Устройство для измерения параметров перемещения Советский патент 1991 года по МПК G01P3/48 

ё

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения длины, расстояния, угла поворота и направления перемещения различных предметов. Цель изобретения - повышение точности измерения скорости и направления перемещения. В процессе измерения блоки обрабатывают сигналы датчиков, сдвинутые по фазе на угол φ/2, что позволяет повысить точность измерения скорости и направления перемещения за счет устранения погрешности, вызванной потерей информационных импульсов в интервале между передними и задними фронтами смежных импульсов, поступающих на RS-триггер после реверса движения. Выходы последнего определяют направление движения, а с выходов схем ИЛИ 9 и 10 сигналы далее поступают на обработку для получения остальных параметров перемещения. 1 з.п.ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения длины, расстояния, угла поворота и определения направления перемещения различных предметов.

Цель изобретения - повышение точности измерения скорости и направления перемещения.

На фиг.1 представлена схема устройства; на фиг.2 - 5 - временные диаграммы работы блоков обработки сигналов.

Устройство содержит датчики 1 и 2 сигналов, усилители - формирователи 3 и 4, связанные своими выходами с входами блоков 5-8 обработки сигналов , выходы котд- рых соединены с входами схем ИЛИ 9 и1 0. выходы последних подключены соответственно к входам S и R RS-триггера 11. Блоки 5-8 обработки сигналов содержат два D- триггера 12 и 13, две двухвходовые схемы И

14 и 15, выходы которых соединены соответственно через одновибраторы 16 и 17стрех- входовыми схемами И 18 и 19, схему ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 20, входами связанную с выходами D-триггеров 12 и 13 и вторыми входами схем И 18 и 19, а выходом с третьими входами схем И 18 и 19.

Устройство работает следующим образом.

При движении объекта с выходов датчиков 1 и 2 снимаются сигналы, смещенные по фазе на 90°. которые поступают на вход усилителей-формирователей 3 и 4, преобразующих эти сигналы в импульсы прямоугольной формы х1 и х2.

При появлении на неинвертирующем выходе усилителя-формирователя 3 переднего фронта первого импульса последовательности х1 , опережающей последовательность х2

о. VJ

о о

о

импульсов (фиг.2), на входе Ы первого блока обработки информации появляется 1, а на остальных входах присутствуют логические сигналы: а1 0;с1 ОисП 1. Передний фронт первого импульса последовательности х1 ус- танавливает D-триггер 13 в нулевое состояние, т.к. на его D-входе в этот момент присутствует сигнал с1 - 0. Логический 0, снимаемый с выхода D-триггера 13, поступает на второй вход схемы 19 И и закрывает ее от прохож- дения на ее выход импульсов, снимаемых с выхода одновибратора 17. D-триггер 13 при возрастании р не изменяет своего нулевого состояния. Как только объект занимает положение, при котором р - л /2, D-триг- гер 12 устанавливается в единичное состояние, при котором на его прямом выходе появляется 1. Это связано с тем, что в момент поступления на С-вход D-триггера 12 первого импульса последовательно- сти х2 импульсов на его D-входе присутствует сигнал Ы 1. С прямого выхода D-триггера 19 1 поступает на второй вход схемы И 19, на третий вход которой также поступает 1 с выхода схемы ИСК- ЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 20, к входам которой приложены Ги О, снимаемые с выходов D-триггеров 12 и 13 соответственно. Таким образом, схема 18И будет подготовлена для прохождения на ее выход импульсов, сни- маемых с выхода одновибратора 16. Первый такой импульс появляется в точке р 3/ 2я , т.е. в момент спада первого импульса последовательности х2, когда на выходе схемы И14 произойдет перепад с уровня 1 на уровень О. При этом на выходе одно- вибратора 16 появляется импульс, который проходит на выход схемы И18и через схему ИЛИ 9 поступает на S-вход RS-триггера 11, устанавливая его в единичное состояние, свидетельствующее о возрастании р . Единичное состояние D-триггеров 12 и 19 при возрастании р остается неизменным. Допустим, что по окончании, например третьего импульса последовательности х1 импуль- сов, не доходя до спада третьего импульса последовательности х2 импульсов, происходит реверс направления движения. К моменту реверса на выход у1 первого блока проходят два информационных импульса последовательности у1 импульсов. После реверса фронты импульсов, в частности х1 и х2, меняются местами, т.е. задние фронты становятся передними и наоборот. Первым на вход Ы первого блока обработки инфор- мации поступает третий импульс последовательности х1 импульсов, который проходит на С-вход D-триггера 13, на D-входе которого находится Г, поступающая с

входа с1, связанного с неинвертирующим выходом усилителя-формирователя 4. По переднему фронту третьего импульса последовательности х1 D-триггер 13, ранее находившийся в нулевом состоянии, переключается в единичное состояние. Таким образом, оба D-триггера оказываются в единичном состоянии,в связи с чем на выходе схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 20 появляется О, который закрывает обе схемы И 18 и 19, т.е. он прикладывается к их третьим входам. Поэтому импульс, появившийся на выходе одновибратора 16, после появления переднего фронта третьего импульса последовательности х1 импульсов на выход схемы 18 И не проходит. С поступлением переднего фронта второго импульса последовательности х2 на С-вход D-триггера 12 последний переключается в нулевое состояние, т.к. на его D-входе в этот момент находится О. После этого блок 1 обработки информации становится подготовленным для прохождения на его второй выход у 1 информативных импульсов. Первый же импульс, поступивший на выход у1, проходит через схему ИЛИ 10 на R-вход RS-триггера 11 и переключает его в нулевое состояние. При возврате объекта в точку р 0 на выход у1 проходят два информативных импульса, т.е. количество, равное количеству импульсов, прошедших на первый выход у1 при возрастании (р. Работа остальных трех блоков обработки информации протекает аналогичным образом с тем лишь отличием, что сигналы поступающие на входы а1,...а4,...Ы,...Ь4, с1...с4 и d1,...d4 (фиг.2, 3, 4, 5), сдвинуты по фазе друг относительно друга на величину, кратную л 12, а все переключения и формирование информативных импульсов происходят со сдвигом, равным п 12. Сигналы, снимаемые с выходов у1,...у4 и у 1 ,...у 4 блоков обработки информации, объединяются на выходах схем ИЛИ 9 и 10 и поступают на входы средств регистрации параметров перемещения.

Формула изобретения 1. Устройство для измерения параметров перемещения, содержащее два датчика, первый и второй усилители-формирователи, RS-триггер, схему ИЛИ и блок индикации, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения скорости и направления перемещения, устройство дополнительно содержит первый - четвертый блоки обработки сигналов и вторую схему ИЛИ, причем прямой выход первого усилителя - формирователя связан с вторым входом первого блока обработки сигналов.

первым входом второго блока обработки сигналов, третьим входом третьего блока обработки сигналов и чертвертым входом четвертого блока обработки сигналов, а инверсный выход первого усилителя-форми- рователя связан с первым входом первого блока обработки сигналов, вторым входом второго блока обработки сигналов, четвертым входом третьего блока обработки сигналов и третьим входом четвертого блока обработки сигнала, прямой выход второго усилителя-формирователя связан с третьим входом первого блока обработки сигналов, четвертым входом второго блока обработки сигналов, первым входом третьего блока об- работки сигналов и вторым входом четвертого блока обработки сигналов, а инверсный выход второго усилителя формирователя связан с четвертым входом первого блока обработки сигналов, третьим входом второго блока обработки сигналов, вторым входом третьего блока обработки и первым входом четвертого блокг обпабот- ки сигналов, первые выходы всех блоков обработки сигналов соединены с входами схемы ИЛИ, выход которой связан с S-вхо- дом RS-триггера, а вторые выходы блокоа обработки сигналов соединены с входами второй схемы ИЛИ, выход которой связан с R-входом RS-триггера.

-ЕН

вторую двухвходовые схемы И, схему ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый и второй одно- вибраторы и первую и вторую трехвходовые схемы И. причем первый вход первой двухвходовой схемы И является первым входом блока, выход которой связан с входом первого одновибратора, выход которого соединен с первым входом первой трехвходовой схемы И, выход которой является первым выходом блока, вход D первого D-триггера, связанный с входом С второго D-триггера и вторым входом второй двухвходовой схемы И, является вторым входом блока, причем выход второй двухвходовой схемы И связан с входом второго одновибратора, выход которого соединен с третьим входом второй трехвходовой схемы И,выход которой является вторым выхо - дом блока, вход D второго D-триггера, связанный с С входом первого D-триггера и вторым входом первой двухвходовой схемы И, является третьим входом блока, а второй вход второй двухвходовой схемы И является четвертым входом блока, причем выход первого D-триггера соединен с вторым входом первой трехвходовой схемы И и первым входом схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, а выход второго D-триггера -с вторым входом второй трехвходовой схемы И и вторым входом схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которой соединен с третьим входом первой и первым входом второй трехвходовых схем И.