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

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В КОД

Изобретение относится к автомйтнке и измерительной технике н, в частностн, может найти применение для измерения перемещений рабочих органов металлорежущих станков.

Известны преобразователи перемещения в код, состоящие из датчика перемещения, входы которого подключены к выходам функционального преобразователя напряжения, управляемого кодом реверсивного счетчика. Принцип работы подобных преобразователей основан на амплитудном режиме работы датчика перемещения, причем формирование системы гармонических напряжений, подаваемых на входы датчика, производится в импульсной форме при помощи двухканального преобразователя кода в длительность импульсов, состоящего из реверсивного счетчика, дешифраторов, триггера, устройства сравнения кодов и формирователя импульсов.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является преобразователь перемещения в код, содержащий первый реверсивный счетчик, подключенный своими выходами к блоку индикации, и генератор импульсов, выход которого подключен к одному из входов усилителя-формирователя и к входу преобразователя кода в длительность импульсов, кодовые входы которого подключены к прямым и обратным выходам второго реверсивного счетчика, а выходы преобразователя кода в длительность импульсов через согласующий блок подключены к входам датчика перемещения, выход которого соединен через фильтр нижних частот с другим входом усилителя-формирователя. Однако в этом случае при перемещениях, кратных четверти периода датчика, т.е. при смене ноляриости во входных сигналах датчика, воз-никает ложный импульс, который выводит следящую систему из равновесия. При этом, если быстродействие преобразователя перемещения в код достаточно высокое, то в системе возникнуть автоколебания, что в большинстве случаев недопустимо.

Целью изобретения является повышение надежности в работе преобразователя перемещения в код. Это достигается тем, что в предлагаемый преобразователь введены элемент И и формирователь импульсов, вход которого подк.,пючен к выходу второго реверсивногосчетчика, а выход формирователя импульсов соединен с одним из входов элемента И, другой вход которого подключен к выкоду уси ителя-формирователя, а выход - к входам реверсивных счетчиков.

На фиг. дана блок-схема описываемого преобразователя; на фиг. 2 - диаграмрлы, поясняющие принцип его работы.

Преобразователь содержит датчик 1 перемещения, фильтр 2 нижних частот, усилитель-формирователь 3, генератор 4 импульсов, элемент И 5, реверсивные счетчики 6 и 7, блок 8 индикации, двухканальный преобразователь 9 кода в длительность импульсов, согласующий,блок 10 и формирователь 11 импульсов.

Выходная обмотка датчика 1 перемегцения подключена через фильтр 2 нижних частот к входу усилителя-формирователя 3, к другому входу которого подключен выход генератора 4, а выход усилителя-формирователя соединен с первым входом элемента И 5. Выход элемента И 5 .подключен к счетным входам реверсивных счетчиков 6 и 7, причем выходы счетчика соединены с входами блока 8 индикации, а прямые и обратные выходы счетчика 7 подключены к кодовым входам двухканального преобразователя 9 код-длительность импульсов, оба выхода которого через согласующий блок 10 подключены к входам датчика 1 перемещения. Выход реверсивного счетчика 7, имеющий вес переноса в четверть периода датчика, соединен с входом формирователя 11 импульсов, выход которого подключен к второму входу элемента И 5.

Принцип работы преобразователя основан на амплитудном режиме работы датчу-ч ка перемещения, который характеризуется тем, что на входы датчика подается система гармонических напряжений, амплитуда которых пропорциональна синусу и косинусу перемещения, хранящегося в реверсивном счетчике 7. При этом, если это перемещение равно перемещению ротора относительно статора, то выходной сигнал датчика равен нулю и следящая система находится в состоянии равновесия. Если сигнал на выходе датчика не равен нулю, то на выходе усилителя-формирователя 3 появляются импульсы, которые изменяют число в реверсивном счетчике 7 до тех пор, пока этот сигнал не станет нулевым. Формирование системы гармонических напряжений производится в импульсной форме при помощи двухканального преобразователя 9 кода в длительность импульсов. Длительность импульсов на выходе одного канала преобразователя 9 пропорциональна прямому коду реверсивного счетчика 7, а па выходе другого канала -- обратному коду этого счетчика. При этом во всех с.лучаях импульсы симметричны друг другу. Амплитуды первых гармоник таких импульсных сигналов пропорциональны синусу и косинусу числа в реверсивном счетчике 7. Для выделения первой гармоники на выходе датчика I включен фильтр 2 нижних частот. При перемещениях, превышающих четверть периода датчика, т.е.более 90 эл. град., один из выходных импульсных сигналов меняет свою полярность без смены знака потенциала.

Диаграммы на фиг. 2 даны в предположенин, что ротор датчика перемещается относительно статора с постоянной скоростью. На интервале времени О-ti перемещение как датчика, так и зафиксированное в реверсивном счетчике 7, лежит в пределах четверти периода. При подходе к точке ti (90°) длительность импульса sin а растет, приближаясь к длительности, рав«ой половине периода, а длительность сигнала cos а уменьшается, приближаясь к нулю. При этом сигнал ошибки на выходе фильтра 2 имеет гармонический характер, а импульсный сигнал на выходе усилителя-формирователя 3 имеет один знак (например, положительный). В момент ti происходит смена полярности импульсного сигнала cos я и в точке tj этот импульс имеет отрицательный знак. В мо мент смены полярности импульса (ti) происходит формирование ложного импульса длительностью ti -ti, который вызывает изменение как амплитуды, так и фазы сигнала ошибки на выходе фильтра 2. При этом, если

0 изменение фазы разностного сигнала происходит в такой степени, что он воспринимается как ошибка другого знака, то в системе возникают автокомбинации. Для устранения этого явления в момент смены полярности одного из импульсных сигналов (sin а

5 или cos а) сигналом переноса с триггера реверсивного счетчика запускается формирователь 11 импульсов, который на время протекания переходных процессов в системе закрывает элемент И 5. В результате этого на это время на входы реверсивных счетчиков 6 и 7 не поступают импульсы ошибки. После окончания переходных процессов элемент И открывается и система отрабатывает накопленное рассогласование. Импульсы рассогласования с выхода элемента И поступают также в реверсивный счетчик б, выходы которого подключены к блоку 8 индикации.

Формула изобретения

Преобразователь перемещения в код, содержащий первый реверсивный счетчик, подключенный выходами к блоку индикации, и генератор импульсов, выход которого подключен к одному из входов усилителя-формирователя и к входу преобразователя кода в длительность импульсов, кодовые входы которогч) подключены к прямым и обратным выходам второго реверсивного счетчика, а выходы преобразоЕ ателя кода в длительность импульсов через согласующий 5лок подключены к входам датчика перемещения, выход которого соединен через фильтр нижних частот с другим .входом усилителя-формирователя, отличающийся тем, что, с целью повышения надежновги в работе преобразователя, в него введены элемент И и. формирователь импульсов, вход которого подклюен к выходу второго реверсивного счетчика, а выход формирователя импульсов соединен с одним из входов элемента И, другой вход которого подключен к выходу усилителя-формирователя, а выход - к входам реверсивных счетчиков.

.пппппппп

Stnot

П П ГПГ1Г 1Г 1Г1Г

сева

.t