Устройство для преобразования сигналов фотоэлектрического датчика перемещений в код Советский патент 1986 года по МПК H03M1/18 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для связи аналоговых источников информации с цифровым вычислительным устройством.

Целью изобретения является повышение точности устройства путем компенсации погрешностей от изменения амплитуды выходных сигналов датчика.

На чертеже представлена структурная схема устройства,

.Устройство содержит первый 1 и второй 2 фотоприемники, выходы которых через первый 3 и второй 4 усилители подключены к информационным входам соответственно первого 5 и второго 6 аналого-цифровых преобразователей (АЦП), выходы которьк подключены к дешифратору 7, выходы дешифратора 7 подключены к входам сложения и вычитания реверсивного счетчика 8, блок 9 формирования опорных нагреваний, вход которого соединен с выходом усилителя 3, а первый и второй выходы блока 9 подключены соответственно к первому и второму опорным входам АЦП 5 и 6,

Блок 9 формирования опорных напряжений содержит компаратор 10, генератор 11 импульсов, первый 12, второй 13,третий 14 элементы выборки- хранения и дифференцирующий элемент 15, один вход компаратора 10 является входом блока 9 и подключен к информационному входу элемента 12, синхронизирующий вход которого соединен с выходом генератора 11 импульсов, а выход подключен к информационным входам элементов 13 и 14 и к другому входу компаратора 10, выход компаратора 10 подключен к входу дифференцирующего элемента 15, первый и второй выходы которого подключены к синхронизирующим входам элементов 13 и 14 соответственно, выходы которых являются первым и вторым выходами блока 9 формирования опорных напряжений.

Устройство работает следующим образом.

На фотоприемниках 1 и 2 формируются сигналь: переменного тока в функции перемещения, сдвинутые относительно друг друга наТГ/2, По сигналам генератора 11 на элементе 12 запоминаются мгновенные значения выходного напряжения усилителя 3, Выходные сигналы усилителя 3 и элемента

поступают на входы компаратора 10, который переключается при изменении знака производной выходного напряжения усилителя 3, Дифференцирующий

элемент 15 вырабатывает управляющие импульсы в моменты переключения компаратора 10, при этом управляющий импульс вырабатывается на первом выходе, если происходит смена знака

производной сигнала усилителя 3с + на -, или управляющий импульс на втором выходе, если знак производной меняется с - на +, По сигналам с первого выхода дифференцирующего элемента 15 производится перезапись сигнала с выхода элемента 12 в элемент 13, в котором запоминаются максимумы переменного сигнала усилителя 3, По сигналам с второго вы-.

хода элемента 15 производится перезапись сигнала с выхода элемента 12 в элемент 14, в котором записываются минимумы переменного сигнала усилителя 3, Значения очередных максимума , и минимума переменньк сигналов пос- тупают соответственно на первые и вторые входы опорных напряжений первого и второго 6 АЦП, Таким образом,постоянно происходит подстройка обоих

опорных напряжений первого 5 и второго 6 АЦП под медленно меняющееся из- за дрейфа постоянной составляющей или изменения размаха переменных сигналов, значения максимумов и минимумов

переменного сигнала, чем исключается влияние дрейфа постоянной составляющей и изменение амплитуды переменных сигналов на точность устройства. При этом амплитуда

переменных сигналов фотоприемников 1 и 2 и их постоянные составляющие должны совпадать с большой точностью,

АЦП 5 и 6 могут быть выполнены в виде многопороговых аналого-цифровых

преобразователей, формирующих однопе- ременный код. Импульсы, сформированные АЦП 5 и 6 в моменты изменения выходных кодов, а также часть потенциальных уровней АЦП 5. и 6 поступают

на входы дешифратора 7, в котором формируется последовательность счетных импульсов на одном из двух выходов в зависимости от направления перемещения или фазовых сдвигов выходных сигналов фотоприемников 1 и 2, В реверсивном счетчике 8 формируется код, пропорциональный величине перемещения с момента начала измерений, с соответствующим знаком. Перед началом измерений вал датчика должен быть повернут на ±180 эл.град. во включенном состоянии преобразователя.

Формула изобретения

1. Устройство для преобразования сигналов фотоэлектрического датчика перемещений в код, содержащее первый и второй фотоприемники, выходы которых через первый и второй усилители подключены к информационным входам соответственно первого и второго аналого-цифровых преобразователей, выходы которых подключены к дешифратору, выходы дешифратора подключены к входам сложения и вычитания реверсивного счетчика, отличающе-е- с я тем, что, с делью повьш ения точности устройства,, в него введен блок формирования опорных напр5 жений вход которого соединен с выходом одного из усилителей, а первый и вто- рой выходы подключены соответственно

к первому и второму опорным входам аналого-цифровых преобразователей.

2. Устройство по п. 1, о т л и - чающееся тем, что,блок формирования опорных напряжений содержит компаратор, генератор импульсов, первый, второй, третий элементы выборки - хранения и дифференцирующий элемент, один вход компаратора является входом блока формирования опорных напряжений и подключен к информационному входу первого элемента выборки - хранения, синхронизирующий вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а вы- ход подключен к .информационным вхо,- дам второго и третьего элементов вь .бор- ки- хранения и к другому входу компаратора, выход компаратора подключен к входу дифференцирующего элемента, первый и второй выходы которого подключены к синхронизирующим входам соответственно второго и третьего элементов выборки - хранения, вькоца которых ются первыми вторым выходами блокафор- мирования опорных напряжений.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для связи аналоговых источников информации с цифровым вычислительным устройством. С целью повышения точности устройства путем компенсации погрешностей от изменения амплитуды выходных сигналов датчика на фотоприемниках 1 и 2 :формируются cигнaJШ переменного тока в функции перемещения, сдвинутые относительно друг друга на И/2. В блоке 9 формируются опорные напряжения, соответствующие максимальному и минимальному значениям усиленных сигналов одного из фотоприемников 1 или 2, На информационные входы аналого-цифровых преобразователей (АЦП) 5 я 6 поступают усиленные сигналы ;фотопри- емников 1 и 2 соответственно, а иа опорные входы - опорные напряжения с выхода блока 9. В АЦП 5 и 6 формируются однопеременные коды в соответствии с изменением выходных сигнаг: лов фотоприемников 1 и 2. В дешифраг торе 7 формируется последовательность счетных импульсов на одном из двух выходов в зависимости от направления перемещения или фазовых сдвигов выходных сигналов фотоприемников 1 и 2. В реверсивном счетчике 8 формируется код, пропорциональный величине перемещения с момента начала измерений, с соответствующим знаком. 1 з.п.ф-лы, 1 ил. i (Л С to to 00 со О) vl