Преобразователь перемещения в код

Преобразователь перемещения в код

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения и контроля перемещения, применяемых в системах автоматического управления . Целью изобретения является повышение точности и помехоустойчивости преобразователя перемещений в код. Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь , содержащий звукопровод, катушку записи, формирователь импульсов записи с тактовым генератором, первую и вторую катушки считывания, первый элемент ИЛИ, RS-триггер, первый и второй блоки совпадения, первый и второй усилители-формирователи , три датчика, сумматор , первый и второй регистры, первый и второй элементы задержки, цифроаналоговый преобразователь, первый формирователь импульсов, дополнительно введены второй формирователь импульсов, задатчик кодов, дешифратор, индикатор, детектор нуля и преобразователь напряжение - частота . При этом совокупность связей между элементами обеспечивает автоматическое изменение частоты счетных импульсов выхода преобразователя напряжение - частота , таким образом, что в цифровом коде измеряемого перемещения на выходе устройства исключаются дополнительные погрешности . 1 ил.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК(si)s Н 03 M 1/06, 1/50

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

8ЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ CBИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4822254/24 (22) 21.03.90 (46) 23,12.92. Бюл. М 47 (71) Астраханский технический институт рыбной промышленности и хозяйства (72) А.И.Надеев, А.Н.Морален и О.И.Шумов (56) Авторское свидетельство СССР

¹1105922, кл. Н 03 M 1/22, 1983.

Авторское свидетельство СССР

М 1274156, кл. Н 03 М 1/06, 1984. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ

В КОД (57) Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения и контроля перемещения, применяемых в системах автоматического управления. Целью изобретения является повышение точности и помехоустойчивости преобразователя перемещений в код. Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь, содержащий звукопровод, Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения и контроля перемещения, применяемым в системах автоматического управления.

Известны магнитострикционные преобразователи перемещения в цифрой код с возможностью плавного изменения коэффициента преобразования, информацией о перемещении в которых служит отношение частот в опорном и измерительном каналах.

Однако приемлемая разрешающая способность в этих преобразователях получается за счет введения делителя частоты в

„, Ж„„1783608 А1 катушку записи, формирователь импульсов записи с тактовым генератором, первую и вторую катушки считывания, первый элемент ИЛИ, RS-триггер, первый и второй блоки совпадения, первый и второй усилители-формирователи, три датчика, сумматор, первый и второй регистры, первый и второй элементы задержки, цифроаналоговый преобразователь, первый формирователь импульсов, дополнительно введены второй формирователь импульсов, задатчик кодов, дешифратор, индикатор, детектор нуля и преобразователь напряжение — частота. При этом совокупность связей между элементами обеспечивает автоматическое изменение частоты счетных импульсов выхода преобразователя напряжение — частота, таким образом, что в цифровом коде измеряемого перемещения на выходе устройства исключаются дополнительные погрешности. 1 ил. измерительный канал. Это приводит к суще ственной потере быстродействия, особенна при преобразовании больших перемещений.

Известно также устройство для преобразования линейного перемещения в код; содержащее звукопровод, демпферы, по стоянные магниты, катушки возбуждения и считывания, преобразователь время — код М регистр памяти, управляющий количеством суперпозиционно включенных катушек возбуждения в зависимости от диапазона преобразования; Однако температурная стабильность этого устройства невысокая.

1783608

40 задержки, выход второго элемента задерж- фо ки соединен с установочным вводом перво- хо

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является преобразователь перемещения в код, содержащий звукопровод, демпферы, тактовый генератор, формирователь импульсов записи, катушку записи, первую и вторую катушки считывания, первый и второй усилителиформирователи, элемент ИЛИ, RS-триггер, блок совпадения, счетчик, слагаемый сумматор, регистр, элемент задержки, второй блок совпадения, второй и третий счетчики, цифроаналоговый преобразователь, второй элемент задержки, второй регистр, Однако величина опорного сигнала в этом преобразователе зависит от различных дестабилизирующих факторов внешней среды (температура, вибрация и т.д.), которые влияют на геометрические размеры катушки и звукопровода и их взаимное расположение, э также от неоднородности волнового сопротивления звукопровода, Целью изобретения является повышение разрешающей способности и точности и реобразователя перемещения в код.

Электронная схема преобразователя содержит звукопровод с размещенными на его концах демпферами, тактовый генератор, выход которого соединен со входом формирователя импульсов записи, выход которого соединен с катушкой записи, первую и вторую катушку считывания, выходы которых соединены со входами соответственного первого и второго усилителей-формирователей, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами элемента ИЛИ, RS-триггер, выход которого соединен с первым входом первого блока совпадения, выход которого соединен со счетным входом первого счетчика, выходы которого соединены со входами первого слагаемого сумматора, выходы которого соединены с информационными входами первого регистра, стробирующий вход которого подключен к выходу первого элемента задержки, второй блок совпадения, второй и третий счетчики, цифроаналоговый преобразователь, второй элемент задержки, первый формирователь импульсов, второй регистр. В схему дополнительно введены преобразователь напряжение-частота, второй формирователь импульсов, задатчик кодов, дешифратор, индикатор и детектор нуля, а катушка записи выполнена подвижной и расположена между неподвижными первой и второй катушками считывания, выход тактового генератора соединен с S-входом RS-триггера, выход которого соединен со входами первого и второго элементов

ro счетчика, выходы которого соединены с информационными входами второго счетчика и с информационными входами второго регистра, выходы которого соединены с информационными входамидешифратора, выходы которого соединены с индикатором.

Выход элемента ИЛИ соединен со счетным входом третьего счетчика, выход старшего разряда которого соединен с первым входом второго блока совпадения, выход которого соединен со счетным входом второго счетчика, выход которого соединен с входом первого формирователя импульсов, выход которого соединен с R-входом RS-триггера и с установочным входом третьего счетчика, выход младшего разряда которого соединен с входом второго формирователя импульсов, выход которого соединен с установочным входом второго счетчика. Выходы первого регистра соединены с входами детектора нуля и с входами цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с входом преобразователя напряжение-частота, выход которого соединен с вторыми входами первого и второго блоков совпадения, Выходы эадатчика кодов соединены с входами второго слагаемого сумматора, выход детектора нуля соединен с управляющим входом дешифратора, выход второго усилителя-формирователя соединен со стробирующим входом второго регистра, На чертеже представлена блок-схема преобразователя, Преобразователь содержит звукопровод 1, на обоих концах которого закреплены демпферы 2, на правом конце звукопровода первую катушку считывания 3 и на левом конце звукопровода вторую катушку считывания 4, соединенные с входами усилителей-формирователей 6 и 7, выполненных из последовательно соединенных усилителей

8 и формирователей импульсов 9, свободно перемещающуюся по всей длине звукопровода катушку записи 5, логический элемент

ИЛИ 10, входами соединенный с выходами усилителей-формирователей 6 и 7, формирователь импульса записи 11, выходом соединенный с катушкой записи 5, тактовый генератор 12, выходом соединенный с входом формирователем импульса записи 11, RS-триггер 13, S-входом соединенный с выходом тактового генератора 12, счетчик режима 14, счетным входом соединенный с выходом логического элемента ИЛИ 10.

Преобразователь содержит также измерительный счетчик импульсов 15, счетным входом соединенный с выходом первого блока совпадений 18, вычитающий счетчик 16, инрмационным входом соединенный с выдом измерительного счетчика импульсов

1783608

10 ненный с входом слагаемого сумматора 23,, 15

30

Преобразователь работает следующим. образом. Тактовый генератор 12 с помощью 50

15, преобразователь нап ряжение-частота

17, выходом соединенный с входами перво го блока совпадения 18, второй вход которого соединен с выходом RS-триггера 13, и второго блока совпадения 19, второй вход которого соединен с выходом "2" счетчика режима 14, а выход — с счетным входом вычитающего счетчика 16, второй элемент задержки 20, входом соединенный с выходом RS-триггера 13, а выходом — с установочным входом измерительного счетчика импульсов 15 первый элемент задержки 21, входом соединенный с выходом RS-триггера 13, задэтчик кодов 22, выходом соеди второй вход которого соединен с выходом измерительного счетчика импульсов 15, управляющий регистр 24, информационным входом соединенный с выходом слагаемого сумматора 23, а страбирующим входом первого элемента задержки 21, А также содержит информационный регистр 25, информационным входом соединенный с выходом измерительного счетчика импульсов 15, а стробирующим входом — с выходом второго усилителя-формирователя 6, цифроаналоговый преобразователь код-напря. жение 26, информационным входом соединенный с выходом управляющего регистра 24, а выходом — с входом преобраэователя напряжение-частота 17, детектор нуля 27; вход которого соединен с выходом управляющего регистра 24, дешифратор 28, информационным входам соединенный с выходом информационного регистра 25, а управляющим входом — с выходом детектора нуля 27, индикатор 29, входом соединенный с выходом дешифратора 28, первый формирователь коротких импульсов 30, входом соединенный с выходом вычитающего счетчика, а выходом — с R-входом триггера

13 и установочным входом счетчика режима

14, Преобразователь имеет второй формирователь коротких импульсов 31, входом соединенный с выходом "1" счетчика режима

14, а выходом с установочным входом вычитающего счетчика. формирователя импульса 11 и катушки записи 5 создает в звукопроваде 1, в результате эффекта" магнитострикции„упругую волну, распространяющуюся по звукопроводу. Упругая волна, достигнув катушек считывания 3 и 4, создает в них импульс напряжения соответственно опорному и из- мерительному сигналам, которые усиливаются и преобразуются в импульсы усилителями-формирователями 6 и 7. Упру35

45 гая волна, распространяясь далее по звукопроводу 1, поглощается демпферами 2.

Тактовый генератор 12 одновременно устанавливает триггер 13 в единичное состояние, что разрешает прохождение импульсов преобразователя напряжение-частота 17 через второй блок совпадения t8 в измерительный счетчик импульсов 15.

При появлении первого сигнала считывания (опорного или измерительного) на счетном входе счетчика режимы 14 через логический элемент ИЛИ 10, на выходе "1" счетчика 14 устанавливается единица, которая через второй формирователь коротких импульсов 31 разрешает запись информации со счетчика 15 в счетчик 16. Если появляется измерительный сигнал, то регистр 25 запоминает информацию с измерительного счетчика 15. При появлении второго сигнала (опорного или измерительного счетчик режима 14 устанавливает на выходе "2" единицу, тем самым разрешая прохождение импульсов преобразователя напряжениечастоте 17 на счетный вход вычитающега счетчика 16 через второй блок совпадения

19, Счетчики 15 и 16 считают импульсы до тех пор, пока на выходе "<О" вычитающего счетчика 16 не появится единичный сигнал, который через формирователь коротких импульсов устанавливает в нулевое состояние счетчик режима 74 и триггер 13. Таким образом в основном счетчике 15 находится код числа импульсов, соответствующий времени прохождения волны в волноводе 1 от одной катушки до другой, В задатчике кодов

22 устанавливается код числа импульсов, который определяется из необходимости обеспечения заданной точности, быстродействия и расстояния между катушками

3 и 4.

Далее в слагаемом сумматоре 23 находится разность кодов чисел со счетчика 15 и задатчика кодов 22 и заносится в управляющий регистр 24. При появлении сигнала считывания с триггера 13 через первый элемент задержки 21 и этим же сигналом через второй элемент задержки 20 устанавливается в нулевое состояние измерительный счетчик t5, Если в регистре 24 записывается нуль, то детектор нуля 27 выдает сигнал разрешения дешифратору 28 и код числа импульсов с регистра 25, соответствующий времени прохождения упругой волны от катушки записи 5 до измерительной катушки 4 и соответственно расстоянию Х, поступает на индикацию.

В случае, если в регистре 24 запишется число, отличное ат нуля, цифроаналоговый преобразователь кад-напряжение 26 измен

1783608

Преобразователь перемещения в код, содержащий звукопровод с размещенными 2 на его концах демпферами, тактовый генератор, выход которого соединен с входом формирователя импульсов записи, выход которого соединен с катушкой записи, первую и вторую катушки считывания, выходы 25 которых соединены с входами соответственно первого и второго усилителей-формирователей, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами первого элемента ИЛИ, RS-триггер, выход 30 которого соединен с первым входом первого блока совпадения, выход которого соединен с счетным входом первого счетчика, выходы которого соединены с входами первого слагаемого сумматора, выходы ко- 35 торого соединены с информационными входами первого регистра, стробирующий вход которого подключен к выходу первого элемента задержки, второй блок совпаде-. ния, второй и третий счетчики, цифроанало- 40 говый преобразователь, второй элемент задержки, первый формирователь импульсов, второйрегистр, отличающийсятем, что, с целью повышения точности и помехонит напряжение на преобразователе напряжение -частота на величину пропорциональную коду, записанному на регистре 24.

Далее следующим тактом генератора 12 измерение повторяется и результат, свободный от дополнительных погрешностей, выводится на индикацию.

Таким образом, обеспечивается высокая точность преобразования перемещения в код при реализации алгоритма прямого преобразования, свободного от погрешности нелинейности, без потери быстродействия и необходимости иметь на выходе преобразователя вычислительное устройство отношения временных интервалов.

Формула изобретения устойчивости преобразователя, в него введены преобразователь напряжения-частоты, второй формирователь импульсов, задатчик кодов, дешифратор, индикатор и

5 детектор нуля, а катушка записи выполнена подвижной и расположена между неподвижными первой и второй катушками считывания, выход тактового генератора соединен с S-входом RS-триггера, выход ко10 торого соединен с входами первого и второго элементов задержки, выход второго элемента задержки соединен с установочным входом первого счетчика, выходы которого соединены с информационными

15 входами второго счетчика и информационными входами второго регистра, выходы которого соединены с информационными входами дешифратора, выходы которого соединены с индикатором, выход элемента

0 ИЛИ соединен со счетным входом третьего счетчика, выход старшего разряда которого соединен с первым входом второго блока совпадения, выход которого соединен со счетным входом второго счетчика, выход которого соединен с входом первого формирователя импульсов, выход которого соединен с R-входом RS-триггера и установочным входом третьего счетчика, выход младшего разряда которого соединен с входом второго формирователя импульсов, выход которого соединен с установочным входом второго счетчика, выходы первого регистра, соеди нены с входами детектора нуля и входами цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с входом преобразователя напряжение-частота, выход которого соединен с вторыми входами первого и второго блоков совпадения, выходы задатчика кодов соединены с входами второго слагаемого сумматора, выход детектора нуля соединен с управляющим входом дешифратора, выход второго усилителяформирователя соединен с стробирующим входом второго регистра.

1783 б08

Составитель О.Шумов

Редактор И.Мельникова Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор С.Юско

Заказ 4521 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„ /5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101