Бесконтактный преобразователь перемещения в код Советский патент 1981 года по МПК G08C9/00 

;-1 -. , Изобретение относится к автомати ке и цифровой технике, в частности к устройствам, преобразующим угловое перемещение в цифровой электрический код. Известно устройство (Контакт1Шй преобразователь угла поворота вала в код) содержащее в каждом разряде кодовый диск с профилированной поверхностью, «относительно которой установлены ламели, одним концом зак|ре1шенные в корпусе преобразователя, в}1оды ламелей подключены к источникам питания, а выходы - к считывающему блоку, причем профилированная поверхность . кодового диска выполнена из изоляционного материала, а на другом конце каждой пары ламелей, одна из которых сопряжена с профилированной поверхностью кодового диска, выполнены электрические контакты f1. Недостаток устройства - низкая надежность из-за наличия электрических контактов. Известен также преобразователь (Угол-фаза-код /, содержащий генератор импульсов, подключенный ко входам реверсивных счетчиков импульсов и через делитель частота к синхронному электродвигателю, механически сочлененному с кодирующим устройством(ротором), а также неподвижный и сочлененный со входным валом подвижш 1Й считывгиощие элементы, выходы которых соединены через устройства сравнения с выходами реверсивных счетчиков импульсов 12 J. Недостатки его - динамическая погрешность, вызванная вибрацией ротора в подшипниках, неравномерность скорости вращения ротора, неточность геометрических размеров ротора и считывающих элементов. Наиболее близким к предлагаемому является преобразователь угла поворота в фазовый сдвиг, содержащий задающий Генератор, выход которого соединен со входами делителей каналов 3 опорной и переменной фаз, соединенный через соответствующие схемы И с последовательно соединенными нзбирательными схемами, триггерами, и датчик Угол-код, выхода.1 которого подключены к установочным входам делите ля канала переменной фазы, а выходы делителя канала опорной фазы подключены к схеме совпадения, выход которой через .формирователь опроса соеди нен с.датчиком Угол-код З J Однако этот преобразователь обладает низкой надежностью и помехоустойчивостью. Цель изобретения - повышение надежности и помехоустойчивости измерения угла поворота. Поставленная цель достигается TeM что в преобразователь перемещения в код, содержащий задающий генератор, выход которого соединен с первым вхо дом элемента И-НЕ и со входом делите ля частоты, выход которого соединен с 5-входом триггера, Q-выход которого соединен со вторым входом элемента И-НЕ и со входом одновибратора, выход которого соединен через элемен выделения переднего фронта со входом установки нуля счетчика, выход элемента И-НЕ соединен со счетным входо счетчика информационные вьгходы которого соединены с информационными вхо дами регистра, выходы которого соеди нены с выходами преобразователя, и датчик перемещения, введены формирователь импульсов и излучатель ультра звуковых импульсов, датчик перемещения выполнен в виде трансформатора тока с прямоугольным сердечником, од на грань которого расположена вдоль линии перемещения и покрыта токопроводящей пленкой, которая подключена к общей шине питания, вход излучател ультразвуковых импульсов соединен с выходом одновибратора, а выход - с одним из торцов сердечника датчика перемещения, выход трансформатора то ка датчика перемещения соединен через формирователь импульсов с R-BXOдом триггера, Q-выход которого соединен с синхронизирующим входом регистра. На чертеже представлена схема предлагаемого устройства. Преобразователь перемещения в код содержит задающий генератор 1, выход которого подключен ко входу делителя частоты 2, а также к первому входу элемента И-НЕ 3, выход делителя част 4 ТЫ 2 соединен с S-входом триггера 4, Q-выход которого подключен ко входу одновибратора 5 и ко второму входу элемента И-НЕ 3, а выход последнего подключен к счетному входу счетчика 6, выход одновибратора 5 подключен ко входу излучателя ультразвуковых импульсов 7, а также через элемент 8 вьщеления переднего фронта подключен к входу установки в нуль счетчика 6, разрядные выходы которого подключены к входам регистра 9, выходы которого подключены к выходу устройства в целом, формирователь 10 импульсов, выход излучателя 7 ультразвуковых импульсов подключен ко входу датчика 11 перемещения, который выполнен из трансформатора 12 тока и сердечника 13, одна грань которого покрыта проводящей пленкой 14, соединенной с общей щиной 15 питания. Трансформатор 12 тока имеет механическое соединение со входом устройства в целом, а его выход подключен через формирователь 10 импульсов к R-выходу триггера А, Q-выход которого подключен к синхронизирующему входу регистра 9. Устройство работает следующим образом. В начальный момент на разрядных выходах счетчика 6 и регистра 9 устанавливается нулевой код. Генератор К генерирует импульсы, период которых определяет точность измерения угла поворота. Эта импульсная последовательность поступает на вход делителя частоты 2 и делится им таким образом, чтобы период повторения импульсов был равен времени распространения ультразвукового импульса по сердечнику 13 трансформатора 12 тока. Импульсы с выхода делнтеля 2 частоты поступают на S-вход триггера 4, устанавливая его в единичное состояние. При этом потенциал единицы с Q-выхода триггера 4 поступает на вход одновибратора 5, а также открывает элемент И-НЕ 3, разрешая прохождение импульсов от задающего генератора 1 на счетный вход счетчика 6, который накапливает код угла поворота. Импульс с выхода одновибратора 5 через элемент 8 выделения переднего фронта поступает на вход сброса в нуль счетчика 6, а также на вход излучателя 7 ультразвукоBbtx импульсов. С выхода излучателя 7 ультразвуковые импульсы поступают на сердечник 13. При распространении импульса по сердечнику 13 перемещения фронта волны вдоль сердечника сипровождается перемещением по поверхности его электрического импульса, порожден ного пьезоэлектрическим эффектом. При перемещении сердечника в трансформато ре I2 в последнем происходит изменени магнитного потока и на выходе его появляется элек рический импульс, который через формирователь 10 импульсов поступает на R-вход триггера 4, переводя последний в нулевое состояние, что приводит к появлению потенциала на выходе Q и исчезновению последнего на выходе Q, следовательно, прекращается поступление импульсов на счетный вход счетчика 6 вследствие за пирания элемента И-НЕ 3, и потенциалом с выхода Q, поступающим на синхронизирующий вход выходного регистра 9, осуществляется перенос кода угла поворота с разрядных выходов счетчика 6 на выходной регистр 9. На этом цикл измерения заканчивается и возобновляется с поступлением с выхода делителя частоты 2 на S-вход триггера 4 следующего тактового импульса. , Включение в схему бесконтактного преобразователя перемещения в код излучателя ультразвуковых импульсов трансформатора тока с сердечником и формирователя позволяет повысить надежность и помехоустойчивость измерения перемещения при достаточной простоте устройства. Формула изобретения Бесконтактный преобразователь перемещения в код, содержапо1й задающий генератор, выход которого соединен с первым входом элемента И-НЕ и со входом делителя частоты, выход которого соединен с S-входом триггера, Q-выход которого соединен со вторым входом элемента И-НЕ и со входом одновибратора, выход которого соединен через элемент выделения .переднего фронта со входом установки нуля счетчика, выход элемента И-НЕ соединен со счетным входом счетчика, информационные выходы которого соединены с информационными входами регистра, выходы которого соединены с-выходами преобразователя, датчик перемещения, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и помехоустойчивости, в него введены формирователь импульсов и излучатель ультразвуковых импульсов, датчик перемещения выполнен в виде трансформатора тока с прямоугольным сердечником, одна грань которого расположена вдоль линии перемещения и покрыта токопроводящей пленкой, которая подключена к общей щине питания, вход излучателя ультразвуковых импульсов соединен с выходом одновибратора, а выход - с одним из торцов сердечника датчика перемещения, выход трансформатора тока датчика перемещения соединен через формирователь импульсов с R-BXOдом триггера, Q-выход которого соединен с синхронизирующим входом ре- гистра. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 630636, кл. G 08 С 9/08, 1976. 2.Авторское свидетельство СССР № 4011 П , кл. G 08 .С 9/00, 1970. 3.Авторское свидетельство СССР 339931, кл. G 08 С 9/00, 1970 (прототип) ,