Преобразователь перемещения в код Советский патент 1990 года по МПК H03M1/30 

ел

о со со оо J

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в качестве датчика линейных и угловых перемещений в системах автоматического управления и контроля.

Целью изобретения является повышение точности и помехоустойчивости преобразователя .

На фиг. 1 изображена структурная схема преобразователя перемещения в код; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу преобразователя.

Преобразователь перемещения в код содержит генератор 1 синусоидального сигнала, преобразователь 2 перемещения во временной интервал, представ- шэщий собой линию задержки, выполненную в виде непроводящего магнитного сердечника 3, незамкнутого проводящего покрытия 4, обмотки 5 возбуждения и обмотки 6 считывания и нагрузки 7, триггер 8, генератор 9 импульсов, триггер 10,счетчик 11 импульсов, нуль-органы 12 и 13, триггер 14, регистр 15, элемент 16 задержки и формирователь 17 импульсов.

Преобразователь перемещения работает следующим образом.

Выходное напряжение генератора 1 синусоидальных сигналов поступает на вход обмотки 5 возбуждения преобразователя 2„ В результате этого в обмотке 6 считывания наводится синусоидальный сигнал, фаза которого изменяется при перемещении обмотки 6 считывания вдоль обмотки 5 возбуждения.Выходное капряжение генератора 1 поступает также на вход нуль-органа 12, которое преобразует синусоидальные сигналы в прямоугольные импульсы с частотой f( (фиг. 2, поз. 18), поступающие на информационный вход триггера 8. На вход синхронизации триггера 8 поступают прямоугольные импульсы с выхода генератора 9 импульсов (фиг. 2, поз. 19). Частота импульсов f генератора 9 несколько отличается (на приведенных диаграммах) от частоты f . На выходе триггера 8 формируются прямоугольные импульсы с частотой, равной ft (фиг. 2, поз. 20). По переднему фронту выходного сигнала триггера 8 переходит в единичное состояние триггер 10, выходной сигнал которого поступает на вход сброса счетчика 11. Нулевой сигнал на входе сброса переводит счетчик 11 в нулевое состояние, после поступления единичного сигнала на

0

5

0

5

0

5

0

5

вход сброса счетчик 11 переводится в режим счета импульсов, поступающих с выхода генератора 9 импульсов. По заднему фронту каждого импульса генератора 9 счетчик 11 переходит в следующее состояние (фиг. 2, поз. 21), т.е. единичный импульс, поступающий на вход сброса, является стартовым для счетчика 11 о

Нуль-орган 13 преобразует выходные синусоидальные сигналы с обмотки 6 считывания в прямоугольные импульсы (фиг. 2, поз 22), поступающие на информационный вход триггера 14, на вход синхронизации которого поступают импульсы с выхода генератора 9. В результате на выходе триггера 14 сформированы импульсы (фиг. 2, поз. 23) t частота которых также равна fj-f.. Триггеры 8 и 14 могут изменять свое состояние только в дискретные моменты времени по переднему фронту импульсов генератора 9, Однако, если f , ft fj-fv, то можно пренебречь погрешностью дискретизации и считать, что разность фаз выходных сигналов триггеров 8 и 14 равна (с точностью до знака при Ј f ) разности фаз выходных сигналов нуль-органа 12 и нуль-органа 13.

По переднему фронту выходного сигнала триггера 14 осуществляется фик- , сация в регистре 15 текущего значения кода счетчика 11, который пропорционален разности фаз выходных сигналов триггеров 8 и 14. Сигнал с выхода триггера 14 через элемент 16 задержки поступает на вход формирователя 17 импульсов. Через время, достаточное для фиксации кода счетчика 11 в регистре 15, на выходе формирователя сформирован короткий импульс (фиг. 2, поз. 24), поступающий на вход сброса триггера 10о Выходной нулевой сигнал три„ гера 10 сбрасывает в нулевое состояние счетчик 11„

Таким образом, в преобразователе р 1едствие перехода к питанию обмотки 5 возбуждения периодическими синусоидальными сигналами вместо коротких импульсов и введению новых дополнительных элементов удалось устранить необходимость измерения малых временных интервалов. Измеряемые интервалы между передними фронтами выходных импульсов триггеров 8 и 14 в ff/() раз больше, чем интервалы между передкими фронтами выходных сигналов нуль-органов 12 и 13.

Обмотка 6 считывания разделена на две последовательно соединенные секции, сдвинутые друг относительно друга на расстояние, на котором изменение фазы считанного сигнала составляет половину периода, секции намотаны в противоположных направлениях, так что полезные сигналы в обеих секциях складываются, а сигналы помех вычитаются.

Формула изобретения

1. Преобразователь перемещения в код, содержащий преобразователь пере- мещения во временной интервал, выход которого соединен с входом первого нуль-органа, генератор импульсов, два триггера, счетчик импульсов, о т- личающийся тем, что, с целью повышения точности и помехоустойчивости преобразователя, в него введены второй нуль-орган, третий триггер, генератор синусоидального сигнала, формирователь импульсов, элемент задержки и регистр, выход генератора синусоидального сигнала соединен с входом преобразователя перемещения во временной интервал и с входом второго нуль-органа, выход которого соединен с первым входом первого триггера, выход которого соединен со счетным входом второго триггера, выход которого соединен с установочным входом счетчика импульсов выход первого нуль-органа соединен с первым входом третьего триггера, выход которого соединен с входом записи регистра и че0

5

0

5

0

5

0

рез последовательно соединенные элемент задержки и формирователь импульсов - с входом обнуления второго триггера, выход генератора импульсов соединен с вторыми входами первого и третьего триггеров и счетным входом счетчика импульсов, выходы которого соединены с информационными входами регистра,

2.Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что преобразователь перемещения во временной интервал выполнен в виде линии задержки, содержащей непроводящий магнитный сердечник, незамкнутое проводящее покрытие, обмотку возбуждения, обмотку считывания и нагрузку, незамкнутое проводящее покрытие расположено на непроводящем магнитном сердечнике, поверх незамкнутого проводящего покрытия расположена обмотка возбуждения( поверх которой расположена обмотка считывания, первый выход обмотки возбуждения является входом преобразователя перемещения во временной интервал, второй вывод обмотки возбуждения соединен через нагрузку с общей шиной, выводы обмотки считывания являются выходом преобразователя перемещения во временной интервал, незамкнутое проводящее покрытие соединено с общей шиной.

3.Преобразователь по п. 2, отличающийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, обмотка считывания выполнена в виде двух секций, сдвинутых одна относительно другой на расстояние, соответствующее полупериоду сигнала, и намотанных в противоположных направлениях.

21

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в качестве датчика линейных и угловых перемещений в системах автоматического управления и контроля. Целью изобретения является повышение точности и помехоустойчивости преобразователя. Для этого в преобразователь перемещения в код, содержащий преобразователь 2 перемещения во временной интервал, нуль-орган 13, генератор 9 импульсов, триггеры 8, 10 и счетчик 11 импульсов, введены генератор 1 синусоидального сигнала, нуль-орган 12, триггер 14, регистр 15, элемент 16 задержки и формирователь 17 импульсов. Цель достигается за счет того, что в преобразователе обеспечивается расширение временного интервала накопления импульсов, пропорциональных величине перемещения. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Фа г. г