Преобразователь перемещения в последовательность импульсов Советский патент 1978 года по МПК G08C9/04 

1

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в устройствах дискретного контроля положения или скорости исполнительного органа, например промышленного механизма, когда перемещение необходимо представить в виде последовательности импульсов (унитарного двоичного кода).

Известны преобразователи перемещения в последовательность импульсов 1, содержащие многоканальный датчик перемещения с однофазным питанием, выходы которого подключены к сигнальным входам фазочувствительных усилителей, фильтры, пороговые эле.менты.

Недостатком известных преобразователей является их невысокая точность, вызванная трудностью размещения большого количества обмоток (сигнальных фаз) статора и ротора датчика.

Известен также наиболее близкий по технической сущности к изобретению преобразователь 2, содержащий многоканальный датчик перемещения, выходы которого подключены к .сигнальным входам фазочувствительных усилителей, опорными входами подсоединенных к выходам источника опорного напряжения, фильтры и элементы неравнозначности, выходы которых подключены к входам элемента ИЛИ.

Такой преобразователь не обеспечивает высокой точности из-за ограниченных возможностей дискретизании его каналов. Цель изобретения - повыщение точности

преобразователя.

Это достигается тем, что в него введены амплитудные селекторы и дополнительные элементы неравнозначности, выходы фазочувствительных усилителей подключены к сигнальным входам амплитздных селекторов, опорные входы которых соединены с выходами источника опорного напряжения, а выходы амплитудных селекторов через фильтры - к соответствующим входам дополнительных элементов неравнозначности, выходы которых попарно подключены к входам элементов неравнозначности.

На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого преобразователя на основе двухканального датчика перемещения (пидуктосина) и четырехканального амплитудного селектора; на фиг. 2 - диаграмма его работы.

По указанному принципу может быть построена структурная схема и диаграмма работы с любым числом каналов.

Выход генератора 1 возбуждения соединен с входом многоканального датчика 2 перемещения и через источник 3 опорного напряжения (например трансформатор) с опорными

входами фазочувствительных усилителей 4 и амплитудных селекторов 5. Выходами источника 6 опорного напряжения являются два конца одной обмотки Ь, поэтому опорные сигналы с них находятся в противофазе. Сигнальные входы фазочувствительных усилителей 4 соединены с входами каналов (фаз) 7 многоканального датчика перемещения, а выходы фазочувствительных усилителей 4 - с сигнальными входами амплитудных селекторов 5, выходы которых через фильтры 8 подключены в каждой группе попарно через один по порядку следования к входам дополнительных элементов 9 неравнозначности. Выходы элементов 9 подсоединены попарно к входам элементов 10 неравнозначности, выходы которых объединены элементом ИЛИ И.

Сигнальные обмотки, образующие каналы 7 многоканального датчика 2 перемещения, пространственно смещены на величину, соответствующую пространственной электриче„ , 180 скои фазе - , где т - число каналов амт

плитудного селектора, в каждой группе одинаковое. Обмотка 12 возбуждения многоканального датчика перемещения находится на подвижной части, сочлененной с контролируемым органом (на фиг. 1 не показан).

Работает преобразователь следующим образом.

При тшдаче напряжения высокой частоты от генератора 1 возбуждения на вход многоканального датчика 2 перемещения па выходе его индуктируется ЭДС взаимной индукции, иромодул:ированная перемещением проводников обмотки возбуждения по амплитуде, с изменяющейся по знаку электрической фазой через промежуток времени, соответствующий перемещению проводников обмотки 12 возбуждения многоканального датчика перемещения на величину лолюсного деления

половины шага т между полюсами. На

выходе фазочувствительных усилителей 4 в моменты совпадения знаков фаз опорного напряжения источника 3 и напряжения на сигнальных входах фазочувствительных усилителей (см. диаграмму фиг. 2) выделяются сигналы t/i и Uz, повторяющие по форме напряжение на сигнальных обмотках многоканального датчика перемещения, совпадающие по фазе с опорным напряжением. Напряжения L/i и Uz сдвинуты 1по пространственной

.. ОАО I 180

фазе на 1.80 + .

т

Эти напряжения поступают на сигнальные входы амплитудных селекторов 5, где значения а.мплитуд напряжения Ui и Uz сравниваются со значениями опорного напряжения с выхода источника 3 и, в зависимости от их текущего значения, подаются на выход одного из каналов. Селектирование по амплитуде происходит ТЕ:Ким образом, что ступени сеЛеКТИрОВаНИЯ /ц; -Uiz, -, Uim, 21, f/22, .... llzm

(первые индексы обозначают группу, а вторые- канал) соответствуют одинаковым перемещениям, равным- . Диаграмма фиг. 2

выполнена в предполол ении, что контролируемый орган перемещается с неизменной скоростью, т. е. одинаковым перемещениям т соответствуют равные промежутки времени t. На выходах фильтров 8 выделяются огибающие импульсных сигналов f/u, t/i2, ..., Him,

Uzi, Uzz ; Uzm, которые поступают на входы элементов 9 неравнозначности. Фронты импульсных сигналов Uu, Uiz, ..., ш,21,42,-, Uzm через один смещены на - , поэтому на

т

выходах элементов 9 неравнозначности в моменты несовпадения сигналов выделяются сигналы Ни, 7/12, Hzi, HSZ (индексы после букв обозначают первые - группу, вторые - пару каналов амплитудного селектора), ширина которых соответствует - .

т

На выходах элементов 10 неравнозначности в канале каждой группы Hi, HZ ширина импульсных сигналов укорачивается И| становится равной -. С выходов элементов 10 2т

неравнозначности сигналы Hi и Нг поступают на входы элемента ИЛИ И, который осуществляет объединение информации в один канал .и заполнение образующихся промежутков между сигналами. Выходные сигналы U представляют собой чередующиеся импульсы «1 и «О, скважность которых равна двум при неизменной скорости перемещения, что соответствует унитарному двоичному коду. По количеству импульсов, поступающих в регистрирующее устройство (на фиг. 1 не показано), можно, таким образом, определить положение контролируемого органа с фиксируемого момента начала перемещения, а по частоте и ширине импульсных сигналов-скорость перемещения контролируемого органа.

Так как число каналов при некотором усложнении амплитудного селектора может быть достаточно большим, согласно данному иредлол ению возможна дискретизация перемещения без увеличения каналов и фаз датчика перемещения, что позволяет значительно расширить область применения данных преобразователей.

Формула изобретения

Преобразователь перемещения в последовательность импульсов, содержащий многоканальный датчик перемещения, выходы которого подключены к сигнальным входам фазочувствительных зсилителей, опорные входы которых подключены к выходам источника опорного напряжения, фильтры, элементы неравнозначности, выходы которых подключены к входам элемента ИЛИ, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в него -введены амплитудные селекторы и дополнительные элемен