Преобразователь перемещения в код Советский патент 1982 года по МПК G08C9/00 

(5+) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В .КОД

Изобретение относится к автомати ке и измерительной технике-и может найти применение в системах автоматизации прокатных станов и металлорежущих станков. Известен преобразователь перемещения в код, использующий гониометрический преобразователь масштаба угла (синусно-косинусный вращающийся трансформатор, индуктосин и др.) работающий в амплитудном режиме. Пр образователь содержит датчик переме щения, выход которого через усилитель подключен к фазочувствительном выпрямителю, управляющему работой генератора, подключенного через логическое устройство к входу реверси ного счетчика 1. Недостатками преобразователя являются низкая помехоустойчивость и невысокое быстродействие. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является преобразователь перемещения в код, содержащий генератор импульсов, вы- . ход которого соединен с входом первого делителя частоты, первые два выхода которого через соответствующие усилители соединены с входами датчика перемещения, выход которого через последовательно соединенные фильтр нижних частот и усилитель-формирователь подключен к первому входу фазоимпульсного сравнивающего устройства, первый выход которого соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика, с управляющим входом первого ключа непосредственно и с входом второго ключа через инвертор, второй выход фазоимпульсного сравнивающего устройства соединен с суммирующим входом реверсивного счетчиг ка, управляющими входами третьего и четвертого ключей, выходы четных ключей через первый блок сложения соединены с входом второго делителя частоты, первый выход которого соединен с вторым входом фазоимпульсного сравнивающего устройства выходы нечетных ключей через второй блок сложения соединены с входом реверсивного счетчика, выходы которого подключены к блоку индикации, ин формационные входы четных ключей под ключены соответственно к третьему и четвертому выходам первого делителя частоты, информационные входы нечетных ключей объединены и подключены к пятому выходу первого делителя частоты, счетный вход реверсивного счетчика соединен со счетным входом нереверсивного счетчика, выход которого соединен с Третьим входом фазоимпульсного сравнивающего устройства через третий блок сложения, установочный вход нереверсивного счетчика соединен с вторым выходом второго делителя частоты и третьеим входом сравнивающего устройства через третий блок cлoжeнияf2

Недостатками известного преобразователя являются малое быстродействие и низкая помехозащищённость.

Цель изобретения - повышение быстродействия и помехоустойчивости преобразователя.

Поставленная цель достигается тем что в преобразователь перемещения в код, содер хащий генератор импульсо выход которого соединен с входом первого делителя частоты, первые два выхода которого через соответствующие импульсные усилители соединены с входами датчика перемещения,выход которого через последовательно соединенные фильтр нижних частот и усилитель-формирователь подключен к первому информационному входу фазоимпульсного сравнивающего устройства, первый выход которого соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика, с управляющим входом первого ключа непосредственно и с входом второго ключа через инвертор, второй выход фазоимпульсного сравнивающего устройства соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика, с управляющими входами третьего и четвертого ключей, выходы второго и четвертого ключей через первый блок сложения соединены с входом второго делителя частоты, один выход которого через второй блок ело- 55

жения соединен с установочным входом фазоимпульсного сравнивающего устройства, выходы первого и третьего ключей через третий блок сложения соединены со счетными входами нереверсивного и реверсивного счетчиков, выходы последнего подключены к блоку индикации, информационные входы второго и четвертого ключей подключены соответственно к третьему и четвертому выходам первого делителя частоты, информационные входы первого и третьего ключей подключены к пятому выходу первого делителя частоты, %ыход третьего блока сложения соединен со счетным входом нереверсивного счет.чика,выход которого соединен с вторым входом второго блока сложения, введены пятый ключ и ин(вертор, вход которого соединен с выходом нереверсивного счетчика, а выход - с первым .входом пятого ключа, второй вход которого соединен с другим выходом второго делителя частоты, выход пятого ключа соединен с вторым информационным входом фазоимпульсного сравнивающего устройства, установочный вход нереверсивного счетчика соединен с выходом усилителя-формирователя.

На чертеже приведена схема преобразователя перемещения в код.

Преобразователь содержит генератор 1 импульсов, делитель 2 частоты,, импульсные усилители 3 и , датчик 5 перемещения, 6 нижних частот, усилитель-формирователь 7, фазоимпульсное сравнивающее устройство 8, ключ 9 реверсивный счетчик 10, инвертор 11, ключи 12-14, блок 15 сложения, делитель 16 частоты, блок 17 сложения, блок 18 индикации, нереверсивный счетчик 19, блок 20 сложения, инвертор 21 и ключ 22..

Преобразователь работает следующим образом.

На вход делителя 2 частоты поступает сигнал с генератора 1. С первого и второго выходов делителя 2 частоты импульсные сигналы, сдвинутые на четверть периода, через усилители 3 и 4 поступают на синуснокосинусные обмотки датчика 5 перемещения. Фаза первой гармоники на выходе датчика 5 определяется перемещением .ротора датчика 5 относительно

осуществляется фильтром 6 нижних частот. Далее в усилителе-формирователе 7 выделяется фазовый импульс статора. Выделение первой гармоники

в момент перехода напряжения через нуль в одном направлении, который поступает на первый вход х тройст-ва 8, которое в со ркупности с элементами 11, 12, 13, 15 и .16, 20 и 22 образует фазоимпульсную следящую систему (ФИСС;.

Фазоимпульсное сравнивающее устройство 8 формирует выходной импульс длительность которого равна интервалу времени между двумя импульсами, поступающими на его первый и второй вход. Если первым приходит импульс на второй вход то сигнал формируется на первом выходе, если первым приходит импульс на первый вход, то сигнал формируется на втором выходе При одновременном приходе импульсов сигнал на выходе не формируется. Сброс устройства 8 в исходное состояние осуществляется сигналом со второго выхода делителя 1б, поступающим на установочный вход устройства 8 через блок 20 сложения

ФИСС работает следующим образом.

Допустим сигналы на первый и второй входы устройства 8 пришли одновременно. В этом случае через инвертор 11 сигналом с первого выхода устройства 8 открывается ключ 12, ключ 13 закрыт. Частотно-импульсный сигнал с четвертого выхода делителя 2 частоты проходит через ключ 12 и блок 15 сложения на вход делителя 16 частоты. Коэффициент деления делителя 16 частоты таков, что импульсы на его первом выходе следуют с периодами сигналов запитки датчика 5,и поэтому, если нет перемещения ротора датчика 5, сигналы на первый и второй входы устройства 8 постоянно приходят одновременно. Сигнал со второго выхода делителя 16, сбрасывающий устройство 8 в исходное состояние, сдвинут относительно сигнала на первом выходе на полпериода t

Если происходит перемещение ротора датчика 5 и сигнал на второй вход устройства 8 приходит раньше, чем на первый вход, то импульс на первом выходе через инвертор 11 закрывает ключ 12, и на вход делителя 16 импульсы не поступают. Одновременно сигнал с первого выхода устройства 8 открывает ключ 9, и на вычитающий счетный вход реверсивного счетчика 10 поступают импульсы счета на вычитание.

При перемещении ротора датчика в противоположном направлении сигнал с второго выхода yctpoйcтвa 8 открывает ключи 13 и 1. Через ключ 13 на вход делителя 16 поступает удвоенная частота с третьего выхода делителя 2. Число импульсов, проходя щих через ключ I, определяется величиной перемещения, но импульсы поступают на вычитающий и счетный входы счетчика 10, в котором в этом случае осуществляется сложение. Число, зафиксированное в счетчике 10, выводится на блок 18 индикации.

Помеха, наводящаяся в выходной обмотке датчика 5 и соединительном кабеле между датчиком 5 и фильтром 6, вводит усилитель-формирователь 7 в насыщение. В результате, на время действия помехи импульсы на выходе усилителя-формирователя 7 отсутствуют, что приводит к включению в работу фИСС как во втором случае. При этом импульсы перемещения с выхода блока 17 сложения подсчитываются счетчиком 19, импульс переполнения которого через блок 20 сложения сбрасывает устройство 8 в исходное состояние. После сброса на выходах устройства 8 нет импульса, вследствие чего открывается ключ 12 и закрывается ключ 13. Частотно-импульсный сигнал с выхода делителя 2 частоты поступает на вход делителя 16, и через один период запитки датчика 5 на первом выходе делителя 1б появляется импульс переполнения, который не попадает в устройство 8, так как выходной сигнал счетчика 19 через инвертор 21 закрывает ключ 22. Это состояние сохраняется до окончания помехи, после чего появляется фазовый импульс с выхода усилителя-формирователя 7, который сбрасывает счетчик 19 и включает устройство 8. В течение одного периода запитки датчика 5 ФИСС возвращается в состояние, которое было перед моментом действия помехи.

Емкость счетчика 19 в предлагаемом устройстве может быть значительно больше, чем у прототипа, и приближаться к величине шага датчика 5Вследствие этого предлагаемое устройство обладает большим быстродействием, а помехоустойчивость его нр зависит от длительности помехи.

Экономический эффект от использования предлагаемого преобразователя перемещения в код определяется его техническими преимуществами.

Формула изобретения

Преобразователь перемещения в код содержащий генератор импульсов, выход которого соединен с входом первого делителя частоты, первые два выхода которого через соответствующие импульсные усилители соединены с входами датчика перемещения, выход которого через последовательно соединенные фильтр нижних частот и усилитель-формирователь подключен к первому информационному входу фазоимпульсного сравнивающего устройства, первый выход которого соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика, с управляющим входом первого ключа непосредственно и с входом второго ключа через инвертор, второй выход фазоимпульсного сравнивающего устройства соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика, с управляющими входами третьего и четвертого ключей, выходы второ го и четвертого ключей через первый блок сложения соединены с входом второго делителя частоты, один выход которого через второй блок сложения содинен с установочным входом фазоимпульсного сравнивающего устройства, выходы первого и третьего ключей через третий блок сложения соединены

со счетными входами нереверсивного и реверсивного счетчиков, выходы последнего подключены к блоку индикации информационные входы второго и четвертого ключей подключены соответственно к третьему и четвертому выходам первого делителя частоты, информационные входы первого и третьего ключей подключены к пятому выходу первого делителя частоты, выход третьего блока сложения соединен со счетным входом нереверсивного счетчика, выход которого соединен с вторым входом второго блока сложения, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и помехоустойчивости преобразователя, в него введены пятый ключ и инвертор вход которого соединен с выходом нереверсивного счетчика, а выход - с первым входом пятого ключа,второй вход которого соединен с другим выходом второго делителя частоты,выход пятого ключа соединен с вторым информационным входом фазоимпульсного сравнивающего устройства, установочный вход нереверсивного счетчика соединен с выходом усилителя-формирователя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

W