Способ преобразования углового перемещения объекта в фазу электрического сигнала Советский патент 1991 года по МПК G01B21/22 

т

о

VJ

Ю Ю

ю

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при построении различных фотоэлектрических растровых датчиков.

Цель изобретения - повышение электрической помехоустойчивости преобразования.

На чертеже представлена функциональная схема устройства, реализующего предлагаемый способ.

Устройство содержит растровый преобразователь 1; дифференциальные усилители 2 - 5, входы которых подключены : выходам растрового преобразователя 1; генератор 6; блок 7 формирования квадратурных сигналов, вход которого подключен к генератору 6; блоки 8-11 перемножения, входы которых подключены соответственно к выходу блока 7 формирования квадратурных сигналов и выходам дифференциальных усилителей 2-5; блоки 12, 13 вычитания, входы которых подключены соответственно к выходам блоков 8-11 перемножения; фазометры 14,15, входы которых подключены соответственно к выходу генератора б и выходам блоков 12, 13 нахождения разностного сигнала.

Способ реализуется следующим образом.

При угловом повороте объекта, связанного с растровым преобразователем 1, на выходе растрового преобразователя 1 формируется две последовательности электрических сигналов.

Первая последовательность электрических сигналов состоит из четырех сигналов, каждый из которых сдвинут по фазе один относительно другого на 90°. За один оборот фотоэлектрического преобразователя 1 на 360° на его выходах N раз формируются сигналы первой последовательности.

Вторая последовательность электрических сигналов состоит из четырех сигналов, каждый из которых сдвинут по фазе один относительно другого на 90°, За один оборот фотоэлектрического преобразователя 1 на 360° на его выходах N + 1 раз формируются сигналы второй последовательности.

Сигналы первой и второй последовательностей поступают на входы дифференциальных усилителей 2 - 5, на выходах которых формируются сигналы, сдвинутые по фазе один относительно другого на 90°.

Генератор 6 формирует сигналы, поступающие в блок 7 формирования квадра- турных сигналов, на выходах которого формируются два опорных электрических сигнала, сдвинутых по фазе один относительно другого на 90°. Частота опорных сигналов выше частоты сигналов первой и

второй последовательностей не менее чем в 2 раза.

Сигналы, снимаемые с выходов дифференциальных усилителей 2-5, перемножаются на опорные сигналы в блоках 8-11 перемножения. Сигналы с выходов блоков 8,9 и 10,11 перемножения вычитаются один из другого в блоках 12, 13 вычитания.

На выходах блоков 12, 13 вычитания

0 формируются сигналы, изменяющие свои фазы на 360° N и N + 1 раз при угловом перемещении объекта на 360°.

Фазометр 14 измеряет разность фаз между опорным сигналом, снимаемым с ге5 нерзтора 6, и сигналом, снимаемым с выхода блока 12 вычитания. Так как фаза сигнала, измеряемая фазометром 14, измеряется N раз при угловом перемещении объекта на 360°, фазометр 14 осуществляет

0 точный отсчет углового перемещения объекта.

Фазометр 15 измеряет разность фаз между сигналами, снимаемыми с выходов блоков 12, 13 вычитания,

5 Так как фазы сигналов, снимаемых с выходов блоков 12, 13, изменяются на 360° N и N + 1 раз при угловом перемещении объекта на 360°, разностная фаза двух сигналов при этом изменяется на 360°. Фазометр 15

0 осуществляет грубый отсчет углового перемещения объекта. Помехи и сбои не приводят к потере информации о грубом положении объекта, так как эта информация периодически восстанавливается.

5 Способ позволяет повысить электрическую помехоустойчивость преобразования за счет периодического восстановления информации о грубом угловом перемещении объекта.

0 Формула изобретения

Способ преобразования углового перемещения объекта в фазу электрического сигнала, заключающийся в том, что формируют с помощью растрового преобразователя по5 следовательность электрических сигналов, сдвинутых по фазе один относительно другого на 90°, фиксируют число периодов последовательности электрических сигналов при повороте объекта на 360°, равное N,

0 умножают каждый электрический сигнал последовательности на опорный электрический сигнал, частота которого превышает частоту электрических сигналов последовательности не менее чем в два раза, вычита5 ют один из другого электрические сигналы, полученные в результате перемножения, сравнивают фазу электрического сигнала, полученного в результате вычитания, с фазой опорного электрического сигнала, и по найденной разности фаз судят о точном уг

ловом перемещении объекта, отличаю-нал, вычитают один из другого электричещ и и с я тем, что, с целью повышенияские сигналы, полученные в результате втопомехоустойчивости преобразования, фор-рого перемножения, сравнивают фазу

мируют с помощью растрового преобразо-электрического сигнала, полученного в ревателя вторую последовательность5 зультате первого вычитания, с фазой электэлектрических сигналов, фиксируют числорического сигнала, полученного в

периодов второй последовательности элек-результате второго вычитания, и по найдентрических сигналов при повороте объектаной второй разности фаз судят о грубом

на 360°, равное N + 1, умножают каждыйугловом перемещении объекта в диапазоне

электрический сигнал второй последова-10 0-360°. тельности на опорный электрический сиг

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - повышение электрической помехоустойчивости преобразования за счет периодического восстановления информации о грубом перемещении объекта. При угловом перемещении объекта с помощью растрового преобразователя 1 и дифференциальных усилителей 2-5 формируют две последовательности импульсов. В первой последовательности два сигнала, сдвинутые по фазе один относительно другого на 90°, формируются N раз за один оборот объекта. Во второй последовательности два сигнала, сдвинутые по фазе один относительно другого на 90°, формируются N + 1 раз. С помощью генератора 6, блока 7 формирования квадратурных сигналов, перемножителей 8-11, блоков 12,13 вычитания преобразуют амплитудно-модулированные сигналы в фа- зомодулированные. Фазометр 14 осуществляет точный отсчет углового перемещения объекта. Фазометр 15 осуществляет грубый отсчет углового перемещения объекта, так как разность фаз сигналов на его входах изменяется на 360° при угловом перемещении объекта на 360°. 1 ил. сл С