Устройство для преобразования перемещения в код Советский патент 1990 года по МПК G01D5/12 

Изобретение относится к автоматик и вычислительной технике и может быть применено в системах измерения и контроля линейных перемещений транпортных роботов и других подвижных объектов систем управления, в частности, в гибких автоматизированных производствах.

Цель изобретения - повышение динамической точности и надежности устройства за счет повышения быстродействия, замены катушки возбуждения постоянным магнитом и отказа от подвижного кабеля.

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство содержит магнитострик- ционную (МСЛ) 1 с демпферами 2 и 3 на концах, датчики 4 и 5 на постоянных магнитах 6 и 7, постоянный магнит 8, жестко связанный с объектом контроля, усилители-формирователи 9 и 10, формирователь 11 импульсов тока, RS-триггеры 12 и 13, генератор 14 счетных импульсов, счетчик 15, регистры 16 и 17 памяти, буферный формирователь 18, дешифратор 19 адреса, формирователь 20 запуска, формирователь 21 сигнала готовности и шину 22 обмена (с микро- ЭВМ) „ Причем один конец МСЛ 1 соединен с общей шиной, а другой - с выходом формирователя 11 импульсов тока, вход которого соединен с R-вхо дами RS-триггеров 12 и 13, с входом сброса счетчика 15 и с выходом формирователя 20 запуска. Выходы датчиков 4 и 5 соединены с входами усилителей-формирователей 9 и 10, выходы которых соединены с S-входами RS-триггеров 12 и 13 соответственно, выходы которых соединены соответствено с входами разрешения записи регистров 16 и 17 памяти и первым и вторым входами формирователя 21 сигнала готовности. Выход генератора 14 счетных импульсов соединен со счетным входом счетчика 15, информационные выходы которого соединены с информационными входами регистров 16 и 17 памяти, информационные выходы которых через буферный формирователь 18 соединены с шиной 22 обмена, которая соединена с входом дешифратора 19 адреса, первый и второй выходы которого соединены соответственно с входами разрешения счи0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

тывания регистров 16 и 17 памяти, третий выход - с входом формирователя 20 запуска, а четвертый выход - с третьим входом формирователя 21 сигнала готовности, выход которого соединен с шиной 22 обмена.

Устройство работает следующим образом.

Запуск устройства осуществляется сигналом с третьего выхода дешифратора 19 адреса по команде микроЭВМ. Формирователь 20 запуска вырабатывает тактовый импульс, который запускает формирователь 11 импульсов тока, сбрасывает RS-триггеры 12 и 13 и устанавливает счетчик 15 в нулевое состояние. Формирователь 11 импульсов тока создает импульс тока в МСЛ 1, в результате чего вокруг нее образуется круговое магнитное поле, которое взаимодействует с продольным магнитным полем постоянного магнита 8, связанного с объектом контроля. В результате.взаимодействия этих магнитных полей магнитное поле в зоне взаимодействия изменяется скачком, и вследствие прямого магнитострик- ционного эффекта .в МСЛ 1 возникает ультразвуковая волна, которая распространяется в обе стороны. Дойдя до датчиков 4 и 5, ультразвуковой импульс преобразовывается в электрический и после усиления и формирования усилителями-формирователями 9 и 10 опрокидывает RS-триггеры 12 и 13. Для исключения ложного срабатывания RS-триггеров 12 и 13 от помехи, создаваемой импульсом тока возбуждения, импульс сброса по длительности превышает импульс возбуждения, В результате опрокидывания RS-триггера 12 в регистр 16 памяти записывается из счетчика 15 цифровой код NQ расстояния

Nq f t-a f Xa/V, где f - частота генератора счетных

импульсов;

V - скорость ультразвука в зву- копроводе.

После опрокидывания RS-триггера 13 в регистр 17 памяти записывается цифровой код Ng расстояния Xg:

N0 - f . ta f , Xj/V.

При поступлении сигналов с RS-триггеров 12 и 13 и с четвертого выхода дешифратора 19 адреса формирователь 21 сигнала готовности выдает на шину 22 обмена сигнал готовностм. Это означает, что в регистрах 16 и 17 памяти и записаны цифровые коды Nq и N,5.

При формировании микроЭВМ адреса на шине 2 обмена сигналом на первом выходе дешифратора 19 адреса разрешается считывание данных с регистра 16 памяти, а сигналом на втором выходе - с регистра 17 памяти. Таким образом, одним счетчиком за один такт измерения осуществляется набор данных NQ и N(5, по которым возможно преобразование по логометрическому методу. ГикроЭВМ осуществляет обработку цифровых кодов в соответствии с алгоритмом преобразования, имеющим вид:

X KNQ/ (Na + N6), где X - положение объекта контроля; К - масв табный коэффициент.

Выбор такого алгоритма преобразования обеспечивает высокую повторяемость статической характеристики устройства при изменении температуры окружающей среды, смене МСЛ 1 и ее естественном старении, а также при воздействии других дестабилизирующих факторов.

В зависимости от положения объекта (постоянный магнит 8) очередност поступления ультразвуковых импульсов в датчики 4 и 5 меняется и влияет на время преобразования. Так как набор данных в регистры 16 и 17 памяти осуществляется по команде с микроЭВМ после опрокидывания RS-триггеров 12 и 13, то обеспечивается максимальное быстродействие устройства. хождении объекта контроля в середине МСЛ 1 время преобразования в два раза меньше по сравнению с временем преобразования, когда объект контроля находится на концах звукопровода.

Предлагаемое устройство по сравнению с известными позволяет достичь высокой динамической точности на большом диапазоне преобразования за счет повышения быстродействия, существенно сократить аппаратурные затраты, так как функцию интерфейса параллельного обмена выполняют дешифратор адреса и регистры памяти, повысить надежность за счет исключения подвижного кабеля и замены катушки возбуждения постоянным магнитом. Данная структурная схема преобразования перемещения в код применима для определения местонахождения объекта в

двухкоординатной, а тлкже многокоординатной системе.

Цифровая обработка результатов преобразования также повышает метрологические характеристики, обеспечивает универсальность, позволяет исключить влияние внешних факторов на результаты измерения.

10

Ф

ормула изобретения

1. Устройство для преобразования перемещения в код, содержащее магни- тострикционную линию с демпферами

|с на концах, два датчика на постоянных магнитах, элемент возбуждения ультразвукового импульса, жестко связанный с объектом контроля, два усилителя-формирователя , формирователь

20 импульсов тока, два RS-триггера,

генератор счетных импульсов, счетчик, буферный формирователь и шину обмена, причем концы магннтострикционной линии через демпферы соединены соответ5 ственно с общей шиной и с выходом Формирователя импульсов тока, вход которого соединен с R-входами RS- триггеров, S-входы которых через соответствующие усилители-формироQ ватели соединены с выходами датчиков, установленных в концах рабочего диапазона магнитострикционнон линии, а выход буферного формирователя соединен с шиной обмена, отличающееся тем, что, с целью повышения динамической точности, в него введены два регистра памяти, дешифратор адреса, формирователь запуска и формирователь сигнала готовности, причем выходы RS-триггеров соединены соответственно с входами разрешения записи регистров памяти и с первым и вторым входами формирователя сигнала готовности, выход которого соединен с шиной обмена, которая соединена с входом дешифратора адреса, выход генератора счетных импульсов соединен со счетным входом счетчика, вход сброса которого соединен с входом формирователя импульсов тока и с выходом формирователя запуска, информационный выход счетчика через регистры памяти соединен с входом буферного формирователя, входы разрешения считывания регистров памяти соединены соответственно с первым и вторым выходами дешифратора адреса, третий и четвертый выходы которого соединены соответственно с

5

0

5

0

5

715414808

входом формирователя запуска и повышения надежности, элемент воз- третьим входом формирователя сигналабуждения ультразвукового импульса готовности.выполнен в виде постоянного магнита,

2. Устройство поп,1, отли-охватывающего магнитострикционную

чающееся тем, что, с цельюлинию.

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано в системах измерения и контроля линейных перемещений транспортных роботов и других подвижных объектов систем управления. Цель изобретения - повышение динамической точности и надежности устройства - достигается путем повышения быстродействия, замены катушки возбуждения постоянным магнитом 8 и отказа от подвижного кабеля. В устройство, содержащее магнитострикционную линию 1 с демпферами 2,3, датчики 4,5 на постоянных магнитах 6,7, усилители-формирователи 9,10, формирователь 11 импульсов тока, RS-триггеры 12,13, генератор 14 счетных импульсов, счетчик 15, буферный формирователь 18 и шину 22 обмена, введены регистры 16,17 памяти, дешифратор 19 адреса, формирователь 20 запуска, формирователь 21 сигнала готовности и соответствующие связи. Упрощение устройства достигнуто за счет того, что функцию интерфейса параллельного обмена выполняют дешифратор 19 адреса и регистры 16,17 памяти. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.