Преобразователь перемещения в код Советский патент 1979 года по МПК G08C9/00 

Изобретение .относится к преобразо вателям неэлектрических величин в ди кретный электрический сигнал, а имен но к преобразователям перемещений в код. . Известен преобразователь перемеще ния в код, содержащий датчик, блоки согласования, блок вьзчитания, блок суммирования и счетчик 1. Недостаток известного устройства состоит в сложности конструктивного выполнения и в ср авнительно невысокой точности преобразования. Наиболее близким по технической сущности к предложенному изобретению является преобразователь перемеаения в код, содержаний датчик входы которого подключены к выходам блока сог ласования, а выход - ко входу фильтра выход которого соединен с одним входом формирователя импульсов, к другому входу которого подключен генератор импульсов 2 . Недостаток известного устройства состоит в невысокой точности. Цель изобретения - повьаиение точности устройства. Поставленная цель достигается за счет того, что в преобразователе перемещения в код введены дополнительный формирюватель импульсов, два делителя частоты и Два сунФшрующе-вычитающих блока, cyvampytoaatA вход первого и вычитающий вход второго суммкрующе-вычитающих блоков соединена с первым выходом формирователя импульсов, с вторьви входом которого соединены вычитающий вход первого и суммирующий вход второго суммируюше-вычнтакяаих блоков, управляювдае входы суммирующевычитающих блоков соединены с генератором кмпулъсо, выходы подключены ко входам соответствующих делителей частоты, выходы которых соединены со входами дополнительного формирователя импульсов, выхода которого соединены со входами блока согласования. . На фиг . 1 приведена .блок-схема преобразователя перемещений в код; на фиг. 2 - блок-схема суммирующе-вычитa()иeгo блока; иа фиг. 3 - блоксхема дополнительного формирователя нмпулъсов1 на фиг. 4 показана диаграмма, поясняющая работу преобразователя. Преобраэовг гель перемещения в код содержкт (фиг. 1) датчик 1, фильтр 2, формирователь 3 импульсов, генератор 4 кмпулъсов, суммирующе-вычитающие .; - -;; 3 6 устройства 5 и 6/делители 7и 8 частоты, дополнительный формирователь 9 импульсов, блок 10 согласования. Каждый суммирующе-вычитающий блок 5 и б (фиг. 2) содержит два логических элемента И-НЕ 11 и 12, а дополнительный формирователь 9 импульсов содержи ;восёмь лЬ,гических элементов И-НЁ 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 и 20. Выходная обмотка Сдатчика 1 подключена через фильтр 2 ко входу формирователя 3, импульсов, второй вход КОТО рого соединен с выходом генератора 4 импульсов. Первый выход формирователя 3 соединен с суммирующим входом суммирующе-вычитающего блока 5 и с вычитающим входом блока 6, а второй его ВЫХОД соединен с вычитающим входом суммирующе-вычитающего блока 5 и с суммирутощим входом блока 6. Третьи входы суммирующе-вычитающих блоков 5 и 6 соединены с выходом генератора 4. ВыхоД суммирующе-вычитающего блока 5 соединен со входом делителя 7 частоты, а выход суммирующё-вычитающегр блока 6соединен со входом делителя 8 частоты. Выходы двух старших разрядов делителей 7 и.8 подключены ко входам дополнительного формирователя импульсов 9, оба выхода которого .через блок 10 согласования/соединены со входами датчика 1. Выходы формирователя 3. являются выходами унитарного кода перемещения. . Датчик 1 включен в режиме пульсирующего поля (амплитудный режим), который описывается выражением: .. , ---; --.. V((.).cos,(f), где )(- напряжение; навыходе датчика, ( созсзС-.напряжениена выходе синусной обмотки датчика, V sinoLнапряжение -на входе косинусной рбмот ки датчика, К - коэффициент передачи датчика, oL- угол, задаваемой во вхо йыХнапряжениях датчика, tp угол поворота ротора датчика относительно статора . .-, . . При cst 1р , tJgt,|j( 0. ДЛЯ .получения система двух напряжёний,амплитуды которых меняются по cUHj CHOMy и косинусному законам. Вфункций угла используется-импульсная форма сигнала. Известно, что амплиту да первой гармоники последовательнос ти прямоугольных импульсов определяется выражением .-f-f -f), где Е - амплитуда импульсов, tg- дли теЛьность импульсов, Т - период повт рения импульсов. Из этого выражения следует, что при изменении длительности импульса от О до 1/2, амплитуда первой гарМОНИКИ меняется по закону синуса в интерв 1ле от О до Й/2. Для получени косинусной зависимости достаточно сформировать импульс с длительностью т - X ,тс - 2 S г где Т - период повторения импульсов, д:лительность импульсов в синусном канале, Суммирующе-вычитающий блок состоит из двухлогических элементов И-НЕ 11 и 12 (фиг. 2). Принцип работы заключается в том, что каждый отрицательный импульс - дЗ запрещает прохождение одного импульса f через элемент 11, а каждый положительный им,пульс + ДЗ суг мируется с импульсами fj- на элементе 12. Формирователь импульсов 9 состоит из элементов И-НЕ 13 г 20(фиг. 3) и реализует систему булевых функций: PsinoC Q AT PcosoC a.,,.,F где Psinoc- выходной сигнал синусного канала, PCоsc - выходной сигнал косинусного канала, ®П -n-i п-( .-.выходы двух старших разрядов делителя частоты 7, п n-i п п-( выходы двух старших разрядов делителя ча1стоты 8. Преобразователь перемещения в код работает следующим образом. При равновесии системы, то есть в том случае, когда амплитуда первой гармоники на выходе датчика 1-равна нулю, на выходах формирователя 3 импульсные сигналы отсутствуют. В эфрм случае на выходы суммирующевычитающих. .блоков 5 и б проходят импулЁсныё последовательности, поданные На входы этих устройств с генератора 4 Далее импульсные последовательности с вЫходо в суммирующе-вычитающих блоков 5 и б делятся делителями частоты 7 и 8. В с тем, что частоты на выходах устройств5 и б равны друг другу, а емкости делителей 7 и 8 одинаковы, частоть импульсных сигналов на выходах делителей 7 и 8 также равны Друг другу. Импульсы с выходов двух старших разрядов делителе 7 (пи ) (Р„., , F ) поступают в формирователь импульсов 9, формирователь импульсов 9 осуществляет формирование по длительности импульсных сигналов в синусном и косинусном каналах, причем длительности импульсов в этих каналах определяются вр меннами соотношениями между выходными импульсами делителей 7 и 8. На фиг. 4 на интервале времени 0-t приведены диаграммы/ в предположении, чт.о сигналы 9п к п находятся в протйвофазе. Поэтому длительность импульсов в синусном канале равна нулю, а в косинусном канале - Т/2 (угол Л ф 0 ) .

При перемещении ротора датчика ЬтносТ1тельно статора, амплитуда первой гармоники на выходе датчика 1 будет отлична от нуля и поэтому, на одном, из выходов формирователя 3, в зависимости от направления перемещения, появятся импульсные сигналы. Если эти сигналы появились на выходе псэложительного перемешёния {+ д5), то они суммируются с тактовой частотой в . суммирующе-вычитающем блоке 5 и вычитиются из тактовой частоты в блоке б. В результате.этого произойдет сдвиг по временной оси импульсных сигналбв на выходах делителей 7 и 8. Импульсы на выходе делителя 7 сдвинутся в рассматриваемом случае влево по времённой оси, а на выходе делителя 8 вправо и произойдет изменение длительности импульсов на выходах формирователя 9. Этот процесс будет продолжаться до тех пор,пока система гармонических напряжений, подаваемых на вход датчика 1,не будет соответствовать условию равенства нулю выводного напряжения. Диаграммы на фиг. 4 на интервале tj - Ъд,приведены в предположении, что произошло перемещение в положительном направлении На четверть периода. Импульсы ±д8 с выходов формирователя 3 подаются на выход и могут быть подсчитаны реверсивным, счетчиком, управляющим блоком индикации.

Упрощение предлагаемого преобразователя по сравнению с известными заключается в том, что исключается блок, сравнения кодов, дешифраторы, триггер, кроме того, упрощение достигается также за счет замены двух реверсивных счетчиков двоичными делителями частоты и более простой реализацией формирователя импульсов. ,

Суммирующе-вычитаюшие блоки 5 и 6, входящие в состав предлагаемого преобразователя, выполняются достаточно просто.

Формула изобретения

Преобразователь перемещения в код, содерШ шай датчик, входы которого подключены к выходам блока согласования, а выход - ко входу фильтра, выход которого соединен с одним входом формирователя импульсов, к другому входу которого подключен генератор импульсов, отличающийся тем, что с целью повьиаения точности преобразователя, в него введены дополнительный формирователь импульсов, два дзлителя частоты и два С5тимирующе-вычитающих блока, суммирующий вход первого и вычитающий вход второго суммируюие-вычитающих блоков соединены с первым выходом формирователя импуль7 сов, с. входом которого соединены вьлчитаюадий вход первого и суммирующий вход второго суммирующевычитаюьдах блоков, управляющие входы суммирующе-вычитающих блоков соединены с генератором импульсов, а их выходы подключены ко входам соответствующих делителей частоты, выходы которых соеДийены со входами дополнительного формирователя импульсов, выходы которого соединены со входами блока согласования.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 1 330479, кл. G 08 С 9/06, 1969.

2.Зверев А.Е. и др. Преобразователи угловых перёМёШеййй в цифровой код. М., 1974, с. 82.