Преобразователь перемещения в код Советский патент 1977 года по МПК G08C9/00 

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕЛ1БЩЕНИЯ В КОД cos (лЛ - величина первой гармоники нал входе cMitycHOH обмотки ин21уктосииа ( - текучшш угол гюворота ротора индуктосмна относительно статора. Согласно приведенному выражению фаза первой гармоники на выхохшой обмотке определяется yi-лом поворота ротора датчика. Сигаал с выходной обмотк-и датчика проходит через фильтр нижних, частот, где происходит выделение -ервой гармЙники, и поступает на вход усилителя - формирователя, фррмирующего импульс, време1шое положение которого определяется фазой цервой гармоники. Сигнал с выхода усилителя формирователя поступает на вход фазе импульсной следящей системы, состоящей из фазоимпульсного сравнивающего устройства, инвертора, двух вентилей, схемы сложения и второго делителя частоты, и отрабатывается ею. Импульсы, формируемые этой системой при отработке, подсчитываются реверсивным счетчиком управляющим индикатором. Низкая помехоустойчивость преобразователей иодобного типа затрудняет внедрение и практическое их использование в промышленности. На объекте (например, на металлорежущем станке) вследствие работы силовой электромеханики уровень помехи достатошо высок, а датчик перемеше шй обычно вьшолнен отдельно от прибора и соединен с ним кабелем. В датчике и в соешшяющем кабеле наводится помеха, переводящая усилитель - формирователь в режим насыщения. Особенно в тяжелом, с этой точки зрения, режиме работает преобразователь с индуктосином, выходное напряжение которого составляет всего несколько десятков милливольт. В результат действия помехи, на вход фазоимпульсной следящей системы с усилителя-формирователя и шульсы не поступают, | Отсутствие сигнала на входе фазоимпульсной следящей системы воспринимается ею как перемещение в определенном направлении и отрабатывается ею. В зависимости от длительности помехи возможны два случая. Если за время действия помехи следящая система отрабатывает перемещение меньив одного шага датчика (например, для большинства линейных индуктосинов 2мм), то после помехи происходит отработка в обратном направлении до точного значения перемещения. licjiH за время действия помехи следящая система отрабатывает перемещение больще одного щага, то после помехи восстанавливаются значега1Я только м:1адижх цифр нерюмещения (в пределах шага). В больишистве слччаев параметры помехи таковы, что она приводит к сбоям в CTapimix разрядах пе х;ме1неиин Целью изобреге1шя является повышение по мехоустойчивости преобразователя перемещения в код. Постлялспиая цель достигается тем, что в предложенный преобразователь введены дополнительный блок сложения и счетчик, счетный вход кото (Х)го сое:1инен с выхолом второго блока сложення Установочный вход счетчика и вход дополнитель ного Ьлока сложения подключеиь ко второму выходу BTOfwro делителя час1чпы. Выход счег-шка соединен с другим входом дополнительною блока сложения. При этом О1 раиичивается максимальная величина отработки пере №щения фазоимпульсной следящей системы за один период сигнала запитки. Схема преобразователя перемещения в цифровой код приведена на чертеже. Он содержит генератор 1 импульсов, делитель 2 частоты; импульсные усилители 3,4, датчик 5 перемещения, фильтр 6 ннж1П1х частот, уси;штель - формирователь 7, сравн11вающее устройство 8, вентиль 9, реверсивный счетчик 10, инвертор 11, вентили 12-14, блок сложения 5, делитель частоты 16, блок сложения 17, блок 1шдикации 18, счетчик 19 и блок сложения 20. Выход генератора импульсов 1 соединен со входом первого делителя частоты 2, первый и второй вькоды которого через усилители 3 и 4 подключены ко входам датчика перемещения 5, выход которого через фильтр 1шжних частот 6 и усилитель - формирователь 7 подключен к первому входу фазоимпульсного сравнивающего устройства 8. Первый выход устройства 8 подключен к управляющим входам вентиля 9 и счетчика 10 и через инвертор 11 ко входу вентиля 12. Второй выход устройства 8 подключен к управляющим входам вентилей 13,14 и счетчика 10. Вторые входы вентилей 9.12-14 подключены к третьему, четвертому и пятому выходам делителя частоты 2, приче.м входы вентилей 9,14 объединены. Выходы вентнлей 12,13 через блок сложе1шя 15 подключены к счетному входу делителя частоты 16, первый выход которого подключен ко второму входу устройства 8. Выходы вентилей 9,14 через блоки сложения 17 подключены к счетному входу счетчика 10, выходами соединенного с устройством индикации 18. Выход блока сложения 17 подключен к счетному входу счетчика 19, установочный вход которого соединен со вторым выходом делителя частоты 16 и входом блока сложения 20, второй вход которого соединен с выходом счетчика 19. Выход блока сложения 20 подключен к третьему входу фазоимпульсной следящей системы (ФИСС). П1)еобразоватсль работает следующим образом. На вход делителя частоты 2 поступает сигнал с генератора 1. С первого и второго выходов делителя частоты 2 импульсные сигналы, имеющие форму меандра и сдвинутые о;щн относительно на четверть периода, через импульсные усилители 3,4 поступают на синусно - кос шусные обмотки лЧатчика перемещения 5. Фаза первой гармоники на выходе датчика определяется перемещением ротора датчика относительно статора. Выделение первой гармоники осуществляется фильтром нижних частот 6. ДЗалее происходит усиление первой гармоники и формирование импульса в момент перехода шнусоид| 1 через О (усилитель - формиро0а1е.чь). Импульсный сигнал с выхода усилителя - формирователя 7 поступает на вход устройства 8. которое в

совокупности с злемен1а о1 II. 2, 1.1,5 и 16 (разует ФИСС.

Фазоймггульсное сравнивающее устройство 8 (фиг. формирует два импульсных сигнала, цлчтельиости которых равны относительному временному сдвигу двух вхоляьгх си1на.чов, поступающих на первый и второй входы. Коли первы.м приходит импульс на второй вход, то смгаал формируется на первом выходе, если приходит импульс-на первый вход, то сигнал формируется ни втором выходе. При одновременном приходе импульсов сигналы не формируются. Сброс устройства 8 в исходное состояние осуществляется сигналом со второго выхода де/штеля 16, поступающим на третий выход устрсшства 8 через блок сложения 20.

ФИСС работает следующим образом.

Случай 1. Допустим, сигналы на первый и второй вькоды устройства 8 пришли одновременно. В этом случае через инвертор 11 сигналом с первого выхода устройства 8 открывается вентиль 12 и закрывается вентиль 13. Частотно импульсный сигнал с четвертого выхода делителя частоты 2 проходит через вентиль 12 и блок сложения 15 на вход делителя частоты 16. Коэффивдент деления делителя частоты 16 таков, что импульсы на его первом выходе следуют с периода ш сигналов, эапитки и поэтому, если не было перемещения ротора датчика относительно статора, сигналы на Bxod устройства 8 постоянно приходят в одной фазе. Сигнал со второго выхода делителя 16, сбрасьша ощий устройство 8 в исходное состояние, сдвиИуг относительно сигнала на первом выходе на полпериода.

С л у ч, а и 2. Если произошло перемещение ротора датчика и сигнал на второй вход устройства 8 приходит раньше, чем на первый вход, то импульсЫ на первом выходе через инвертор 11 закрывают вентиль 12 и на вход делителя 16 импульсы не поступают. Одновременно сигнал первого выхода устройства 8 Открывает вентиль 9, и на вход реверсивного счетчика 10 поступают импульсы.

С л у ч а и 3. При перемещении ротора датчика в противоположном направлещщ сигнал со второго выхода устройства 8 открывает вентили 13 к 14. Через венп1ль13 на вход делителя 16 поступает удвоенная частота с третьего выхода делителя 2. Число импульсов, прошедших через вентиль 14 (как и во втором случае), определяется величиной перемещения, но импульсы на вход счетчика 10 поступают с обратным знаком. Число, зафиксированное в счетчике 10, выводится на блок индикации 18. Помеха, наводящаяся в выходиой обмотке датчика 5 и соединительном кабеле между этим , датчиком и фильтром 6,имеет сложный спектр и высокий уроиеиь. Она проходит через фильтр 6 и вводит усилитель формирователь 7 в насыщение. В результате на время действия помехи импульсы на выходе усилителя - формирователя 7 отсутствуют, 4Tp nffflnojTHT к йкм|н)чениюв рбсмл ФИ(Ч как в случае 2. При этом импульсы IejicMeiufHHp с выхода блока сложения 17 подсчнтывлюи-я счетчиком 19, импульс переполнения которого чере Олок сложения 20 сбрасывает устройстти 8 и исхолмпе состояние.

Таким образом, величина перемещения, отряПа тываемая за один период сигналов зашикн, (чрапнчивается емкостью счетчика 19, а зто приво.чш к тому, что перемещение, зафиксирован)юе п счетчи ке 10 за время действия помехи, оказывается . ще одного шага датчика. По окончании дейспяя помехи ФИСС отрабатывает системы в оПрашом направлении. При этом число в счетшке 10 HOCCKI навливается до исходного значения. Установка счетчика 19 в исхошюе положение осуществляется олновременно со сбросом устройства 8 сигналом о второго выхода делителя 16.

Введение дополнительного счетчика и б.чок-а сложения в преобразователь перемещения в цифровой код позволяет уменьшить велимиу nejie.Mcщения, отрабатьшаемого ФИСС за одни период сигналов запитки датчика. При эго.м перемещение. отработанное системой за время действия помехи. не превосходит одного шага датчика и после деист ВИЯ помехи позволяет системе восстановить iieiwtv начальное значение.

Формула изобретения

Преобразователь перемещения в код, i;o.-)cj)- -uщий генератор импульсов, выход которого соединен со входом первого делителя частоты, иеркыо , два выхода которого . через соответствующие импульсные усилители соединены со входами датчики перемещения, выход которого через последовательно соедине1шые фильтр нижних частот и усилитель - формирователь подключен к Первому вчоду фазоимпульсного сравнивающего устройства, первый выход которого соешшен с вычитающим в.чодом реверсивного счетчика, с управляющим входом первого вентиля непосредственно и со входом вто рого вентиля через инвертор, второй выход ф;иоимпульсного сравнивающего устройства соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика, с управляющд1ми входами третьего и четвертого вентилей, выходы четных вентилей через первьи блок сложения соединены со входом второго делителя частоты, первый выход которого соединен со «юрым входом фазоимпульсного сравнивак)и1е1о yci ройства, выходы нечетных вентилей череч IUOJIOH блок сложения соединены со входом ренерсивно о счетчика, выходы которого подключены к б.чокл индикации, информационные входы четнмх нем in лей подключены соответственно к третьему и Ч(чвертому выходам первою делителя часюп,, ни форманионкые в.ходы нечетных вентилей ой еднио ны и подключены к пятому выходу первою ;ими1еля частоты, отличающийся тем, чго.ч и- .

повыикния помехоустойчивости П|: собразователя, в него введены дополнительный блок сложения и счетчик, счетньп вход которого соединен с выходом второго блока сложения, а установочный вход счетчика и вход дополнительного блока сложен1 я подк; ктень1 ко BtopoNty выходу второго делителя частоты; выход счегшка соединен с другим входом дополнительного блока сложения.

Источники информаш1И, прииятме чо инимяни при экспертизе;

1.Руководство по установке, иримеионик и уходу, запасные части. Инспектор 26-16 Olivetti .

2. Устройство цифровой индика1щн Техническое описание ВЯМ 3.440.000.ГО.