Преобразователь перемещений в код Советский патент 1981 года по МПК G08C9/04 

Изобретение относится к системам автоматического контроля и регулирова ния и предназначено для преобразовани механических перемещений в дискретный сигнал. По основному авт. св. № 532875 известен преобразователь перемещений в код, содержащий кодовый элемент, основной считывающий элемент, дополнительно считывающие элементы, установленные на дорожке младшего разряда ко дового элемента, дифференциальный частотный преобразователь перемещений, блок формирования кодовых сигналов, ко входу которого подключены обмотки основного считывающего элемента, а выход подключен к первому входу преобразователя частот - код, дополнительные чувствительные элементы сдвинуты на два кванта кодированного элемента и подключены к колебатель ным контурам автогенератора дифферен циального частотного .преобразователя перемещений, выход которого подключен ко второму входу преобразователя частота - код, вторую пару дополнительных считывающих элементов, дополнительнь1й дифференциальный частотный преобразователь перемещений и блок коррекции, первый вход которого соединен с выходом дифференциального частотного преобразователя перемещений, входы которого соединены со второй парой дополнительных считывающих элементов, которые размещены на расстоянии грубого отсчета одного кванта от дополнительных считывающих элементов, один из выходов блока коррекции соединен с входом преобразователя частота - код, а другой - с входом блока формирования кодовых сигналов 1 . Недостатком известного преобразователя является низкая точность, обуо ловленная большой нелинейностью выходной характеристики. Цель изобретения - повышение точности преобразователя. Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь перемещений в код введены блок обработки кодов и дополнительный преобразователь частота - код, вход которого соединен с выходом дополнительного дифференциального частотного преобразователя перемещения, сигнальные выходы преобразователей частота - код соединены с первыми четырьмя входами блока коррекции, два другие входа которого соединены с выходами двух младших разрядов блока формирования кодовых сигналов, входы коррекции которого соединены с первым и вторым выходом блока коррекции, третий вихо которого соединен с входом коррекции блока обработки кодов, цифровые входы которого соединены с цифровыми вы ходами преобразователей частота - ко На фиг, 1 приведена схема преобразователя перемещений в код, на фиг. 2 - графики, поясняющие работу преобразователя. Преобразователь перемещений в ход содержит кодовый элемент 1, считываю щий элемент 2, дополнительные считывающие элементы 3, дифференциальный частотный преобразователь 4 перемещений, вторую пару дополнительных считывающих элементов 5, дополнитель ный дифференциальный частотный преобразователь б перемещений, блок 7 формирования кодовых сигналов, блок В коррекции, преобразователь 9 частота - код, блок 10 обработки кодов дополнительный преобразователь 11 частота - код. Преобразователь работает следующим образом. Измеряемый параметр перемещает связанный с его подвижной системой кодовый элемент 1 на соответствующий угол. При этом напротив неподвижного считывающего элемента 2 нахо дится часть кодового элемента, соответствующая измеряемому параметру. При последовательном поступлении импульсов опроса катушки индуктивности считывающего элемента 2 последовател но подключаются к автогенератору бло ка 7 формирования кодовых сигналов. В зависимости от наличия напротив то ца ферритового стержня катушек индук тивности фольгированного или нефольгированного участка дорожки соотве тствующего разряда кодового элемента ток генерации в автогенераторе будет отсутствовать или возникать, т.е. ,п;ля данного разряда кода соответственно формируется нулевой или единич ный двоичный сигнал. Таким образом, за Один цикл опроса на выходе преобр зователя формируется последовательный двоичный циклический код. Принци действия cxervw точного отсчета преобразователя, где испольэует.ся пром жуточное частотное преобразование квант.ов кодового элемента (грубого отсчета , заключается в следующем:; с изменением расстояния между допол нительными считывающими элементами сдвинутыми один относительно другог на два кванта кодового элемента 1 и фольгированиыми участками дорожки младшего разряда кодового элемента изменяются привносимые в катушки со противления. При этом воздействие фольгированных участков дорожки на считывающие элементы 3 происходит з счет наводимых |В медных пластинах энергией высокочастотного электромагнитного поля считывающих элементов 3 вихревых токов, воспринимающихся как увеличение активного и уменьшение индуктивного сопротивления, этих считывающих элементов 3. При изменении индуктивности считывающих элементов 3 изменяются и частоты генерации автогенераторов дифференциального частотного преобразователя 4 перемещений. Разность частот, полученная после сложения и детектирования их выходных сигналов, является выходным параметром преобразователя 4, Принцип действия преобразователя б, считывающие элементы 5 которого сдвинуты относительно считывающих элементов 3 на Один квант кодового элемента 1, аналогичен принципу действия преобразователя 4 . Схема преобразователя построена так, что для точного отсчета используются участки выходной характеристики преобразователей 4, 6, где нижняя частота Г„ f f верхней частоты, т,е. наиболее линейные участки этих характеристик. Для этого в преобразователях 9, 11 частота - код, входами которых являются выходы основного 4 и дополнительного б преобразователей, предусмотрена сигнализация Предельных значений частот f, и fg. При f fn на одном, а при f fe на другом выходе этого блока появляется единичный двоичный сигнал, а его счетчик сбрасывается в нулевое положение, А при fn f fg на обоих сигг нальных выходах преобразователя 9 или 11 частота - код сигнал отсутствует, а набранное в счетчиках число соответствует величине частоты преобразователя 9 или 11. При этом при число импульсов, набранных в счетчике, равно нулю, а при f f счетчик полностью заполняется. Как видно из графиков на фиг. 2 Б пределах 0; 4; 8; 12;..,, квантов кодового элемента fдJ,„ f „; f focH fa , при 1; 5; 9; 13; ..., квантах focH ffi V f доп ри 2; б; 10, 14,... квантах f -Гос„ в / при 3; 7, 11; 15; ..., квантах f„ ) f доп fa т.е. с периодом четыре кванта эти соотношения повторяются. Это говорит о том/ что определив указанные соотношения и сравнивая их с результатами последних двух разрядов грубого отсчета, можно внести поправку в результат грубого отсчета. Выполнение этих операций и определение знака и величины поправки в код грубогго отсчета производится в. блоке 8 коррекции, входами которого являются сигнальные выходы блоков частота - код 9 и 11 и последних двух разрядов блока 7. В случае соответствия сравниваемых результатов код грубого отсчета передается на выход блока 7 без изменения, а в случае обнаружения несоответствия грубого отсчета передается на выход блока 7 соответственно после добавления или вычитания единицы. Из графиков на фиг. 2 видно, что при focH fft и fjop frt поступакяций к блоку 10 сигнал получается прямо пропорциональным перемещению, а в остальных случаях - обратной пропорциональным этому перемещению. Поэтому к одному входу блока 10 подключен выход блока 8 коррекции, который определяет focH fe и faon frt или fflon fв « focH н . в первом случае выходы счетчиков преобразователей 9, 11, подключенные ко входам блока 10, передаются на выход в прямом коде, а во втором случае - в обратном коде Таким образом, на выходе блоке 10 во всех случаях получается код, прямо пропорциональный долям квантов грубого отсчета. Кроме того, такое выполнение преобразователя позволяет в определенной степени уменьшить влияние инструментальной погрешности от неточности из готовления кодового элемента 1 и чувствительных элементов 3, 5 (торро идального сердечника) на точность точ ного отсчета и, тем самым,в еще боль шей степени повысить точность преобразователя . Формула изобретения Преобразователь перемещений в код по авт. св. 532875,. отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в него введены блок обработки кодов и дополнительный преобразователь частота-код, вход которого соединен с выходом дополнительного дифференциального частотного преобразователя перемещения, сигнсшьные выходы преобразователей частота-код соединены с первыми четырьмя входами блока коррекции, два другие входа которого соединены с выходами двух младших разрядов блока формирювания кодовых сигналов, входы коррекции которого соединены с первым и вторым выходом блока коррекции, третий выход которого соединен с входом коррекции блока обработки кодов, цифровые входы которого соединены с цифровыми выходами преобразователей частота код. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 532875, кл. G 08 С 9/04, 1974.