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

(St) Т1РЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В КОД

, . . , 1 , . .

Изобретение относится к автоматй ,ке и вычислительной технике, в частности к устройствам, преобразующим угловое или линейное перемещение в Цифровой код, и может быть использовано для контроля величины переме.щения механизмов на станках и уста- . новках, предназначенных для обработки крупногабаритных и длинномерных изделий.

Известен преобразователь перемещения в код, содержащий генератор, делитель, фазорасщепитель, фазовращатель, нуль-орган и регистр СП.

Недостатками, преобразователя являются ограниченный диапазон преобразуемого перемещения и ограниченная область применения.

Наиболее близкий по те хнической сущности является преобразователь перемещения в код, содержащий генератор, четыре делителя частота, вход первого из которых соединен с выходом генератора и сметным входом втоЧэого делителя частоты, а выход соединен с входом третьего делителя частоты, фазорасщепитель, вход которого подключен к выходу третьего делиТеля частоты, фазовращатель, вход . которого соединен с выходом фазорасщепителя, квантователь, первый вход которого подключен к выходу фазовращателя, а второй вход - к выходу второго делителя частоты и счетному вхо-. ду четвертого делителя частоты, регистр, информационный вход которого соединен с выходом четвертого делителя частоты, вход синхронизации - с

15 выходом квантователя, а выход - с кодовой шинЫ), и формирователь импу льсов, вход которого подключен к выходу третьего делителя частоты, а выход подключен к входам сброса втоль рого и четвертого делителя частотыГЯЗНедостатками преобразователя являются ограниченный диапазон преобразуемого перемещения и ограниченная область применения. 396. Целью изобретения является расширение диапазона преобразуемого перемещения и расширение области применения преобразователя. Указанная цель достигается тем, что в преобразователь перемещения в код, содержащий генератор, четыре делителя частоты, вход первого из которых соединен с выходом генератора и счетным входом второго делителя частоты, а выход соединен с вхо дом третьего делителя частоты, фазорасщепитель, вход которого подключен к выходу третьего делителя частоты, фазовращатель5 вход которого соедине с выходом фазорасщепителя, квантователь, первый вход которого подключен выходу фазовращателя, а второй вход к выходу второго делителя частоты и счетному входу четвертого делителя частоты, регистр, информационный вхо которого соединен с выходом четверто го делителя частоты, вход синхрониза ции- с выходом квантователя, а выход - с кодовой шиной, и первый фор мирователь импульсов, выход которого подключен к входу сброса второго делителя частоты, введены счетчик числа оборотов вала фазовращателя, запоминающее устройство, счетчик чис ла периодов опорного сигнала и второй с(5Оркирователь импульсов, информационный вход счетчика числа оборотов вала фазовращателя соединен с вы ходом третьего делителя частоты, тре тьим входом квантователя и входом второго формирователя импульсов, вход синхронизации - с выходом кван тователя , а выход - с адресным вхо дом считывания запоминающего устройства, выход которого подключен к входу предустановки четвертого делителя частоты, вход синхронизации четвертого делителя частоты соединен с выходом второго формирователя импульсов и входом счетчика числа периодов опорного сиг нала, первый выход которого подключен к входу первого формирователя импульсов, а также тем, что в него введен пятый делитель частоты, счет ный вход которого соединен с выходом второго делителя частоты, вход сброса - с выходом первого формирователя импульсов, а выход с информаци онным входом запоминающего устройства, адресный вход записи которого подключен к второму счетчика числа периодов опорного сигнала. На фиг. 1 представлена блок-схема преобразователя перемещения в код; на фиг. 2 - пример структурной схемы запоминающего устройства; на фиг. 3 диаграммы, поясняющие рабо ту преобразователя. Преобразователь перемещения в код (фиг. 1) содержит генератор 1, делители 2- частоты, фазорасщепитель 5, фазовращатель 6, формирователь 7 импульсов, делитель 8 частоты, квантователь 9, делитель 10 частоты, регистр 11, кодовую шину 12, формирователь 13 импульсов, счетчик 1 числа оборотов вала фазовращателя, запоминающее устройство 15, счетчик 16 числа периодов опорного сигнала, кроме того, на фиг.1 изображено звено 1 7 кинематической связи вала фазовращателя 6 с механизмом 18, перемещение которого преобразуется в код. Запоминающее устройство 15 (фиг.2) содержит накопитель 19, коммутатор 20, дешифратор 21 адреса считывания ,и дешифратор 22 адреса записи. Накопитель 19 содержит п многоразрядных регистров 23 памяти, а коммутатор 20 - п многоразрядных ключей 2. Первые входы регистра 23 памяти соединены с информационным входом запоминающего устройства 15 вторые : входы регистров 23 памяти соединены с соответствующйми выходами дешифратора 22 адреса записи,а выход каждого регистра 23 памяти подключен к первому входу соответствующего ключа 2, второй вход которого соединен с соответствующим выходом дешифратора 21 адреса считывания, выходы ключей 2k соединены с выходом запоминающего устройства 15. Преобразователь перемещения работает следующим образом. Импульсы тактовой частоты поступают с выхода генератора 1 на делители 2 и 3 частоты, отношение коэффициентов деления которых соответстс ует передаточному отношению звена 17 кинематической связи вала фазовращателя 6 с перемещающимся механизмом 18. Выходной сигнал делителя 2 частоты используется для получения при помощи делителя Ц частоты сигналов кодовой развертки для фазорасщепиталя 5 формирующего двухфазную или трехфазную систему питающих напряжений для фазовращателя 6 типа вращающегося трансформатора или сельсина. На выходе фазовращателя 6 образуется сигнал, фазовый сдвиг которого относительно опорного сигнала - одной из фаз питания фазовращателя 6 (фиг. За) пропорционален угловому перемещению вала фазовращателя 6, а следовательно, и перемещению механизма 18, связанного с валом фазовращателя 6 через звено 17. Этот сигнал поступает на первый вход квантователя 9- На второй вход кван тователя 9 приходят импульсы с выхода делителя 3 частоты, которые ис пользуются для квантования по фазе выходного сигнала фазовращателя 6. На выходе квантователя 9 формируютс узкие квантованные по фазе импульсы -(фиг. 36 ), частота которых при вращении вала фазовращателя 6 в сто рону отставания фазы выходного си|- нала ниже частоты опорного сигнала, а при вращении вала фазовращателя 6 в сторону опережения фазы выходного сигнала выше частоты опорного сигна ла. Сигналы, поступающие с выхода делителя k частоты на третий вход квантователя 9, исключают появление двух квантованных по фазе импульсо в течение одного периода опорного сигнала, когда частота сигнала на вы ходе фазовращателя 6 становится выте частоты опорного сигнала. При это на выход квантователя 9 проходит в каждом периоде опорного сигнала толь ко один- первый из квантованных импульсов. На фиг. 36 -пунктиром отме.чен квантованный импульс, не прошедший на выход квантователя 9- Квантованные по фазе импульсы поступают на вход синхронизации регистра 11 и вход синхронизации счетчика И числа оборотов вала фазовращателя 6. В счетчике И они Используются для получения сигналов направления сче та. Сигналы счета вырабатываются в счетчике И из сигналов, поступающих на его информационный вход с выхода делителя k частоты. Счет числа оборотов вала фазовращателя 6 осуществляется счетчиком 1 в момент при хода на его информационный вход кодов комбинации, соответствующей началу оборота вала фазовращателя 6. Переключение счетчика И (фиг. 3) происходит при нулевой кодовой комбинации на его информационном входе. Выходной; сигнал (фиг. 3 в ) счетчика 1 поступает на адресный вход считывания запоминающего устройства 15 (фиг. 2), в котором он управляет че96 рез дешифратор 21 ключами 2А, осуще-: ствляющими выборку информации из соответствующих регистров 23 памяти и передачу ее на выход запоминающего устройства 15Информация, хранящаяся в регистрах 23 памяти, представляет собой :коды перемещений L,-, соответствующие началу оборотов вала фазовращателя 6: L,(I-1), где m - число дискрет перемещения, приходящихся на один оборот вала фазовращателя 6, i - целое число, изменяющее от 1 до п. Коды перемещений L используются для установки в исходное состояние кодовых разверток, соответствующих различным оборотам вала фазовращателя 6 в диапазоне контролируемых перемещений механизма 18. При постоянном коэффициенте масштабирования коды перемещений Lj имеют фиксированные значения и могут быть внесены в регистры 23 памяти, например, путем подключения к нулевой шине при помощи перемычек входов записи 1 и О соответствующих ячеек памяти регистров 23 (не показанных). В этом случае информационный вход и адресный вход записи запоминающего устройства 15 и делитель 8 частоты не используются. В общем случае коэффициент масштабирования является величиной переменной и запоминающее устройство 15 автоматически обеспечивает изменение содержимого регистров 23 памяти при изменении коэффициента масштабирования. Это достигается формированием при помощи делителя 8 частоты кодо-i вой развертки (фиг. Зг), соответствующей максимальному диапазону перемещений механизма 18, а при .помощи делителя 10 частоты - кодовой развертки (фиг. 3Д ).соответствующей перемещениям механизма 18 в пределах текущего оборота вала фазовращателя 6. На счетные входы делителей частоты 10 и 8 поступают с выхода делителя А частоты импульсы, имеющие вес одной дискреты перемещения. Делитель 8 частоты сбрасывается в нулевое состояние импульсами с выхода первого формирователя -13 импульсов при нулевой комбинации в счетчике 16 числа периодов опорного сигнала, запускаемом импульсами с выхода второго формирователя 7 импульсов. Со второго выхода счетчика 16 числа периодов опорного сигнала посту пает на адресный вход записи запоми нающего устройства 15 кодовая комби нация, которая преобразуется дешифратором 22 в импульсы, обеспечивающие выборку кодовых значений из кодовой развертки делителя 8 частоты запись их в регистры 23 памяти накопителя 19 запоминающего устройства 15. Установка в исходное состояние делителя 10 частоты производитс а каждом периоде опорного сигнала п входу синхронизации импульсом с выхода формирователя 7 импульсов. Исходное состояние делителя 10 частоты определяется кодовой комбинацией на его входе прёдустановк : Сигн лы кодовой развертки, формируемой делителем 10 частоты, поступают на информационный вход регистра 11. Вы борка и перенос кода в регистр 11 осуществляется импульсами, поступающими с выхода квантователя 9 на вход синхронизации регистра 11, Характер изменения кода на выходе регистра 11 (на кодовой шине 12) отоб ражен на фиг. 3 е. Как видно из фиг, Зд и фиг. 3 е преобразование перемещений в код осуществляется однозначно и практически с периодичностью опорного сиг нала независимо от числа оборотов вала фазовращателя 6, Формула изобретения Преобразователь перемещения в содержащий генератор, четыре делителя частоты, вход первого из которых соединен с выходом генерато ра и счетным входом второго делител частоты, а выход соединен с входом третьего делителя частоты, фазорасщепитель, вход которого подключен к выходу третьего делителя частоты, фазовращатель, вход которого соединен с выходом фазорасщепителя, кван тователь, первый вход которого подключен к выходу фазовращателя,а вто рой вход - к выходу второго делителя частоты и счетному входу четверто ГО делителя частоты, регистр, инерционный вход которого соединен с выходом четвертого делителя частоты, вход синхронизации - с выходом квамтователя, а выход - с кодовой шиной, и первый формирователь импульсов, выход которого подключен к входу сброса второго делителя частоты,о т л ичающийся тем, что, с целью расширения диапазона преобразуемого перемещения , в него введены счетчик числа оборотов вала фазовращателя, запоминающее устройство, счетчик числа периодов опорного сигнала и второй формирователь импульсов, информационный вход счетчика числа оборотов вала фазовращателя соединен с выходом третьего делителя частоты, третьим входом квантователя и входом второго формирователя импульсов, вход синхронизации - с выходом квантователя, а выход с адресным входом считывания запоминающего устройства, выход которого подключен к входу предустановки четвертого делителя частоты, вход синхронизации четвертого делителя частоты, соединен с выходом второго формирователя импульсов и входом счетчика числа периодов опорного сигнала, первый выход которого подключен- к входу первого формирователя импульсов. 2. Преобразователь по п, 1, о т личающийся тем, что, с целью расширения области применения преобразователя, в него введен пятый делитель частоты, счетный вход которого соединен с выходом второго делителя частоты, вход сброса - с выходом первого формирователя импульсов, а выход - с информационным входом запоминающего устройства, адресный вход записи которого подлкючен к второму выходу счетчика числа периодов опор кого сигнала. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Зверев А. Е. и др. Преобразователи угловых перемещений в цифровой код. Л., Энергия, 197, с. 156, рис. 80. 2.Авторское свидетельство СССР If 8 4290VI8-2, кл, G 08 С 9/0, 1979 (прототип).

ППППППППП II if I ПППГ, } M I j