Преобразователь перемещения в код

Преобразователь перемещения в код

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„, 104205 (я) G 08 С 9/04 Я

Ж

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3418134/18-24 (22) 06.04.82 (46). 15.09.83.. Бюл. Н 34 (72) H.Ê.Èàðêåëoâ и A ..П.Чепасов (71) Пензенский политехнический институт (53) 681,325(088,8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР и 439700, кл, G 01 D 5/20, 1972 °

2. Авторское свидетельство СССР

М 368482, кл. F 01 D 21/00, 1970.

3. Авторское свидетельство СССР

Ю 903930; xa. G 08 С 9/04, 1980 (прототип). (54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В КОД, содержащий генератор высокой частоты, подключенный к кодовой линейке в форме меайдра, чувствительный элемент в виде Ш-образной магнитной головки с двумя обмотками, два усилителя,два элемента И, первый 0-триггер и счетчик,. о т л ич а ю шийся тем, что, с целью ,повышения надежности и расширения функциональных возможностей за счет определения направления перемещения, в него введены три триггера Шмитта, R-S-триггер, второй О-триггер, сумматор по модулю два, два формирователя длительности импульсов, инвертор, третий элемент И реверсивный счетчик и элемент задержки, выход генератора высокой частоты подключен через первый триггер Шмитта к инфорФ мационным входам первого и второго

О-триггеров, выход первой обмотки чувствительного элемента через последовательно соединенные первый уси-. литель и второй .триггер Шмитта подключен к S-входу R-S-триггера и входу синхронизации первого 0-триггера, выход второй .обмотки чувствитальноto элемента через последовательно соединенные второй усилитель и третий триггер Шмитта подключен к R-входу R-S-триггера и входу синхронизации второго 0-триггера, выход R-Sтриггера соединен с входом первого формирователя длительности импульсов, выход которого подключен к первому входу первого элемента И и входу элемента задержки, выход элемента задержки подключен к первым входам второго и третьего элементов И, выход второго элемента И соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика, выход третьего элемента И соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика, выходы первого и второго 0-триггеров соединены с входами сумматора по модулю два, выход которого соединен через второй формирователь длительности импуль. сов и инвертор.с вторым входом пер.вого элемента И, выход которого сое- . динен со счетным входом счетчика, прямой и инверсный выходы которого . соединены с вторыми входами второго и третьего элементов И.

1 10420

Изобретение относится к измерению неэлектрических величин электричес" кими методами, решает задачу повышения надежности измерений и может быть использовано для измерения линейных перемещений в автоматике и измерительной, технике.

Известен датчик перемещений, со" держащий. носитель кодовой информации выполненный в виде рядовой бифилярной 10 обмотки, и..устройство съема кодовой информации в виде магнитной голов и Е13.

Однако такие датчики малонадежны, что определено использованием в ка- 15 честве информационного параметра уровня выходного сигнала, кроме того, такие датчики нереверсивны.

Известен датчик перемещения с цифровым выходом, содержащий генератор, 2р дискретную линейку с бифилярной обмоткой, блок считывания в виде двух магнитных головок и блок обработки измерительного сигнала 2 .1

Недостатком данного датчика яв" 25 ляется низкая надежность из-за наличия обратного провода бифилярной

,обмотки.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является преобразователь перемещений в код, содержащий генератор высокой частоты, подключенный к кодовой линейке, выполненной в форме меандра, чувстви" тельный элемент в виде Ш-образной магнитной головки с двумя обмотками, усилитель-формирователь, элементы И, одновибраторы, О-триггер и счетчик (3 $

Однако обработка сигнала с чувст-. вительного элемента в одном устройстве осуществляется и при низких уровнях сигнала, что при наличии помехи приводит к сбоям в работе преобразователя и делает невозможным применение данного преобразователя

s условиях помех. Кроме того, в известном устройстве не определяется направление перемещения.

Целью изобретения является ловы50 йение надежности и расширение функ циональных возможностей за счет определения направления перемещения.

Поставленная цель достигается, тем что в преобразователь перемеще-, Р

55 ния в код, содержащии генератор высокой частоты, подключенный к кодовой линейке в форме меандра... чувствительный элемент в виде Ш-об55 2 разной магнитной головки.с двумя обмотками, два усилителя, два элемента И, первый О-триггер и счет-. чик, введены три триггера Шмитта, R-S-триггер, второй О-триггер, сумматор па модулю два, два формирователя длительности импульсов, инвертор, третий элемент И, реверсивный счетчик и элемент задержки, выход генератора высокой частоты подклю." чен через первый триггер Шмитта, к .информационным входам первого-и второго О-триггеров, выход первой обмотки чувствительного элемента че" рез последовательно соединенные первый усилитель и второй триггер Шмитта подключен к 3-входу R-S-триггера и входу синхронизации первого О-триг. гера, выход второй обмотки чувствительного элемента через последова" тельно соединенные второй усилитель и третий триггер Шмитта подключен к

R""âõoäó R-S-триггера и входу синхронизации второго О-триггера, выход й-S-триггера соединен с входом первого формирователя длительности импульсов, выход которого подключен к первому входу первого элемента И и к входу элемента задержки, выход элемента задержки подключен к первым входам второго и третьего элементов

И, выход второго элемента И соедйнен с. суммирующим входом реверсивного счетчика, .выход третьего элемента И соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика, выходы первого и второго D-триггеров соединены с входами сумматора по,:модулю, два, выход которого соединен через второй формироватепь длительности импульсов и инвертор с вторым входом первого элемента И, выход которого соединен со счетным входом счетчи- " ка, прямой и инверсный выходы которого соединены с вторыми входами второго и третьего элементов И.

На чертеже представлена схема предлагаемого преобразователя.

Преобразователь перемещений в код содержит генератор t высокой частоты, кодовую линейку 2 в форме меандра, чувствительный элемент 3 в виде Ш-образной магнитной головки с двумя обмотками 4 и 5, два усилителя 6 и 7, три триггера 8, 9, и 10 Шмитта, Н-триггер 1 I, два

О-триггера 12 и 13, сумматор 14 по модулю два, два формирователя 15 и

16 длительности импульсов, элемент

3 1042055 4

17 задержки, инвертор 18, три, вестного преобразователя. Введение элемента И 19, 20 и 21, реверсив- 1. триггеров 8 и 9 Шмитта, порог сраный счетчик 22 и счетчик 23. Гене- . батывания которых устанавливается

l ратор l.ïèòàåò меандр.кодовой ли- . исходя из уровня помех, обеспечивает нейки 2, над которой находится чув- 3:„ надежность работы предлагаемого ствительный элемент 3, сигналы с об- -, преобразователя при наличии помех. моток 4 и 5 чувствительного элемента : . Сигналы с выходов .триггеров 8 и 9

3 подаются через последовательно : Шмитта яоступают íà R- u S-входы R-Sсоединенные усилитель 6 и 7 и триг- . триггера-11 и входы.синхронизации Dгеры 8 и 9 Шмитта на входы синхро- 10. триггеров 12 и 13 соответственно. Сигнизации D-триггеров 12 и 13 и R- и ::.:: нал с выхода генератора 1 поступает

3-входы R-5-триггера 11 соответст-,...также через формирователь прямоугольвенно, выход генератора 1 через триг . ных импульсов, выполненный на триггегер 10 Шмитта подключен к информа- ": ре 10 Шмитта, на информационные входы ционным входам 0-триггеров 12 и l3.,15 0-триггеров 12 и 13.

Выходы О-триггеров 12 и 13 подключе- Смена состояний R-S-триггера 11 исны к входам сумматора 14 по модулю,. пользуется для формирования счетных два, выход которого соединен с вхо- : " импульсов первым формирователем 15 дом второго формирователя 16 длитель- ... длительности импульсов,, который вы-. ности импульсов, выход R-S-триггера,:20 рабатывает короткие импульсы по фрон11 подключен к входу первого форми- . ту и срезу сигнала. рователя 15 длительности импульсов, Смена состояний на выходе одного выход которого соединен с входом эле- . из 0-триггеров 12 и 13 приводит к мента 17 задержки и первым входом . смене состояния на выходе сумматора ,.элемента.И 21, второй вход которого - Zs 14 по модулю два и используется для подключен через инвертор 18 к выходу ":: формирования импульсов подтверждения второго формирователя 16 длительно- . - направления перемещения вторым формисти импульсов, выход .элемента И 21 . Рователем 16 длительности импульсов, соединен с входом счетчика 23, IlpR который вырабатывает короткие импульмой и инверсный выходы счетчика 23 .:30 сы по фронту и срезу сигнала, длитель. подключены к вторым входам элементов ность которых для обеспечения надеж-, И -19 и 20 соответственно, первые ности работы устройства выбирается входы которых соединены с выходом " большей длительности импульсов, выэлемента 17 задержки. Выход элемен-,, рабатываемых первым формирователем та И. 19 подключен к суммирующему,,35 15 длительности импульсов. а выход элемента И 20 - к вычитаю- : При перемещении чувствительного щему входам реверсйвного счетчика 22. элемента 3 в.одном направлении одновреПреобразователь работает следующим менно со сменой состояния на выходе образом. одного из 0-триггеров 12 и 13 происходит смена состояний на выходе R-SПеременный ток высокой частоты с тригтера ll, т.е. короткие импульсы генератора 1 питает меандр кодовой вырабатывают оба формирователя 15 линейки 2. При пеРемещении чУвст- и 16 длительности импульсов и счетчик вительного элемента 3 вдоль кодовой . 23 не изменяет своего состояния, так линейки 2 в обмотках 4 и 5 чувстви- . как прохождение счетных импульсов с, тельного элемента 3 наводитсЯ ЭДС, .: : первого формирователя 15 на счетный

45 . причем фаза сигнала в каждой из об: вход счетчика 23 через элемент И 21 моток менЯетсЯ на противоположнУю:. запрещается импульсами, вырабатывачерез каждый шаг меандра и меня-: ..<мыми вторым формирователем 16 длиется в обмотках.4 и 9 неодновремен" . тельности импульсов. но. Переменное напряжение, снима- . -"з0 емое с обмоток 4 и 5, подается .на :. При перемещении в прямом направ" входы усилителей 6 и 7 соответ- " ленни счетный импульс с выхода перственно. Амплитуда выходного сигнала . вого формирователя 15 длительности усилителей 6 и 7 изменяется от нуля : импульсов через элемент 17 задержки до максимума, причем смена фазы сиг,:-Ы поступает на первые входы элементов нала происходит при нулевой амплиту-;:.; И 19 и 20, при этом на второй вход де сигнала, что при наличии помех,:. элемента И 19 поступает потенциал приводит к ложному срабатыванию из- логической единицы с прямого выхода

Составитель .А.Сидоренко

Редактор .М.Дылын Техред В.Далекорей Корректор Л. Бокшан

Заказ 7132/51 Тираж 6ES Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, N-35, Раушская наб., д, 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 l счетчика 23 и счетный импульс посту" пает на суммирующий вход реверсивного счетчика 22.

Изменение направления перемещения

1 на обратное определяется при срабатывании очередного триггера 8 или 9

Шмитта. При элом происходит смена состояния R-S-триггера, а сосТояние соответствующего 0-триггера 12 или

13 не изменяется, так как в нем записауа та же информация при последнем срабатывании соответствующего триггера 8 или 9 Шмитта в прямом перемещенйи. Короткий импульс вырабатывает только первый формирователь 15 длительности импульсов, В . отсутствии короткого импульса с второго формирователя 16 длительности импульсов счетный импульс с первого формирователя 15 проходит через третий элемент.И 21 на счет042055 б ный вход. счетчика 23, который изменяет свое состояние. Этот же счетный импульс через элемент 17 задержки, параметры которого рассчитываются исходя из времени задержки элемента

И 21 и счетчика 23, поступает через элемент И 20 на вычитающий вход реверсивного счетчика 22.

10 Таким образом,. применение триггеров Шмитта позволяет повысить надежность работы преобразователя, а вве дение R-S-триггера, второго D-триггера,.двух формирователей длитель,ности, импульсов, сумматора по модулю.два, инвертора, элемента задержки, элемента И и реверсивного счетчика дает возможность определить направление перемещения, чем и объ,ясняется технико-экономический эффект изобретения.