Преобразователь перемещения в код Советский патент 1978 года по МПК G08C9/00 

Изобретение относится к автоматике и измеритепьной технике, и в частности, может найти применение дгш намерения перемещений рабочих органов метаппоре- жуших станков. Известны преобразователя перемещения в цифровой код, основанные на ампгютудном режиме работы датчика перемещения. Одни иэ известных нреобрааовате пей состоят из датчика перемещения, функционапь ного преобразсжатепя коо-напряжевке, реверсивных счетчиков, устройства внднкааии, усипитепя-формироватепя, генератора. Другие из известных сострят из датчика перемещения, фильтра нижних частот, усилите яя-формирователя, генератсфа ии пупьсов, трех.реверсивяых счетчиков, бпока сравнения кодов, устройства инаикацва, дешифраторов, триггера формирователя импупьсов и согласующего бяока ij Наиболее близким техническим решением йвпяется преобразователь, сосюржа ший датчик, выход которого соединен через фильтр нижних частот с одним входом усипитапя-формирователя, другой входкоторого соединен с выходом генератора, а выход подключен ко входам первого и второго реверсивных счетчиков, первый из которых одними своими выходами подключен к одним входам блока сравнения кодов, а второй - к блоку индикации, выходы бпока сравнения кодов подключены к .первым входам формирователя импульсов, вторые входы которого соединены с выходами старших разрядов первого реверсивного счетчика, а выходы формирователя через согласующий блок подключены ко входам датчика 2J. В указанном преобразователе датчик перемещения включен в амплитудном режиме, причем формировани-э системы гармонических напрянюний, подаваемых на ходы датчика, производится с помощью спектрально-импушэсного функционального преобразователя. 36 К недостаткам подобного преобразоватепя можно отнести относительную спо ность. Цегеь изобретения является упрощение преобраэоватепя перемещения в код. Поставпенная цепь достигается тем, что в преобразователь введены двоичный счетчик, вход которого подключен к вы хору генератора, выходы двух старших разрядов к fpeTbHM входам формироватеяя импульсов, а выходы остальных раз рядов соединены с другими входами блока сравнения кодов. На фиг. 1 представлена блок-схема преобразоватегш перемещения в код. На фиг, 2 представлены диаграммы работы преобразовате;ш дпя первого квад ранта. Выходаши обмотка датчика 1 перемещения через фишэтр 2 нилших частот под ключена ко входу усилителя-ч|)ормировате пя 3 к другому входу которого подкпючегг генератор 4, а выход подключен ко входам реверсивных счетчиков 5 и 6. Ко довые выходы реверсивного счетчика 5 соеш1нены со входами блока 7 сравнения КОКОВ, а кодовые выходы реверсивного счетчика. 6 соединены со входами блока 8 индикации. Выход генератора 4 подключе к сч:етному входу счетчика 8, кодовые Bbjxoflbj которого подкшоченьт ко входам блока 7 сравнения кодов, а два старших разряда - ко входам формирователя им пульсов. Выходы блока 7 сравнения кодов и выходы двух старших разрядов сче чзша 5 подключены ко входам формирова теля 10. импульсов выходы которого чер согпасующий блок 11 подключены ко вхо дам датчика 1 перемещений. Датчик 1 перемещения включен в реж ме пупьсирующего поля (амплитудный ре жим), который описьтается выражением K(U jj,CO& et.-Sin Ug -6inoL-COb4), ® - напряжение на выходе датчика перемещения; ,smci tcoScA. -напряженке ВАВ .. на входе синусной обмотки датчика; Ug s-inciL Ug smtAjtMn i. -напряжение на входе косинусной обмотки .датчика; К - коэффициент передачи датчика; tf -угол поворота ротора датчика относительно статора; oL -угол, задаваемый во входных напряжения Х датчика. При ot Ч и,. Для получения системы двух напряжений, амплитуды которых меняются по си 34 нусному и косинусному закону в функции от т угпа оС используется имаульсная форма сигИзвестно, что амплитуда первой гармоники последовательности прямоугольных импуль сов определяется выражением li-..: IT2 где Е - амплитуда импульсов; С - длительность импульсов; Т - период повторения импульсов. Из этого выражения следует, что при изменении длительности импульса от О до tr/2 амплитуда первой гармоники меняется по закону синуса в интервале от О до 11/2. Для получения косинусной зависимости достаточно сформировать импульс с дли- ; тельностью , где Т - период повторения импульсов; С - lлитeльнocть импульса в синусном канале. Если исходной информацией для формирования импугвьсов с длительностью Т, является двоичный код угла ( еС ), то дпя формирования импульсов с длительностью ( - tr ) возможно использование обратного кода этого угла. Для получения синусно-косинусной зависимости на интервале от О до 21Г достаточно скомбинировать разнополярные импульсы с длительностью Г и g tT. Преобразователь перемещения в код работает следующим образом. В реверсивном счетчике 5 хранится число, пропорциональное текущему положению ротора датчика 1 перемещения. Это число в прямом и обратном кодах поступает в блок 7 сравнения кодов. На вторые входы этого блока также поступает прямой и обратньй коды числа счетчика 9. На счетный вход счетчика 9 постоянно поступают импульсы с генератора 4. Число в этом счетчике в функции времени меняется по пилообразному закону: линейно нарастает от О до затем Б течение одного импульса сбрасьгоается до нуля. Блок 7 сравнения кодов имеет два канала. В первом - сравнивается прямой код линейно-изменяющегося числа счетчика 9 с прямым кодом числа реверсивного счетчика 5. В момент равенства этих кодов выдается сигнал С Во втором канале прямой код линейно-изменяющегося числа счетчика 9 сравнивается с обратным кодом числа реверсивного счетчика 5. В момент равенства этих i кодов выдается сигнал С„ .Сигналы С , пр Свыходы двух старших рвзряаоъ счетчиков 5 и 9 поступакп на входы формироватегш 1О импульсов, формироватеть 10 импульсов производит формирование двух импульсных сигналов, длительности импульсов которых пропорциональные либо прямому, либо обратному коду числа Б реверсивном счетчике 5. На фиг. 2 приведены диаграммы работы преобразователя для первого квадранта. В этом случае начало импульса синусного канала совпадает с появлением сигнала С ., а окончание - с сигналом С обр пр. Для косинусного канала начало импульса соответч:гтвует появлению сигнала С„р , а окончание - . При работе во ff-iv квадрантах форми рование заключается в комбинировании подобных импульсов различной полярности. С выходов формирователя 1О импульсов импульсные поспедоватепьности, амплитуды первых гармоник которых пропорциональны синусу и косинусу угла счетчика 5 через согласующий блок 11 поступают на входы датчика 1 перемеще ния. Напряжение рассогласования с выходной обмотки датчика поступает в фильтр 2 нижних частот, где происходит выделение первой гармоники. Гармонический сиг нал далее поступает в усилите ль-формирователь 3, где происходит его усиление и, в зависимости от фазы, формирование разностного импульсного; сигнала. Разностный импульсный сигнал затем поступает в реверсивный счетчик 5 и вызьгаает изменение числа в нем до тех пор, пока угол ot, хранящийся в реверсив ном счетчике 5, не станет равным углу поворота ротора датчика Чр. Как было отмечено выше при d. V, вы ходное напряжение датчика равно О и импульсный сигнал на выходе усилитоняформирователя отсутствует. Разностный импульсный сигнал одновременно подсчитывается счетчиком 6, управляющим блоком 8 индикации. По сравнению с известными предлагаемый преобразователь проще, так как, вопервых один счетчик выполнен нереверсив- iibiNf, а, во-вторых, из него исключены два дешифратора и триггер. Формула изобретения Преобразователь перемещения в код, содержащий датчик, выход которого соединен через фильтр нижних частот с одним входом усилителя-формироватеяя, другой вход которого соединен с выходом генератора, а выход подключен ко входам первого и второго реверсявньгх счетчиков, первый из которых одними своими выходами подключен к одним входам блока сравнения кодов, а второй - к блоку индикации, выходы блока сравнения кодов подключены к первым входам формирователя импульсов, вторые входы которого соединены с выходами старших разрядов первого реверсивного счетчика, а выходьг формирователя через согласующий блок подключены ко входам датчика, о т л и чающийся тем, что, с целью упрощения преобразователи, в него введв двоичный счетчик, вход которого ПОДКЛКУчен к выходу генератора, выходы двух старших разрядов - к третьим входам формирователя импульсов, а выходы остальных разрядов соединены с щ)угими входами блока сравнения кодов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Зверев А. Е., Максимов. В. П., Мясников В. А. Преобразователи углоых перемещений в цифровой код Л., Энергия, 1974. 2.Авторское свидетельство СССР 536501, кл. Q 08 С 9/ОО, О7.О8.75.

исло в eti..s

$Л±

1 i t

Cng

1. I II

CgSp

Sin a

cascK

fgi-t

t

jL

-SE i

-s-t

-3s-«