Устройство для измерения перемещений Советский патент 1989 года по МПК G01P13/00 

о

со

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для измерения линейных и угловых перемещений, определения направления перемещения.

Целью изобретения является повьше- ние точности работы устройства.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - вре- менные диаграммы работы предпагаемого .устройства при перемещении объекта вперед; на фиг. 3 - временные диаграммы работы устройства при перемещении

Предположим, что на выходе триггера 15 1, а на выходе триггера 16 О. Пусть в начале объект движется

объекта назад; на фиг. 4 - пример ре-is в условном направлении вперед (фиг. 3),

В этом случае первым переключается датчик 1. Устойчивому состояний 1 на выходе датчика I могут npeponecTBojaaTb

О в Г

ализации датчиков.

Устройство содержит датчики 1 и 2, выходы которых подключены соответственно к первым входам элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3 и 4 и через элементы 5 6 задержки - к вторым входам элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3 и 4 и к первым входам элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 7 и 8, вторые входы которых подключены соответственно к выходам элементов 6 и 25 5 задержки, выход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 7 подключен к D-входу триггера 9, выход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 8 через инвертор 10 подключен к D-входу тригмногократные переключения и. обратно (дребезг при срабатывании), что может быть обусловлено физическими принципами работы датчика, а также многократньм реверсированием на границе зоны срабатывания (фиг. За). Элемент 5 задержки вьфаба- тывает сигнал, сдвинутый во времени относительно исходного на величину (фиг о Зв), На выходе элемента ИСКЛ10-- ЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3 появляется последователь

многократные переключения и. обратно (дребезг при срабатывании), что может быть обусловлено физическими принципами работы датчика, а также многократньм реверсированием на границе зоны срабатывания (фиг. За). Элемент 5 задержки вьфаба- тывает сигнал, сдвинутый во времени относительно исходного на величину (фиг о Зв), На выходе элемента ИСКЛ10-- ЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3 появляется последователь

гера 11. Выходы триггеров -9 и 11 под-30 импульсов (фиг. 2д), поступаю- ИЛИ 3, 4, 7, 8 элементов И 13 и 14, элементов ИЛИ 12 и 17. Триггеры 15 и 16 либо устанавливаются в противоположные состояния, либо их состояния уже противоположны и определяются предшествующим исходному состоянию перемещением. Триггеры 9 и 11 сбрасываются (для предустановки триггеров использованы внешние сигналы).

Предположим, что на выходе триггера 15 1, а на выходе триггера 16 О. Пусть в начале объект движется

в условном направлении вперед (фиг. 3),

О в Г

многократные переключения и. обратно (дребезг при срабатывании), что может быть обусловлено физическими принципами работы датчика, а также многократньм реверсированием на границе зоны срабатывания (фиг. За). Элемент 5 задержки вьфаба- тывает сигнал, сдвинутый во времени относительно исходного на величину (фиг о Зв), На выходе элемента ИСКЛ10-- ЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3 появляется последователь

импульсов (фиг. 2д), поступаю-

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для измерения линейных и угловых перемещений, а также определения направления перемещения. Цель изобретения - повышение точности работы устройства. Устройство для измерения перемещений содержит датчики 1,2, элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3, 4, элементы задержки 5, 6. Дополнительно введенные элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 7, 8, инвертор 10, D - триггеры 9, 11, 15, 16 и элементы ИЛИ 12, 17 позволяют исключить сбои преобразования информации о перемещении объекта, вызванные "дребезгом" датчиков 1, 2 при переключениях, а также многократными реверсированиями объекта. Формирование счетных импульсов и обновление информации о направлении перемещения происходят каждую четверть периода срабатывания датчиков 1, 2, при этом информация о направлении перемещения на выходе элемента ИЛИ 17 присутствует постоянно. 4 ил.

ключены соответственно к первому и второму входам элемента ИЛИ 12. Выхощая на первьй вход, элемента И 13, на втором входе которого присутствует

ды элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ШШ 3 и 4 под- j, разрешения - 1.с выхода тригподклзочены соответственно к первым, входам элементов И 13 и 14, вторые входы которых подключены к прямым выходам триггеров 15 и 16. Выход элемента И 13 подключен к С-входу триггера П, R-Еходу триггера 9, S-входу триггера 16 н к первому входу элемента 40 ИЛИ 17„ Выход элемента И 14 подключен . к С-входу триггера 16, С входу триггера 9, R-входу триггера 11, S-входу триггер. 15 и к второмз входу элемента ИЛИ 7. D-входы триггеров 15 и 16 45 подключены к потенциалу О. Выходы элементов ИЛИ 12 к 17 являются выходами устройства (фиг. 1). Датчики 1 и 2 (фиг. 4) содержит непрозрачньй диск 18 с прорезью, светодиоды 19 и 20, фотоприемникн 21 и 22, триггеры 23 и 24 111митта.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии на выходах датчиков 1 и 2 присутствуют сигналы О. Нулевые уровни присутствуют так же на выходах элементов 5 н 6 задержки элементов 3, 4, 7, 8 ИСКЛЮЧАКЩЕЕ

гера;. 15. Элемент И 13 пропускает на 35 свой выход только первый импульс из / проходярдей последовательности (фиг. Зж), так как отрицательный фронт этого первого импульса опрокидывает триггер 15 (фиг. Зи) и элемент И 13 ок азывается запертым по второму входу. Этот ке первый импульс устанавливает триггер 16 в состояние I по S-входу (фиг. Зк), отпирая тем самым элемент И 14. На выходе элемента ИЛИ 17 формируется первьй счетныйцм- пульс (фиг. Зп), Импульс на выходе элемента И 13 (фиг. Зж) .используется, кроме того, для определения направления. По его положительному фронту 50 триггер 11 устанавливается- в состояние (фиг. Зн), так как на D-вхрде этого триггера присутствует 1. (фиг. ЗлО, триггер 9 остается в исходном состоянии. На выходе элемента. ИЛИ 12 формируется уровень 1, соответствующий движению объекта вперед.

55

При дальнейшем-перемещении объекта вперед срабатывает датчик 2 (фиг. 36),

щая на первьй вход, элемента И 13, на втором входе которого присутствует

j, разрешения - 1.с выхода триг

гера;. 15. Элемент И 13 пропускает на свой выход только первый импульс из / проходярдей последовательности (фиг. Зж), так как отрицательный фронт этого первого импульса опрокидывает триггер 15 (фиг. Зи) и элемент И 13 ок азывается запертым по второму входу. Этот ке первый импульс устанавливает триггер 16 в состояние I по S-входу (фиг. Зк), отпирая тем самым элемент И 14. На выходе элемента ИЛИ 17 формируется первьй счетныйцм- пульс (фиг. Зп), Импульс на выходе элемента И 13 (фиг. Зж) .используется, кроме того, для определения направления. По его положительному фронту триггер 11 устанавливается- в состояние (фиг. Зн), так как на D-вхрде этого триггера присутствует 1. (фиг. ЗлО, триггер 9 остается в исходном состоянии. На выходе элемента. ИЛИ 12 формируется уровень 1, соответствующий движению объекта вперед.

При дальнейшем-перемещении объекта вперед срабатывает датчик 2 (фиг. 36),

который, как и датчик 1, переключается с помехой (дребезгом). Однако нЭ выход элемента И 14 пройдет лишь пер- вьй импульс (фиг. Зз)-, по заднему фронту которого сбрасывается триггер 16, и элемент И 14 оказывается запертым На выходе элемента ИСКЛЮЧАЮРЩЕ ИЛИ 7 устанавливается 1. Импульсом на выходе элемента ИСКЛЮЧАКЯЦЕЕ ИЛИ 7 Ю устанавливается 1. Импульс на выХо- да элемента И 14 устанавливает триггер 15 в 1 (фиг. Зи), переключает триггер II (фиг. Зн) и триггер 9 (фиг. Зо). На выходе элемента 1ШИ 17 15 появляется второй счетньй импульс .: (фиг, Зп), на выходе элемента ИЛИ 12 подтверждается состояние 1, что соответствует движению вперед.

При дальнейшем движении вперед дат-20 в него дополнительно введены инвертор.

чик I переключается из 1 Б О, что также может сопровождаться дребезгом (фиг. За). При появлении первого импульса на выходе элемента И 13 триг- .гер 15 Опрокидывается (фиг. Зи), при

этом запирается элемент И 13, триггер 16 устанавливается в состояние I. На выходе элемента 1ШИ 17 появляется третий счетный импульс. На выходе ин вертора 10 устанавливается Г (фиг. 3л). Переключение триггера 11 в I (фиг. Зн) обуславливает 1 на выходе элемента ИЛИ 3 (фиг. Зр), подтверждая тем самым движение объекта вперед.

При дальнейшем движении вперед дат- чик 2 переключается в О, что также происходит с дребезгом. Уровень 1 на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 7 (фиг. 3м) по первому импульсу на выходе элемента И 14 устанавливается на выходе.триггера 9 (фиг. Зо) и на выходе элемента ИЛИ 12 (фиг. Зр). Триггер 16 сбрасывается (фиг. Зк), триггер 15 устанавливается в 1. На выходе элемента ИЛИ 17 появляется четвертый счетньй импульс, на выходе элемента ИЛИ 12 подтверждается состояние 1. .При перемещении объекта в другую сторону (назад) работа устройства аналогична (фиг. 4).

Каждую четверть периода сигналов с датчиков 1 и ,2 на выходе- элемента ИЛИ 17 формируются счетные импульсы. На выходе элемента ИЛИ 12 присутствудва элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, два элемента И, четыре D-триггера и два элемента ИЛИ, причем выход первого элемента ИСКЛЮЧАМЦЕЕ ИЛИ подключен к

25 D-входу первого триггера, выход второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ через инвертор подключен к D-входу второ го триггера, первые входы третьего и четвертого элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ

30 подключены к выходам первого и второго датчиков соответственно, а вторые входы подключены к выходам йервого и второго элементов задержки соответственно, выходы третьего и четвертого

35 элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ подключены к первым входам соответственно первого и второго элементов И, вторые входы которых соединены с выходами соответственно третьего и четвертого триг40 геров, выход первого элемента И подключен к R-входу первого триггера, к С-входу второго триггера, С-входу третьего триггера, к S-входу четвертого триггера и к первому входу пер45 вого элемента ИЛИ, выход второго элемента И подключен к С-входу первого триггера, к R-входу второго триггера, к S-входу третьего триггера, к С-вхо- ду ,. четвертого триггера и второму

50 входу первого элемента ИЛИ, прямые выходы первого и второго триггеров подключены соответственно к первому и второму входам второго элемента ИЛИ, а D-входы третьего и четвертого триг55 геров подключены к потенциалу логического нуля.

ет О, что соответствует движение назад, причем это состояние подтверждается каждую четверть периода.

Формула изобретения

Устройство для измерения перемещений, содержащее два импульсных датчика, два элемента задержки, два элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, причем выходы первого и второго датчиков подключены соответственно к первым входам первого и второго элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ;ИЛИ и через первый и второй элементы Iзадержки - к вторым входам второго и первого элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соответственно, отличающееся тем, что, с целью повьш1ения точности,

два элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, два элемента И, четыре D-триггера и два элемента ИЛИ, причем выход первого элемента ИСКЛЮЧАМЦЕЕ ИЛИ подключен к

D-входу первого триггера, выход второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ через инвертор подключен к D-входу второ го триггера, первые входы третьего и четвертого элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ

подключены к выходам первого и второго датчиков соответственно, а вторые входы подключены к выходам йервого и второго элементов задержки соответственно, выходы третьего и четвертого

элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ подключены к первым входам соответственно первого и второго элементов И, вторые входы которых соединены с выходами соответственно третьего и четвертого триггеров, выход первого элемента И подключен к R-входу первого триггера, к С-входу второго триггера, С-входу третьего триггера, к S-входу четвертого триггера и к первому входу первого элемента ИЛИ, выход второго элемента И подключен к С-входу первого триггера, к R-входу второго триггера, к S-входу третьего триггера, к С-вхо- ду ,. четвертого триггера и второму

входу первого элемента ИЛИ, прямые выходы первого и второго триггеров подключены соответственно к первому и второму входам второго элемента ИЛИ, а D-входы третьего и четвертого триггеров подключены к потенциалу логического нуля.

фие.2

Составитель В. Парамонов Редактор Т. Парфенова Техред Л.Олийнык Корректор Т. Палий.

Заказ 4859/39

Тираж .789

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР- 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Фие-3

п

Л

8чж.3опм.

,.2

Подписное