Преобразователь перемещения в код Советский патент 1976 года по МПК G08C9/00 

1

РЬобретеиие относитея к автоматике и измерительной технике, может найти нрименение ДЛЯ измерения перемещения рабочих органов .металлорежущих сталков.

Широкое распростр.анение получили преобразователи перемещения в код, использующие в качестве датчика перемещения многополюсные гониометрические прео,бразо.ватели масшта-ба угла (синусно-косинусные, вращающиеся трансформаторы, индуктосины и др.), работающие ,в амплитудном режиме.

Устройство подобного типа состоит из датчика перемещения, входы которого подключены к выходам функционального преобразователя код-напряжение, управляемого кодом реверсивного счетчика. Выход датчика через усилитель подключен к фазочувствительному выпрямителю, управляющему работой генератора, подключенного через логическое устройство к входу реверсивного счетчлка 1. Эти преобразователи не обладают высокими характеристнка.ми.

Наиболее близким техническим решением к данному является преобразователь перемещения в код, содержащий генератор импульсов, выход которого через усилитель-формироъатель подключен к входам реверсивных счетчиков, выходы одного из них соединены с входами блока индикации, выходы согласующего блока подключены к входам датчика

перемещения, выход которого через фильтр нижних частот соединен с входом усилителяформирователя 2.

Однако преобразователь имеет ограниченную точность и весьма сложен. Это вызвано тем, что применяется цифро-аналоговый преобразователь, требующий ДЛЯ реализации большое количество прецизионных ключей и тра 1сформаторов, изготовляемых по сцециальной технологии.

Целью изобретения является повышение точности работы и упрощение етреобразователя.

Достигается это благодаря тому, что в

преобразователь введены блок сравнения кодов, формирователь импульсов, триггер, дещифраторы и донолнительный реверсивный счетчик, выходы которого подключены через блок сравнения кодов к входам формирователя импульсов и через дешифраторы - к входам триггера, выходы которого соединены с одноименными входами дополнительного реверсивного счетчика и с .входами формирователя импульсов, .вторые входы которого

подключены к одним из выходов другого реверсивного счетчика, другие выходы которого подключены к другим входам блока сравнения кодов, генератор импульсов подключен к счетному входу дополнительного реверсивного счетчика.

На фиг. 1 приведена схема преобразо(вателя перемещения в код; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие принцип р.аботы преобразователя.

Преобразователь перемещения в код содержит датчик / перемещения, типа синуонокосинусного вращающегося трансформатора или индуктосина; фильтр 2 нижних частот; усилитель-формирователь 5; генератор имйульсоВ 4; реверсивные счетчики 5, 6; блок 7 сравнения .кодов; блок 8 индикации; реверсивный счетчик 9; дешифраторы 10, 11; триггер 1:2; формирователь импульсов 13; согласующий блок 14.

Выходная обмотка датчика перемещения J через фильтр 2 нижних ч.астот подключена к входу усилителя-формирователя 3, к другому входу которого подключен выход генератора импульсов; выход усилителя-формирователя 3 подключен к входа.м первого и .второго реверсивного счетчика 5 и 5 соответственно.

Кодовые выходы .пер:вого рвварои:в.н.ого счетчика подключены к первым 1входам блока

7ораВНен.ия кодов, а кодовые выходы второго реверсивного счетчика подключены к блоку

8индикации. Вторые входы блока 7 сравнения кодов подключены к кодовым выходам дополнительного реверсивного счетчика 9, счетный вход которого подключен к выходу генератора импульсов 4. .Кодовые выходы дополнительного реверсивного счетчика 9, кроме того, подключ.ены к .входам первого и второго дещифраторов 10, 11, соответствеиио. Выход первого дешифратора .10 подключен к единичному входу триггера 12, а выход второго дешифратора 11 - к нулевому входу этого триггера. Единичный .выход триггера 12 соединен с входом установки режима сложения реверсивного счетчика 9, а нулевой выход - с входом установки режима вычитан.ия этого реверсивяого счетчвка. Выходы триггера 9, .выходы блока 7 сравнения кодов и выходы двух старших разрядов реверсивного счетчика 5 подключены к входам формирователя импульсо.в 13, выходы которого через согласующий блок 14 подключены к входам датчика / перемещения.

Преобразователь перемещения в цифровой код работает следующ.им образом.

В реверсивном счетчике 5 хранится число, пропорциональное текущему положению ротора датчика / перемещения. Это число в пря..мом и обратном кодах поступает в блок 7 сравнения кодов. На вторые входы этого блока также поступает прямой и обратный коды числа реверсивного счетчика 9.

На счетный вход реверсивного счетчика 9 постоянно поступают импульсы с генератора 4. Эти импульсы в за.висимости от сигналов триггера 12 либо вызывают увеличение числа в реверсивном счетчике 9, либо его умеиьщение.

Предположим, в рассматриваемый момент времени число в счетчике 9 растет. В тот момент, когда все триггеры счетчика 9 оказы.ваются в единичных состояниях на выходе дещифратора // появляется сигнал, который переводит триггер il2 в противоположное состояние. Триггер 12, своими выхода:ми устанавливает .в реверсивном счетчике режим вычитания .и iBce последующие импульсы, поступившие на вход этого счетчика, .вызывает уменьшение числа в нем до тех пор, пока все

триггеры счетчика не окажутся в нулевых состояниях.

IB этом случае на выходе дешифратора 10 появляется сигнал, который переводит триггер 12 в исходное состояние и тем самьш устана,вливает в счетчике 9 р.ежим сложения. Таким образом, число .в реверсивном счетчике 9 в функции времени .меняется по треугольному закону, линейно иарастая от О до Л/.акс и затем лииейно, уменьшаясь, от /У„акс до О

(см. фиг. 2,а).

Блок 7 сравнения ко.дов имеет два канала. В первом сравнивается прямой код линейноизменяющегося числа реверсивного счетчика 5 с прямым кодом числа реверсивного счетчика 5. iB момент равенства этих кодов блок 7 выдает сигнал Спр (см. фиг. 2,д). Во .втором канале прямой код линейно-изменяющегося числа реверсивного счетчика 9 срав.нивается с обратным кодом числа реверсивного

счетчика 5. В момент ра.венства этих кодов выдается сигнал Собр (см. фиг. 2,е). Логика работы устройства сравнения кодов 9 описывается следующими булевыми выражениями:

(Q,-F,

35 C,(Q,.F,VQ-F)(Q«.F,,VQ., Собр (Qi , F)

где СПР Собр - выходные сигналы блока

сравнения кодов 7;

QI ... .Qn - параллельный код «числа реверсивного счетчика 9; FI .... РП - параллельный код числа реверсивного счетчика 5.

Сигналы Спр, Собр и сигналы с выходов триггер.а 12 поступают «а входы формирователя импульсов 13. Кроме того, сюда же поступают выходные сигналы двух старших дополнительных разрядов реверсивного счетчика 5 (Рп+ Fn+z)- В этих разрядах хранится число, указывающее, в како.м квадранте находится ротор датчика / положения. Формирователь импульсов 13 производит формирование двух импульсных сигналов, амплитуды первых гармоник которых меняются по синусному и косинусному законам «в функции числ.а, хранящегося в реверсивном счетчике 5.

С выходов формиро.вателя импульсов сигналы (sin а) и (cos а) через согласующие каскады поступают на входы датчика / положения.

Напряжение рассогласования с гвыходной

обмотки датчика 1 положения постуПа.ет в

фильтр 2 нижних частот, где происходит выделение первой гарманики. Гармонический

-сигнал далее поступает в усилитель-формирователь 3, где происходит его усиление и, в зависимости от фазы, формирование импульсного сигнала.

Разностный импульсный сигнал затем поступает ;в реверсивный счетчик 5 и вызывает изменение числа в нем до тех пор, пока угол (а), хранящийся в счетчике 5, не станет равным углу паворота ротора датчика положения. При () выходное напряжение датчика равно О и импульсный сигнал на выходе усилителя-формирователя отсутствует.

Разностный импульсный сигнал одновременно подсчитывается счетчиком 9, управляющим блОКом 8 индикации.

.По сравнению с прототипом предлагаемый преобразователь обладает более высокими точностными характеристиками.

Формула изобретения

Преобразователь перем.ещения в код, содержащий генератор импульсов, выход которого через усилитель-формирователь подключен к входам реверсивных счетчиков, выходы одного из них соединены с входами блока индикации, выходы согласующего блока подключены к входам датчика перемещения, выход которого через фильтр нижних частот

соединен с входом усилителя-формирователя, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности работы и упрощения преобразователя, в него введены блок сравнения кодов, формирователь импульсов, триггер, дешифраторы и дополнительный реверсивный счетчик, выходы которого подключены через блок сравнения кодов к входам формирователя импульсов и через дешифраторы - к входам триггера, выходы которого соединены с одноименными входами дополнительного реверсивного счетчика и с входами формирователя импульсов, вторые входы которого подключены к одним из выходов другого реверсивного

счетчика, другие выходы которого подключены к другим входам блока сравнения кодов, reiHepaTOp импульсов подключен к счетному входу дополнительного реверсивного счетчика.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1. В. П. Зверев и др. «Преобразователи угловых паремещаний в цифровой код. Л., Энергия, 1974 г., стр. 138.

2. 26-16 Olivetti. Руководство по установке, применению и уходу. Запасные части (прототип).

.

у/У

rbZ

-Ъ

i Ь,

А.

1-1-

-trlrf

d-lnL.

Л

-«.;

ж

Sind

CoScA

Hnpl 5

ficSp С5

/

МЗ:

ii.

М-Д-.:

FR

Ш/(5

k

/f

и

г

Vj-i