Фазовый преобразователь перемещений Советский патент 1983 года по МПК G01B7/00 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь зовано для измерения перемещений. : Известен преобразс)ватель перемещений, содержащий генератор, информационную линейку в форме меандра, чувствительный элемент и блок обработки информации i . Недостатками данного устройства являются невысокие надежность и помехозащищенность, так как при наличии сбоев и помех происходит потеря измерительной информации. . . Наиболее близким к предлагаемому по технической сущноЪти является фазовый преобразователь перемещений содержащий генератор, носитель кодовой информации, подключенный к вы ходу генератора, магнитную головку усилитель, :вход которого подключен к выходу магнитной головки, первый D-триггер, два элемента И, два триг гера Шмидта, первый из которых включен между выходом генератора и С-вхОдом первого В-трг ггера, а второй - между выходом усилителя и D-входом первого D-триггера, три последовательно соединенных однови ратора, вход первого из которых под ключен к выходу первого триггера Шмитта, счетчик и блок цифрового о счета, включенный на выходе счетчи ка 2 . Недостатками известного устройс ва являются невысокие надежность и помехозащищенность. Цель изобретения - повышение помехозащищенности и надежности преобр1азователя. Поставленная цель достигается тем, что в фазовом преобразователе перемещений содержащем генератор, .носитель кодовой информации, подключенный к ВЫХОДУ генератора, магнитную головку, усилитель, вход которого подключен к выходу магнитной головки , первый D-триггер, два элемента И, два триггера Шмидта, первый из которых включён между выходом генератора и С-входом перво го D-триггера, а второй - между вы ходом усилителя и D-входом первого р-триггера, три последовательно соединенных одновибратора, вход пер вого из которых подключен к выходу первого триггера Шмидта, счетчик и блок цифрового отсчета, включенный на выходе счетчгика, носитель кодовой информации разбит на секции, а преобразователь снабжен фазосдвигающими цепочками, включенньЕми между Секциями носителя кодовой информации, первым детектором нули, вход которого подключён к выходу усилителя, вторым детектором нуля , вход которого подключен к выходу генератора, RS-триггером, S-вход которого подключен к выходу первого детектора Нуля, а R-вход к выходу второго детектора нуля, третьим и четвертьлм элементами И, первый вход первого из которых подключен к выходу первого D-триггера, первые входы остальных подключены к выходу RS-триггера, а вторые входы - к выходам соответственно третьего, второго и первого одновибраторов, вторым, третьим и четверТЕлм D-триггерами, Ю-входы которых подключены к выходам соответственно, второго, третьего и четвертого элементов И, дешифратором, входы которого подключены к выходам, соответственно второго, третьего и четвертого D-триггеров, первый выход подключен к R-входу счетчика, С-вход которого подключен к выходу первого элемента И, остальные входы дешифратора подключены к входам блока цифрового отсчета, и элементом И-НЕ, входы которого подключены к Соответствующим выходим счетчика, а выход подключен ко второму входу первого элемента И. I На чертеже приведена блок-схема фазового преобразователя перемещений. Преобразователь содержит генератор 1, носитель 2 кодовой информации, фазосдвигаиэдие цепочки 3-5, включенные между секциями носителя ;. 2, магнитную головку 6, усилитель 7, подключенный входом к выходу головки б, триггеры 8 и 9 Шмидта, первый- 10 и второй 11 детекторы нуля, RS-триггер 12, к входам которого подключены выходы детекторов 10 и 11 нуля, последовательно включённые одновибраторы 13 - 15, первый Dтриггер 16, первый элемент И 17, первый вход которого подключен к выходу D-триггера 16, второй 18, третий 19 и четвертый 20 элементы И, второй 21, третий 22 и четвертый 23 D-триггеры, D-входы которых подключены к выходам элементов И 18 - 20, дешифратор 24, счетчик 25, элемент И-НЕ 26, входы которого соединены с выходами счетчика 25, и блок 27 цифровой индикации. Преобразователь работает следующим образом. При перемещении носителя -2 кодовой информации, питаемого от генератсзра 1, в магнитной головке 6 наводится ЭДС, фаза которой изменяется на при прохождении одного витка носителя 2. Эта ЭДС усиливается усилителем 7 и преобразуется в прямоугольные импульсы триггером 8 Шмидта. D-триггер 16 осу ществляет сравнение фазы сигнала с магнитной головки 6 с фазой генератора 1. При изменении фазы сигнала на магнитной головке состояние 0триггера 16 изменяется, что и подсчитывается счетчиком 25 импульсов. Для повышения надежности и помехозащищенности измерения перемещения, а также для непрерывной корректировки результатов измерений используется пространственная развертка диапазона перемещений, при этом весь диапазон измерения перемещения разбивается на поддиапазоны, каждый из которых сдвинут на фазовый угол (f относительно предыдущего. Полный фазовый сдвиг сигнала равен k(p, где k -.число поддиапазонов. Таким образом, каждый.поддиапазон характеризуется определенным фазовым сдвигом относительно фазы напряжения питания генератора 1. При нахождении магнитной головки 6 над одним из поддиапазонов срабатывает детектор 10.и ставит RS-триггер 12 в единичное состояние, сброс данного триггера осуществляется по нулю сигнала с триггером 9 Шмид,та, связанного с генератором 1.

Таким образом, на выходе RS-триггера 12 появляется импульс, модулированный по длительности фазовым сдвигом в носителе 2 кодовой информации, йлход триггера 9 соединен с цепочкой трех последовательно соединенных одновибраторов 13 - 15, длительность импульсов которых выбирается пропорциональной величине фазового сдвига фазосдвигающих цепочек относительно напряжения генератора 1. При длительности импульса с выхода RS-триггера 12 меньше .всех заданных длительностей одновибраторов на выходах элементов И 18 - 20 появляются импульсы, что позволяет записать в D-триггеры.21 - 23 - 1, т.е. вход дешифратора 24 будет соответствовать коду 111. Если длительность импульса с выхода RS-триггера 12 будет больше длительности импульса одновибратора 13, то не сработает элемент И 18 и к1од на входе дешифратора будет 011. Каядаое соотношение длительностей между импульсами с RS-триггера 12 и одновибраторов 13 - 15 соответствует нахождению магнитной головки в одном из

поддиапазонов носителя 2 кодовой информации. Таким образом, каждый входной код дешифратора соответствует строго определенному поддиапазону измерения перемещения: код 111 - первому поддиапазону, код 011 - второму, код 001 третьему, код 000 - четвертому. Внутри поддиапазона измерение перемещения осуществляется по смене

фазы измерительного сигнала. Причем количество смен фаз внутри всех поддиапазонов равно. Поэтому при появлении сбоя в процессе подсчета смен фаз внутри поддиапазона,

при дальнейшем измерении появляется ложная информация. Чтобы данного эффекта не происходило, выходы счетчика 25 соединены с элементом . И-НЕ 26, выход которого связан с

входом элемента И 17. Счет импульсов по смене фазы будет осуществляться до тех пор, пока показание счетчика 25 не будет равно максимальному значению поддиапазонаi На выходах счетчика появляются все единицы, которые через элемент И-НЕ 26 и элемент И 17 закрывают счетный вход счетчика 25, поэтому любая помеха, пришедшая в этот период времени, не будет регистрироваться.

Сброс счетчика 25 в нулевое состояние осуществляется от дешифратора 24. В случае, когда состояние дешифратора 24 изменится, что соответствует смене поддиапазона, на

управлякндем выходе дешифратора 24 появляется импульс, сбрасывающий показание счетчика 25 в нулевое состояние. В дальнейшем измерение осуществляется внутри поддиапазона по

смене фазы сигнала, снимаемо1 о с магнитной головки, а переход от одного поддиапазона к другому осуществляется аналогично описанному выше. Изобретение позволяет повысить

надежность за счет восстановления значения перемещения при кратковременных сбоях, а использование в качестве информационного паргциетра коррекции фазового сдвига существенно повышает помехоэаиаищенность.

ФАЗОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ, содержащий генератор, носитель кодовой информации, подключенный к выходу генератора магнитную головку, усилитель, вход которого подключен к выходу магнитной головки, первый D-триггер, два элемента И, два триггера Шмидта, первый из которых включен между выходом генератора и С-входом первого D-триггера, а второй - между выходом усилителя и D-входом первого D-триггера, три последовательно соединенных одновибратора, вход первого из которых подключен к выхошу первого триггера Шмидта, счетчик р1-блЬк цифрового отсчета, включенный на выходе счетчика, отличающий с я тем, что, с целью повышения помехозащищенности и надежности, носитель кодовой информации разбит на секции, а преобразователь снабжен фазосдвигающими цепочками, включенными между секциями носителя кодовой информации, первым детектором нуля, вход которого подключен к выходу усилителя, вторым детектором нуля, вход которого подключен к выходу генератора г RS-триггером, S-вход которого подключен к выходу первого детектора нуля, а Rвход выходу второго детектора нуля, третьим к четвертым элементам И первый, вход первого из которых подключен к выходу первого D-триггера, перЬые входы остальных подключены к выходу RS-триггера, а i вторые входы - к выходам соответственно третьего, второго и первого W одновибраторов, вторым, третьим и четвертым D-триггерами, D-входы которых подключены к выходам соответственно второго, третьего и четвертого элементов И, дешифратором, входы которого подключены к выходам соответственно второго, третьего и четвертого D-триггеров, первый выход подключен к R-входу счетчика, С-вход которого подключен к выходу первого элемента И, осталь4 СО СП ные входы дешифратора подключены к входам блока цифрового отсчета, и элементом И-НЕ, входы которого лодключены к соответствующим выхо(Дам счетчика, а выход подключен к второму входу первого элемента И. СО