Преобразователь перемещений в код Советский патент 1984 года по МПК G08C9/04 

I1 Изобретение относится к системам автоматического контроля и регулирования. Известен преобразователь перемеще ния, содержащий измерительные элемен ты, которые соединены через усилители-ограничители с входами блока опре деления направления и входами соотве ствующих ключей, выходы которых соединены непосредственно с входами пар фазного усилителя и через соответствующий индикатор нуля - с входами элемента ИЛИ и многофазного триггера,- выходы которого подключены к соответствующему 1СПЮЧУ l . I Наиболее близким техническим решением к изобретению является преобразователь перемещений в код, содержащий два измерительных элемента, выходы которых подключены к первым входам ключевых элементов, выходы которых соединены с первым и вторьм входами парафазного усилителя, выход первого измерительного элемента через параллельно соединенные первый к второй компараторы уровня соединен с входами первого элемента ИЛИ и первы и вторым входами блока определения направления перемещения, выход второ го измерительного элемента через параллельно соединенные третий и четвертый компараторы уровня соединен с входами второго элемента 1ШИ и тре тьим и четвертым входами блока определения направления перемещения, выход первого элемента ИЛИ соединен с вторым входом второго ключевого элемента и входом первого формцрователя импульсов, а выход второго элемента ИЛИ соединен с вторым входом первого ключевого, элемента и входом второго формирователя и myльcoв, тре тий элемент ИЛИ, к входам которого подключены выходы первого и второго формирователей импульсов, четвертьш и пятый элементы ИЛИ, первый и второ элементы И, первые входы которых сое динены с прймым выходом блока опреде ления направления перемещения; инверсный выход которого соединен с первыми входами третьего и четвертого элементов И, к вторым входам которых подключены третьего и четвертого компараторов уровня, вторые входы первого и второго элементов И соединены с выходами первого и второ го компараторов уровня, выходы перво го и второго, третьего и четвертого 68 элементов И попарно соединены соответственно с четвертым и пятым элементами ИЛИ, выходы которых через третий и четвертый формирователи импульсов соответственно соединены с входами шестого элемента ИЛИ, выход которого через счетньсЧ триггер соединен с третьим входом парафазного усилителя, счетный вход счетного триггера соединен с клеммой Сброс 2 Недостатком обоих известных преобразователей является их сложность. Цель изобретения - упрощение преобразователя. Указанная цель достигается тем, что в пpeoбpaзoвateлe перемещений в код, содержащем два измерительных элемента, выходы которьк подключены к первым входам ключевых элеме.нтов, выходы которых соединены с первым и вторым входами парафазного усилителя, выход первого измерительного элемента через параллельно соединенные первый и второй компараторы уров ня соединен с входами первого элемента ИЛИ и первым и вторым входами блока определения направления перемещения, выход второго измерительного элемента через параллельно соединенные третий и четвертый компараторы уровня соединен с входами второго элемента Ш1И и третьим и четвертым входами блока определения направления перемещения, выход первого элемента ИЛИ соединен с.вторым входом второго ключевого элемента и входом первого формирователя импульсов, а выход второго элемента ИЛИ соединен с втоpbiM входом первого ключевого элемента и входом второго формирователя импульсов, третий элемент ИЛИ, к входам которого подключены выходы первого и второго формирователей импульсов, четвертый и пятый элементы ИЛИ, выходы второго и третьего компараторов уровня соединены с входами четвертого элемента ИЛИ, выход которого соединен с третьим входом парафазного усилителя, а выходы первого и четвертого компараторов уровня соединены с выходами пятого элемента ИЛИ, выход которого соединен с четвертым входом парафазного усилителя. На фиг.1 представлена функциональная схема преобразователя, на фиг. 2 эпюры, поясняю1цие работу преобразователя. Преобразователь перемещений в код содержит измерительиме элементы 1 и 2, ключевые элементы 3 и 4, парафазньш усилитель 5, компараторы 6-9 уровня, блок 10 определения направлеиия перемещения, элементы ИЛИ 11 и 12, формирователи 13 и 14 импульсов и элементы ИЛИ 15-17. Измерительные элементы 1 и 2, содержащие также фазочувствительные выпрямители и фильтры пульсаций, могут быть выполнены, например, в виде катушек индуктивности с сердечниками и общего гребенчатого якоря, причем сердечники смещены друг относительно друга на одну позицию (шаг). Зависимости выходных сигналов Uf Un измерительных элементов 1 и 2 от перемещения К гребенчатого якоря име ют вид, показанный на фиг.2а. Ключевые элементы 3 и 4 подключают выходные сигналы и, , Ug измерительных элементов 1 и 2 -к первому и второму входам парафазного усилителя 5, если на управлякяцие входы ключевых элемен тов 3 и 4 поступают управляющие сигналы с выхода элементов ИЛИ 11 и 12. Знак коэффициента усиления парафазно го усилителя 5 может быть либо положительным, либо отрицательным. Компа раторы 6-9 уровня предназначены для вьщачи высокого уровня на выходах, когда выходные сигналы измерительныхцепей 1 и 2 удовлетворяют условиям: ,если U,Uo-, ,если U,«-Llo ,если Uj U(j; 1|,И,если , где и, 0,7 Щ 0,7 Uj - опор-Р ное напряжение компараторов 6-9 уров Блок 10 определения направления перемещения предназначен дЛя вцдачи высокого уровня на прямом выходе, когда i6/cjt 70 , и вьщачи высокого уровня на инверсном выходе, -когда cl8/clt 0 Элементы ИЛИ 11 и 12 предназначен для управления работой ключевых элементов 3 и 4. Формирователи 13 и 14 импульсов и третий элемент - ИЛИ 15 предназначены для выдачи дискретных импульсов и , соответствующих числу .пройденных якорем позиций (шагов) 1 684 Элементы ИЛИ 16 и 17 предназначены для установки знака коэффициента усиления парафазного усилителя 5. При этом знак коэффг цента усиления парафазпого усилителя 5 положителен (фиг.2м), если на выходе четвертого элемента ИЛИ 16 имеется высокий уровень, и отрицателен, если на вькоде пятого элемента ИЛИ 17 имеется высокий уровень. Дпя получения кусочно-линейной характеристики на выходе усилителя 5 в процессе перемещения парафазный усилитель 5 должен менять знак коэ фициента усиления после каждого изменения состояний элементов ИЛИ 16 и 17. При перемещении якоря вправо до точки а (фиг.2а) к входу парафазного усилителя 5, имеющего отрицательный .коэффициент усиления, подключен первый измерительный элемент 1 (фиг.2м). Когда якорь достигает точки О (фиг. 2 а), на выходе второго компаратора 7 уровня появляется высакий уровень U-J (фиг.2г) и к входу парафазного усилителя 5 подключается второй измерительный элемент 2 (фиг.2и). В тот же момент на выходе четвертого элемента ИЛИ 16 появляется высокий уровень, который меняет знак коэффициента усиления парафазного усилителя 5 с отрицательного на положительный (фиг.2м). Кроме того, на выходе третьего элемента ИЛИ 15 формируется импульсUg- (фиг.2л) , поступающий на выход преобразователя. При дальнейшем передвижении якоря выходной сигнал второго измерительного элемента 2 становится больше Ц,, и на выходе третьего компаратора 8 уровня появляется высокий уровень Ug (фиг.2д), который через второй элет мент ИЛИ 12 воздействует на первый ключевой элемент 3, и к входу парафазного усилите 1я 5 подключается первьй измерительный элемент 1, а второй измерительньм элемент 2 отключается ключевым элементом 4. На выходе второго элемента ИЛИ 12 появляется высокий уровень второй формирователь 14 импульсов формирует короткий импульс, которьй появляется на выходе третьего элемент та ИЛИ 15 (фиг.2л). Знак коэффициента усиления парафазного усилителя 5 не меняется (фиг.2а), так как пятый элемент ИЛИ 17 не меняет своего состояния.

При дальнейшем передвижеййи якоря направо происходит переключение ключевых элементов 3 и 4 и знака коэффициента усиления парафазного усилителя 5 согласно эпюрам напряжений (фиг.2). Если достигнувший точки С (фиг.2а) якорь начинает двигаться влево, то в точке Ь выходной сигнал Jn второго измерительного элемента 2 становится больше UQ и на выходе третьего компаратора 8 уровня появляется высокий уровень, под действием которого на выходе второго элемента ИЛИ 12 также появляется высокий уровень (фиг.2к), под действием которого первый ключевой элемент 3 подключает к входу парафазного усилителя 5 первый измерительный элемент 1.

Кроме того, под действием высокого уровня сигнала второй формирователь 14 импульсов формирует короткий импульс, который появляется на выходе третьего элемента ИЛИ 15 (фиг.2л). В тот же момент на прямом выходе блока 10 определения направления перемещения появляется низкий уровень, а на инверсном - высокий. Кроме того, под действием высокого уровня четвертого элемента ИЛИ 16 знак коэффициента усиления парафазного усилителя 5 меняется на положительный (фиг.2м).

При дальнейшем передвижении якоря влево происходит переключение ключевых элементов 3 и 4 и знака коэффициента усиления парафазного усилителя согласно эпюрам напряжений (фиг.2).

Таким образом, полное перемещение можно определить, установив количество дискретных шагов (позиций), уменьшенных единицей, так как при начальной установке вырабатывается ложный дискретный шаг, и прибавив к результату величину перемещения в зоне одного шага,определяемую.по выходному кусочно-аналоговому сигналу. Причем дискретное число шагов определяется путем суммирования числа импульсов, вьщанных, когда на прямом выходе блока 10 определения направления перемещений имеется высокий уровень, если считать их положительными, с числом импульсов дискретного выхода преобразователя, вьщанных, когда на инверсном выходе блока 10 определения направления перемещения имеется высокий уровень, если считать их отрицательными .

Таким образом, использование новых связей приводит к упрощению преобразователя..

Экономический эффект от использования преобразователя определяется уменьшением затрат на его изготовление.

Фиг.г

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ В КОД, содержащий два измерительных элемента, выходы которых подключены к первым входам ключевых элементов, выходы которых соединены с первым и вторым входами парафазного усилителя, выход первого измерительного элемента через параллельно соединенные первый и второй компараторы уровня соединен с входами первого элемента ИЛИ и первым и вторым входами блока определения направления перемещения, выход второго измерительного элемента через параллельно соединенные третий и четвертый компараторы уровня соединен с входами второго элемента ИЛИ и третьим и четвертым входами блока определения направления перемещения, выход первого элемента ИЛИ соединен с вто- рым входом второго ключевого элемента и входом первого формирователя импульсов, а выход второго элемента ИЛИ соединен с вторым входом первого ключевого элемента и входом второго формирователя импульсов, третий элемент ИЛИ, к входам которого подключены выходы первого и второго формирователей импульсов, четвертый I и пятый элементы ИЛИ, отличающийся тем, что, с целью упроще(Л ния .преобразователя, выходы второго и .третьего компараторов уровня соединены с входами четвертого элемента ИЛИ, выход которого соединен с третьим входом парафазного усилителя, а выходы первого и четвертого компараторов уровня соединены с выходами пятого элемента- ИЛИ, выход которого соединен с четвертым входом парафазного усили4 1:л теля. 05 00