Преобразователь перемещения в код Советский патент 1987 года по МПК H03M1/24 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике -и может быть использовано в промьшленных роботах с гидравлическим приводом звеньев и с позиционным или контурным удр авлением.

Цель изобретения - повышение точности преобразователя перемещения в код.

На фиг. 1 показаны входной якорь и датчики преобразователя на фиг.2 - электрическая схема преобразователя.

Преобразователь перемещения в код содержит группу из m датчиков 1, каждый из которых содержит обмотку 2 возбуткдения, обмотку 3 считывания и магнитопровод 4, входной якорь, выполненный в виде винта 5, неферромагнитную втулку 6, группу из п датчиков 7, каждый из которых содержит о.бмотку 8 возбуждения, обмотку 9 считывания и магнитопровод 10, трансформатор 11 с выходной 12 и входной 13 обмотками, а также компаратор 14, блок дифференцирования, образованный конденсатором 15 и резистором 16, повторитель 17, m элементов ЗАПРЕТ 18, шифратор 19, элемент ЗАПРЕТ 20, RS-триггер 21, элемент ЗАПРЕТ 22,RS-триггер 23, реверсивный счетчик 24, нагрузочные элементы на резисторах 25, группу из m компараторов 26, группу из и компараторов 27, m В-триггеров 28, п D-триггеров 29, которые образуют блок 30 обработки. Входной якорь 5 имеет углубления 31.

На компараторах 27 установлен порог срабатывания ниоке высокого выходного сигнала обмоток 9 считывания датчиков 7 (когда их магнитопроводы 10 находятся над вершинами выступов входного якоря 5, выполненного в виде винта) и выше низкого выходного сигнала обмоток 9 считывания. Датчики 1 и 7 установлены на неферромагнитной втулке 6.

. Преобразователь работает следующим образом.

В любом положении винта 5 взаимная индуктивность обмоток 2 и 3 в различньк датчиках 1 различна, так как расстояние между концами магнито- провода 4 и вершинами выступов винта 5 в датчиках 1 различно, поэтому и уровень выходных сигналов обмоток 3 различен. В изображенном на фиг. 1 положении винта 5 наиболее высокий сигнал имеет обмотка 3 датчика 1 ,

6

0

5

0

5

0

5

0

5

так как магнитопровод 4 этого датчика находится над вершинами выступов винта 5, В таком случае обмотка 3 «э датчика 1g имеет наиболее низкий сигнал, так как концы магнитопровода 4 этого датчика расположены против впадин резьбы винта 5. Кроме указанных уровней, имеются еще три про- межуточньк уровня сигналов (всего пять уровней сигналов). При таком положении винта 5 четьфе компаратора 26, соответствующие датчикам 1, расположенным над точкой А (по фиг.2), на выходе имеют сигнал О, так как у них сигнал в положительном полупериоде по второму входу (вход +) ниже, чем по первому входу (вход -). Остальные компараторы 26 на выходе имеют сигнал 1. При этом только на выходе элемента ЗАПРЕТ 18, связанного с входом 4 шифратора 19, появляется сигнал 1, так как по запрещающему (инверсному) входу он имеет сигнал О, а по информационному (прямому) - 1. На выходах остальных элементов ЗАПРЕТ 18 имеются сигналы О, так как на обоих входах элементов ЗАПРЕТ 18, связанных с входами 3, 2, 1 шифратора 19, имеются сигналы О, на обоих входах элементов ЗАПРЕТ 1 8, связанных с входами 5, 6, 7 шифратора 19, - сигналы 1, а у элемента ЗАПРЕТ 18, связанного с входом О шифратора 19, по (запрещающему) входу - сигнал 1, а по информационному (прямому) входу - сигнал 0. Также и в любом другом положении винта 5 сигнал 1 может быть только на одном входе шифратора 19. На выходе шифратора 19 появляется цифровой код в двоичной системе счисления, соответствующей номеру входа.

Если сигналы, необходимые для срабатывания, поступают на элемент ЗАПРЕТ 18, связанный с входом О шифратора 19, то может сработать элемент ЗАПРЕТ 20, но при условии, если пре- дьщуш 1м был включен элемент ЗАПРЕТ 18, связанный с входом 7 шифратора 19, т.е. если RS-триггер 23 на прямом выходе -имеет сигнал, соответствующий О. При срабатывании элемента 20 ЗАПРЕТ на суммирующий (+1) вход реверсивного счетчика 24 поступает импульс, т.е. счетчик 24 этот импульс суммирует. Аналогично если сигнал, необходимый для срабатывания, поступает на элемент ЗАПРЕТ 18, связанный с входом 7 шифратора 19, то может сработать элемент ЗАЛРЕТ 22, но при условии, если предыдущим был включен элемент ЗАПРЕТ 18, связанный с входо О шифратора 19. При этом импульс поступает на вычитающий (-1) вход счетчика 24. Входы 1 и 6 шифратора 19 соединены с входами RS-тригге- ров 23 и 21 соответственно с целью гашения информации на этих RS-триг- герах.

Если сигналы, необходимые для срабатывания, поступают на элемент ЗАПРЕТ 18, связанный с входом 4 шифратора 19, то сигнал 1 поступает на С-вход счетчика 24 и на счетчике 24 устанавливаются сигналы, поступающие от D-триггеров 29. Если соответствующая обмотка 9, связанная с определенным D-триггером 29, имеет высокий сигнал (т.е. магнитопровод 10 данного датчика 7 находится над.

вершиной выступа винта 5), то на вы- 25 межутках между датчиками второй групходе соответствующих компараторов 27

и D-триггера 29 имеется сигнал 1.

Если обмотка 9 имеет низкий сигнал

(т.е. один конец магнитопровода 10

датчика 7 находится над углублением

31), то на выходе - сигнал О.

Трансформатор 11, компаратор 14, блок дифференцирования, состоящий из конденсатора 15 и резистора 16, и повторитель 17 служат для того.

30

пы, а блок обработки содержит (п+т+1) нагрузочных элементов, компаратор, первую группу из п компараторов, вторую группу из m компараторов,- I(п+т) D-триггеров, (т+2) элементов ЗАПРЕТ, повторитель, дешифратор,блок дифференцирования и реверсивный счетчик, обмотки возбуждения датчиков и первичная обмотка трансформатора соединены с шинам-и питания, первый и

40

45

чтобы D-триггеры 28 и 29 воспринима- второй выводы каждой обмотки считы- ли сигналы от компараторов 26 и 27 только в положительном полупериоде. На выходе компаратора 14 появляется сигнал 1 только в положительном полупериоде. После появления этого сигнала через конденсатор 15 и резистор 16 проходит ток, т.е. на входе и на выходе повторителя 17 появляется сигнал 1, поступающий на С-(синхронизирующие) входы D-триггеров 28 и 29. В результате этого D- триггеры 28 и 29 воспринимают информацию от соответствующих компараторов 26 и 27.

Информация о перемещении в виде цифрового кода в двоичной системе счисления состоит из низких разрядов, сформированных на выходе шифратора 19, и старших разрядов, сформированных на выходе реверсивного счетчика 24. Формула изобретения

Преобразователь перемещения в KOR содержащий входной якорь, выполнен-

50

55

вания датчиков и вторичной обмотки трансформатора соединены с первыми и вторыми выводами соответствующих нагрузочных элементов блока обработки, первые выводы нагрузочных элементов соединены с шиной нулевого потенциала, которая соединена с первым входом компаратора и,с первыми входами компараторов первой группы, вторые выводы нагрузочных элементов соединены с вторыми входами соответствующих компараторов, первьш вход каждого предыдущего компаратора второй группы, кроме последнего, соединен с вторым входом соответствующего последующего компаратора второй группы, первый вход последнего компаратора второй группы соединен с вторым входом первого компаратора этой группы, выходы компараторов первой и второй групп соединены с D-входами соответствующих D-триггеров, выход компаратора через последовательно

0

ный в виде винта из ферромагнитного материала, вокруг которого по винтовой линии, шаг которой равен шагу резьбы якоря, расположена первая группа из п датчиков, каждый из которых содержит обмотки возбуждения и считывания, установленные на П-образ- ном магнитопроводе, блок обработки, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения точности преобразователя, в него введены вторая группа из m датчиков, расположенньос равномерно в одной плоскости вокруг винта,

g каждый из которых содержит обмотки возбуткдения и считывания, установленные на П-образном магнитопроводе, развернутом по отношению к магнитопро- воду первой группы датчиков на 90°,

трансформатор, против первой группы датчиков на вершине витков резьбы винта выполнены углубления, образующие вдоль оси винта разрядные дорожки двоичного кода, расположенные в про30

пы, а блок обработки содержит (п+т+1) нагрузочных элементов, компаратор, первую группу из п компараторов, вторую группу из m компараторов,- I(п+т) D-триггеров, (т+2) элементов ЗАПРЕТ, повторитель, дешифратор,блок дифференцирования и реверсивный счетчик, обмотки возбуждения датчиков и первичная обмотка трансформатора соединены с шинам-и питания, первый и

второй выводы каждой обмотки считы-

40

45

второй выводы каждой обмотки считы-

50

55

вания датчиков и вторичной обмотки трансформатора соединены с первыми и вторыми выводами соответствующих нагрузочных элементов блока обработки, первые выводы нагрузочных элементов соединены с шиной нулевого потенциала, которая соединена с первым входом компаратора и,с первыми входами компараторов первой группы, вторые выводы нагрузочных элементов соединены с вторыми входами соответствующих компараторов, первьш вход каждого предыдущего компаратора второй группы, кроме последнего, соединен с вторым входом соответствующего последующего компаратора второй группы, первый вход последнего компаратора второй группы соединен с вторым входом первого компаратора этой группы, выходы компараторов первой и второй групп соединены с D-входами соответствующих D-триггеров, выход компаратора через последовательно

соединенные блок дифференцирования 1и повторитель подключен к С-входам EL-триггеров, выходы п D-триггеров . соединены с информационными входами реверсивного счетчика, выходы m D- триггеров соединены с входами запрета одноименных m элементов ЗАПРЕТ, вход запрета каждого i-ro элемента ЗАПРЕТ, где i 2fm - номер элемента ЗАПРЕТ, соединен с информационным входом (i-1)-ro элемента ЗАПРЕТ, вхо запрета первого элемента ЗАПРЕТ соединен с информационным входом т-го элемента ЗАПРЕТ, выходы m элементов .ЗАПРЕТ соединены с входами . шифратора, выходы которого являются первой группой выходов преобразователя, выход первого элемента ЗАПРЕТ соединен с информационным входом (т+1)-го эле мента ЗАПРЕТ и R-входом первого RS- триггера, выход второго элемента ЗА

ПРЕТ соединен с S-входоМ второго RS- ,триггера, выход (m-l)-ro элемента ЗАПРЕТ соединен с S-входом первого RS-триггера, выход т-го элемента ЗАПРЕТ соединен с информационным входом (т+2)-го элемента ЗАПРЕТ и R- входом второго RS-триггера, выход первого Й5-триггера соединен с входом запрета (т+2)-го элемента ЗАПРЕТ, выход второго RS-триггера соединен с

входом (т+1)-го элемента ЗДПРЕТ, выходы (т+1)-го и (т+2)-го элементов ЗАПРЕТ соединены соответственно с суммирующим и вычитающим входами реверсивного счетчика, вход синхронизации которого подключен к выходу одного из (п -элементов ЗАПРЕТ , кроме первого и Ш -го , а выходы , реверсивного счетчика являются второй группой выходов преобразователя.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в промьшшенных роботах с гидравлическим приводом звеньев и с позиционным или контурным управлением. .Целью изобретения является повьш1ение точности преобразования перемещения в код. Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь перемещения в код, содержащий входной якорь, вьтолненный в виде винта из ферромагнитного материала, вокруг которого по винтовой линии с шагом, равным шагу резьбы якоря, расположена первая группа из п датчиков, каждый из которых содержит обмотки возбуждения и считывания,установленные на. П-образном магнитопро,воде, и блок обработки, введены вторая группа из m датчиков и трансформатор. На вершине витков резьбы винта выполнены углубления, образующие вдоль оси винта разрядные дорожки двоичного кода, расположенные между датчиками второй группы. Блок обра ботки содержит m+n+1 нагрузочных элементов, т+п+1 компараторы, m+n D- триггеров, т+2 элементов запрета,два RS-триггера, шифратор, повторитель, блок дифференцирования и реверсивный счетчик. Вторая группа датчиков расположена равномерно в одной плоскости вокруг винта, каждый из датчиков содержит обмотки возбуждения и считывания, установленные на П-образном маг- нитопроводе, развернутом по отношению к магнитопроводу первой группы датчиков на 90. Расположение нескольких датчиков вокруг винта обеспечивает требуемую точность измерения, а применение компараторов, D-триггеров и элементов запрета позволяет определять обмотки с наиболее высоким выходным сигналом. Выполнение углублений на винте и введение второго ряда , датчиков обеспечивают поправку результатов на реверсивном счетчике, что исключает ошибку измерения коор- динат, т.е. повышает точность преоб разов ания. 2 ил. S (Л :/э 05 оэ О) со

1 tfei

- г6-S

J/

;

-. tt

30

Фиг, 2

Составитель Е,Бударина Редактор А.Огар Техред М.Дидык Корректор В.Гирняк

Заказ 6379/53 Тираж 900Подписное

ВНИИГШ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4