Устройство для измерения перемещений Советский патент 1983 года по МПК G01B7/00 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения перемещений. Известно устройство для измерения перемещений, содержащее двухканальный первичный преобразователь со СДВИГОМ фаз Между каналами в 1/4 периода, компараторы, логический блок и регистратор ij , Недостатками устройства являются недостаточно высокая точность измере-ния и невысокая степень помехозащи щенности, Наиболее-близким по технической сущности к изобретению является устройство для измерения перемещений, содержащее двухканальный первичный преобразователь со сдвигом фаз между каналами в 1/4 периода, два формирователя, подключенных к выходам преобразователя, два компаратора, вход каждого из которых подключен к выходу соответствующего формирователя, логический блок, входы которого подключены к прямым и инверсным выходам компараторов/ и реверсивный счетчик, включенный на выходе логического блока 2J , Устройство содержит также аналоговые сумматоры, выпрямители и усилители с соответствуннйими масштабными коэффициентами з Недостатка1ми известного устройства являются невысокая точность измерения и невысокая степень помехозащищенности;Цель изобретения - повышение точности измерения и помехозащищенности Поставленная цель достигается тем что устройство для -измерения перемещений, содержащее двухканальный первичный преобразователь со сдвигом фаз между каналами в 1/4 периода, два формирователя, подключенных к выходам преобразователя, два компаратора, вход каждого из которых подf ключен к выходу соответствующего фор мирователя, логический блок, входы которого подключены к прямом и инвер сным выходам компараторов, и реверсивный счетчик, включенный на выходе логического блока, снабжено первым и .вторым инверторами, входы которых по дключены к выходам формирователей, че тырьмя ключами, сигнальные входы пер вых двух ключей подключены к выходам соответствующих формирователей, сигнальный вход третьего - к выходу пер вого инвертора, а сигнальный вход четвертого - к выходу второго инвертора, пятью эл 1ентами И, входы первого из которых подключены к инверти рующим выходам компараторов, входы второго - к инвертирующему выходу первого и прямому выходу второго ке параторов, входы третьего - к прямьял выходёот компараторов, входы четвертого - к прямому выходу первого и кнвертируиячему выходу второго компараторов, а выходы подключены к уп- . равляющим входам соответствующих ключей, элементом ИЛИ входы которого подключены к выходам ключей, аналого-цифровым преобразователем,. входом подключенным к выходу элемента ИЛИ, двумя сумматорами, входы которых включены параллельнс и подключены соответственно к выходам реверсивного счетчика и аналого-цифрового п.реобразов ателя, а выход второго подключен к первому входу пятого элемента И, и двумя регистрами, вход первого, из которых подключен к выходу первого сумматора, вход второго - к выходу пятого элемента И, а выход - к третьему входу первого сумматора. Кроме того, устройство снабжено аналоговым сумматором, первый вход которого подключен к выходу первого элемента ИЛИ, а выход - к входу аналого-цифрового преобразователя, вторым, элементом ИЛИ, выход которого подключен к второму входу аналогового сумматора, и четырьмя допол- . нительньми ключами, выходы которых соединены с входами ёторого элемента ИЛИ, информационные входы первого и четвертого основных и первого и второго дополнительных ключей подключены к вь1ходу. первого формирователя, информационные входы второго и третьего основных и третьего и четвертого дополнительных ключей подключены к выходу второго формирователя, управляющие входил-первого и второго основных ключей подключены к выходу четвертого элемента И, управлякяцие входы третьего основного и первого дополнительного ключей подключены к выходу третьего элемента И, управляющие входы второго и третьего дополнительных ключей подключены к выходу второго элемента И, а зтравляющие входы четвертых -основного и дополнительного ключей подключены к выходу первого элемента И. На фиг, 1 приведена блок-схема устройс ва для измерения перемещений; на фиг. 2 - схема включения. Устройство для измерения перемещений содержит первичный преобразователь 1, первый 2, и второй 3 формирователи, включенные на выходе преобразователя 1, первый 4 и второй 5 компараторы, включенные на выходе соответствукяцих формирователей 2 и 3, логический блок б, реверсивный счетчик 7, включенный на выходе логического блока 6, первый 8 и второй 9 инверторы первый 10, второй 11, тре тий 12 и четвертый 13 ключи, первый 14, второй 15, третий 16, четвертый 17 и пятый 18 элементы И, первый 19 и второй 20 сумматоры, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 21, два регистра 22 и 23 и элемент ИЛИ 24. Кроме того, устройство содержит дополнительно элемент. ИЛИ 25, дополнительные ключи 26-29, подключенные к входам элемента ИЛИ 25, и аналоговый сумматор 30, входами подключенны к выходам элементов ИЛИ 24 и 25. Устройство работает следующим образом. Выходной сигнал первичного преобразователя 1 преобразуется формирователями в сигналы треугольной формы сдвинутые один относительно другого на 1/4 периода. При помощи компараторов 4 и 5 эти сигналы преобразуются в прямоугольные импульсы. Сигналы А, Во прямых выходов кс параторсв 4 и 5 и сигналы А, В с их инверсных выходов посту пают на входы логического блока 6, формируквдего признак направления дви жения, в зависимости от которого импульсы с блока 6 поступают на суммирующий или вычитающий входы счетчика 7, Сигналы с выходов Kcwnapaторов 4 и 5 поступают также на входы элементов И 14-17, которые осуществляют операции логического умножеиия этих сигналов. Выходные сигналы элементов И 14-17 управляют работой ключей 10-13, стоящих в цепи про хождения сигналов с формирователей 2 и 3 и инверторов 8 и 9 на входы элемента ИЛИ 24, выходной сигнал которого преобразуется АЦП 21 в цифровой код и поступает на первые входы сумматоров 19 и 20, на вторые выходы которых поступает информация с выхода счетчика 7. Содержимое .счетчика 7 несет информацию о перемещении в 1/4 долях шага преобразователя 1, а код с выхода АЦП 21 представляет собой абсолютный отсчет в пределах 1/4 шага. Сумматор 19 Служит для формирования суммарного отсчета и обеспечения возможности установки произвольного начёшьного отсчета с дискретностью кода А.ЦП 21, для установки которого необходимо з.апомнить в регистре 23 начальное значение суммы кодов реверсивного счетчика и АЩ1 с учетом числа, вводимого по третьему входу второго сумматора 20г в моменты времени, определяемые управляющим сигналспл по второму входу элемента И 18, Результат запоминается в регистре 22. Дополнительные ключи 26-29 позволяют обеспечить совместную обработку сигналов формирователей 2 и 3, которые при помощи элемента ИЛИ 25 и аналогового суюлатора 30 .подаются на вход АЦП 21. Последующая их обработка осуществляется аналогично описанной. . . i Изобретение повышает точность измерения эа сче.т исключения операций масштабирования аналогового сигнала, что позволяет исключить погрешности масштабирующих усилителей, а также за счет исключения операцииумножения частоты, что снижает требования к быстродействию АЦП и повышает помехозащищенность системы.

В

АВ

1.УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ,содержащее двухканальный первичный- преобразователь со сдвигом фаз между каналами в 1/4 периода,два формирователя, подключенных к выходам преобразователя, два компаратора, вход каждого из которых подключен к выходу соответствующего формирователя, логический блок, входы .которого подключены к прямым и инверснымвыходам компараторов, и реверсивный счетчик, включенный на выходе логического блока, о т л и ч а ющ е ес я тем, что,- с целью повышения точности измерения и помехозащищенности, оно снабжено первым и вторь 1 инверторами, входы которых подключены к выходам формирователей, четырьмя ключами, сигнальные входы первых двух ключей подключены к выходам соответствуияцих формирователей, сигнальный вход третьего - к выходу первого инвертора, а сигнальный вход четвертого - к выходу второго инвертора, пятью элементами И, входы первого из которых подключены к инвертирующим выходам компараторов, входы второгок инвертирующему выходу первого и прямому ВЫХОДУ второго компараторов, входы третьего - к прямьаи выходам компараторов, входы четвертого - к прямому выходу первого и инвертирующему выходу второго компараторов, а выходы подключены к управляюпщм входам соответствующих ключей, эле-i ментом ИЛИ, входы которого подключе ны к выходам ключей, аналого-цифро- вым преобразователем, входом подключенным к выходу элемента ИЛИ, двумя сумматорами, входы которых включе-ны параллельно и подключены соответственно к выходам реверсивного счетчика и аналого-цифрового преобразователя, а выход второго подключен к первому входу пятого элемента И, и двумя регистрами, -вход первого изкоторых подключен к выходу первого .сумматора, вход второго - к.выходу пятого элемента И, а выход - к третьему входу первого сумматора. 2. Устройство по п. 1, отли9 чающееся тем, что оно снабжено аналоговым сумматором, первый вход которого.подключен к выходу первого элемента ИЛИ, а выход - к входу аналого-цифрового преобразователя, вторым элементом ИЛИ, выход которого подключен к второйу входу аналогового сумматора, и четырьмя дополнительньи 1и ключами, выходы которых соединены с входами второго эле4; мента ИЛИ, информационные входы пера вого и четвертого основных и первого и второго дополнительных ключей 9 подключены к выходу первого формироО вателя, информационные входы второго и третьего основных и третьего и четвертого дополнитет ьных ключей подключены к выходу второго формирователя, управляющие входы первого и второго основных ключей подключены к выходу четвертого элемента И, управляквдие входы третьего основного и первого дополнительного ключей подключены к выходу третьего элемента И, управлякхцие взводы второго и третьего дополнительных ключей подключены к выходу второго элемента И, а управляющие входы четвертых основного и дополнительного ключей подключены к выходу первого элемента И,

ffuf.Z