деления делителя 2 частоты остается постоянным при перемещениях в пределах отдельной измерительной рейки,

коэффициент деления делителя 11 частоты не изменяется в пределах значений кодовой развертки делителя 12 частоты, соответствующих пере.мещениям в пределах отдельных измерительных реек, а код на кодовой шине 23 преобразователя изменяется в соответствии с характеристикой Ь (фиг, 2). .

Элементы сравнейия 9 и 19 используются для обнуления делителей 2 и 11 частоты при равенстве кодов на их обоих входах.

Таким образом, предлагаемый преобразователь позволяет повысить точность по сравнению с известными .преобразователями аналогичного назначения благодаря возможности компенсации

величины линейной составляющей накопленной погрешности для каждой из

изме;рительных реек в отдельности, которая практически не зависит от диапазона контролируемого перемещения.

Экономический эффект от использования пре,длагаемого изобретения определяется его техническим преимуществом.