Способ преобразования перемещения в код и устройство для его осуществления Советский патент 1988 года по МПК H03M1/50 

U44948 , выход соединен с R-входом второго ния соединен с R-входом первого тригкатриггера.

выход усилителя считывагера,

гера,

1. Способ преобразования перемещения, в код, основанный на формировании первичной пачки электрических импульсов с периодом Т следования электрических импульсов, преобразовании их в ультразвуковые импульсы, задержке ультразвуковых импульсов на время, .пропорциональное величине перемещения, преобразовании задержанных ультразвуковых импульсов во вторую пачку электрических импульсов, заполнении временных интервалов мелду одноименными электрическими импульсами первой и второй пачек электрических импульсов строб - импульсами с периодом .t следования, подсчете и преобразовании количества строб-импульсов в код,в код перемещения, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности преобразования перемещения в код, период Т.следования электрических импульсов в первой пачке задают в зависимости от периода t следования строб-импульсов в .соответствии с выражением. t(RM«H1/k), «ИИ k где R „„„ - целая часть отношения T/t; количество первых эл ект- рических импульсов в пачке или Т t(R«rfi.c - 1/k), где R«qKc ближайшее большее целое значение отношения T/t. 2. Устройство для преобразования перемещения в код, содержащее магни- тострикционный кольцеобразный звуко- провод, на концах которого расположены глушители, усилитель записи, выход которого соединен с входным электроакустическим преобразователем, выходной электроакустический преобразователь, соединенный с входом усилителя считывания, первый триггер, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, выход которого соединен со счетным вхЬдом первого счетчика, генератор импульсов, выход которого соединен с вторьм входом первого элемента И, второй элемент И, выход которого соединен с S-входом первого триггера, датчик циклов и второй счетчик, выходы первого счетчика являются выходаьот устройства, отличающееся тем,, что, с целью повьш1ения точности устройства, в него введен второй триггер, S-вход которого является входом импульса начала измерения и соединен с входом установки первого счетчика, а выход соединен -с первым входсм второго элемента И, второй вход которого подключен к выходу датчика циклов, а выход соединен с входом усилителя записи со счетным входом второго счетчн (Л с 00

1

Изобретение относится к измерительной и вычислительной технике и может быть использовано в системах управления, контроля и измерения для пред- ставления угловых или линейных перемещений в цифровой форме.

Цель изобретения - повышение точности преобразователя.

На фиг. 1 .(а, б) приведены времен- ные диаграммы, поясняющие способ преобразования перемещения в код; на фиг. -2 - структурная схема устройства для преобразования перемещения в код,

Устройство преобразования переме- щения в код, содержит магнитострик- ционньй кольцеобразный звукопровод 1, концы которого демпфированы глунште- лями 2, входной электроакустический преобразователь 3, усилители 4 запи- си, выходной электроакустический преобразователь 5, входной вал 6, и усилитель 7 считывания, триггер 8, элемент И 9, триггер 10, элемент И 11 датчик 12 циклов, генератор 13 им- пульсов, 14 и 15.

Сущность способа состоит в следующем.

Электрический импульс возбуждения и (фиг. 1а, б) преобразуется в ультразвуковой и через время , пропорциональное измеряемому перемещению, (расстоянию между электроакустическими преобразователями 3, 5) снова преобразуется в электрический импульс (считывания) U. Этот процесс повторяется многократно, при этом период Т следования импульсов возбуждения равен периоду следования импульсов считывания и его величина выбирается так, чтобы исключить взаимодействие импульсов считывания и больше, чем максимально возможное значение Tj, . При этом, образуется последователь- ность и, однократных временных интервалов длительностью Сд , разнесенных во времени между собой на время Т - to.

Подсчитав количество импульсов квантования за время существования необходимого количества однократных временных интервалов, результат преобразования представляют в цифровой форме. Поскольку в каждом последующе цикле мезкду импульсами возбуждения и квантования образуется дополнительный временной сдвиг &t на 1/К часть периода квантования, за счет выбора соотнощения между периЬдами возбуждения и квантования в соответствии с выр ажением

T/t R -ь 1/k

(1)

где Т - период циклов возбуждения; t - период квантования; R - ближайщее напряжение (для знака + наибольшее) для знака - - целое значение отношения T/t;

k - количество циклов возбуждения,

повышается точность циклов возбуждения.

Если отношение T/t округляют до меньшего значения, то в правой части выражения (1) второе слагаемое име- ет положительный знак, (U фиг. 1,а) а если это отношение округляется до большего значения, то оно Имеет отрицательный знак (и фиг. 1, б).

Устройство работает следующим образом.

Импульс начала измерения поступает на единичный вход триггера 10 и на его выходе устанавливается потенциал Ug (фиг. 1 а, б), разрешающий прохождение импульсов U от датчика 12, через элемент И 11. Одновременно импульс начала измерения поступает на установочный вход счетчика 15. Импульс и, датчика 12, пройдя через элемент И 11, подсчитывается. счетчиком 14, устанавливает на выходе триггера 8 потенциал U, разрешающий прохождение импульсов Ч с генератора 10 через элемент И 9, и одновременно поступает на вход усилителя 4 записи, выхода которого сигнал поступает на входной электроаку- стический преобразователь 3 и преобразуется в ультразвуковой. Распространяясь по звукопроводу 1 со скоростью V, ультразвуковой импульс достигает зоны расположения выходного электроакустического преобразователя 5 через время Го (где Ц - угол метвду электроакустическими преобразователями 3 и 4; г - радиус установки звукопровода 1). Электроакустический преобразователь 5 преобразует ультразвуковой импульс в электрический Uj, который усиливается усилителем 7, (и ) и поступает на нулевой вход триггера 8. Элемент И 9 закрывается, прекращая прохождение строб-импульсов на вход счетчик 15. На выходных шинах последнего фиксируется число стробимпульсов (и ), пропорциональное углу tf.

В таком состоянии схема находится до прихода очередного импульса датчика 12. Далее описанный процесс повторяется.

Когда число импульсов датчика 12 достигнет заданного количества К, на выходе счетчика 14 формируется сигнал, поступающий на нулевой вход триггера 10, на выходе у которого устанавливается потенциал, запрещающий прохождение импульсов от датчика 12 через элемент И 11.

На выходах счетчика 15 фиксируется код N, р-вный сумме строба-импульсов, прошедших на вход счетчика 15 за К циклов. Процесс измерения оканчивается и устройство будет находиться в таком состоянии до прихода очередного импульса начала измерения.