Преобразователь перемещения в код

Преобразователь перемещения в код

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 020377 {21) 2548647/18-24 с присоединением заявки N9{23) Приоритет—

С 9/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 150779, Бюллетень Н9 26

Дата опубликования описания 150779

681.34 (088.8) (72) Автор изобретения

A.Í.ËàTûøåâ (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В КОД (Изобретение относится к преобразователям неэлектрических величин в дискретный электрический сигнал, а именно к преобразователям перемещений в код.

Известен преобразователь перемещения в код, содержащий датчик, блоки согласования, блок вычитания, блок суммирования и счетчик (1).

Недостаток известного устройства состоит в сложности конструктивного выполнения и в сравнительно невысокой точности преобразования.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному изобретению является преобразователь перемещения в код, содержащий датчик, входы ко- торого подключены к выходам блока согласования, а выход - ко входу фильтра выход которого соединен с одним входом формирователя импульсов, к другому входу которого подключен генератор импульсов (2).

Недостаток известного устройства состоит в невысокой точности.

Цель изобретения — повышение точности устройства.

Поставленная цель достигается за счет того, что в преобразователе перемещения в код введены дополнительный формирователь импульсов, два делителя частота и два суммирующе-вычитающих блока, суммирующий вход первого и вычитающий вход второго суммирующе-вычитающих блоков соединены с первым выходом формирователя импульсов, с вторым входом которого соединены вычитающий вход первого и суммирующий вход второго суммирующе-вычитаюших блоков, управляющие входы суммирующевычитающих блоков соединены с генератором импульсов, а их выходы подклю- чены ко входам соответствующих делителей частоты, выходы которых соединены со входами дополнительного формирователя импульсов, выходы которого соединены со входами блока согласования.

На фиг . 1 приведена .блок-схема преобразователя перемещениЯ в код) на фиг. 2 — блок-схема сумиирующе-вычитающего блокар на фиг. 3 - блоксхема дополнительного формирователя импульсовт на фиг. 4 показана диаграмма, поясняющая работу преобразователя.

Преобразователь перемещения в код содержит (фиг. 1) датчик 1, фильтр 2, формирователь 3 импульсов, генератор

4 импульсов, суммирующе-вычитакнаие

3 67406 устройства 5 и 6, делители 7 и 8 частоты, дополнительный формирователь 9 импульсов, блок 10 согласования. Каждый суммируюше-вычитаюший блок 5 и б (фиг. 2) содержит два логических элемента И-HE 11 и 12, а дополнительный формирователь 9 импульсов содержит 5

" - восемь логнческих элементов И-НЕ 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 и 20.

Выходная обмотка датчика 1 подключена через фильтр 2 ко входу формирователя 3, импульсов, второй вход кото=1О рого соединен с выходом генератора 4 импульсов. Первый выход формирователя

3 соединен с суммирующим входом суммирующе -вычитающего блока 5 и с вычитаюшим входом блока б, а второй его выход соединен с вычитаюшим входом суммируюше-вычитаюшего блока 5 и с суммирующим входом блока б. Третьи входы суммируюше-вычитающих блоков 5 и б соединены с выходом генератора 4.

Выход суммирующе -вычитаюшего блока 5 соединен со входом делителя 7 частоты, а выход суммирующе-вычитающего блока б--сьединен со входом делителя

8 частоты. Выходы двух старших разрядов делителей 7 и 8 подключены ко 25 входам дополнительного формирователя импульсов 9, оба выхода которого.че-, рез блок 10 согласования соединены со входами датчика 1. Выходы формирователя 3 являются выходами унитар- 30 ного кода перемещения.

Датчик 1 включен в режйме пульсирующего поля (амплитудный режим), ко" торый описывается выражениему

lJ, =К(0 созо ь(п р-U „васс cosy) где бьь, — напряжение. на выходе датчи- - . ка, U сова - . напряжение на выходе синусной Обмотки датчика, U „ sinсСнапряжение на входе косинусной обмот- 40 ки датчика, К вЂ” коэффициент передачи датчика, - угол, задаваемый во входных напряжениях датчика, р - угол поворота ротора" датчика относительно

При -У, Ue„,„= О.

Для получения системы двух напряжений,амплитуды которых меняются по синусному и косинусному законам, в. функции угла используется импульсная форма сигнала. Известно, что амнлитуда первой гармоники последовательности прямоугольных импульсов определяется выражением: с, = — Sltl где Е - амплитуда импульсов, б - дли- - тельность импульсов, Т - период повторения импульсов.

Из этого выражения следует, что при изменении длительности импульса от 0 до 1/2, амплитуда первой rap" мОники меняется пО эакОну синуса в 65 интервале от0 до 0t/2. Для получения косинусной зависимости достаточно сформировать импульс с длительностью

Т с 2 S где Т вЂ” период повторения импульсов, Г - длительность импульсов в синусном канале.

Суммируюше-вычитающий блок состоит из двух логических элементов И-НЕ

1 1 и 12 (фиг. 2). Принцип работы заключается в том, что каждый отрицательный импульс — eS запрещает прохождение одного импульса f через элемент 11, а каждый положительный им;

-пульс + д,Я суммируется с импульсами

f на элементе 12.

Формирователь импульсов 9 состоит из элементов И-НЕ 13 †; 20(фиг. 3) и реализует систему булевых функций:

Р ы па = Q Л F„ где Psin - выходной сигнал синусного канала, PcosoC- выходной сигнал косинусного канала, Qn» Qn- < Gn» %n < выходы двух стар ших разрядов делителя частоты 7, п» Fn, 1», » F„ — выхоДы ДвУх стаРшйх разрядов делителя частоты 8.

Преобразователь перемещения в код работает следующим образом.

При равновесии системы, то есть в том случае, когда амплитуда первой гармоники на выходе датчика 1 равна

Нулю, на выходах формирователя 3 импульсные сигналы отсутствуют. В этом случае на выходы суммирующевычитаюших блоков 5 и б проходят импульсные последовательности, поданные на входы этих устройств с генератора 4. Далее импульсные последовательности с выходов суммируюше-вычитающих блоков 5 и б делятся делителями частоты 7 и 8. В свяЗи с тем, что частоты на выходах устройств 5 и б равны друг другу, а емкости делителей 7 и 8 одинаковы, частоты импульсных сигналов на выходах делителей 7 и 8 также равны друг другу. Импульсы с выходов двух старших разрядов делителей 7 (Яп<» Q„) 8 (F » F„) поступают в формирователь ймпульсов 9»

Формирователь импульсов 9 Осуществляет Формирование по длительности импульсных сигналов в синусном и косинусном каналах, причем длительности импульсов в этих каналах определяются временными соотношениями между выходными импульсами делителей 7 и 8. На

Фиг. 4 на интервале времени 0- приведены диаграммы, в предположении, что сигналы Я„ и F находятся в противофазе. Поэтому длительность импульсов в синусном канале равна нулю, а в косинусном канале — Т/2 (угол с =ф=ф ), 6740

При перемещении ротора датчика относительно статора, амплитуда первой гармоники на выходе датчика 1 будет отлична от нуля и поэтому, на одном из выходов Формирователя 3, в зависимости от направления перемещения, появятся импульсные сигналы. Если эти 5 сигналы появились на выходе положительного перемещения (+ ьЯ), то они суммируются с тактовой частотой в суммируюше-вычитаюшем блоке 5 и вычитиются из тактовой частоты в блоке 6. «0

В результате этого произойдет сдвиг по временной оси импульсных сигналбв на выходах делителей 7 и 8. Импульсы на выходе делителя 7 сдвинутся в рассматриваемом случае влево по времен-, ной оси, а на выходе делителя 8 вправо и произойдет изменение длительности импульсов на выходах формирователя 9 . Этот процесс будет продолжаться до тех пор,пока система гармонических напряжений, подаваемых на вход датчика 1 не будет соответствовать условию равенства нулю выходного напряжения. Диаграммы на Фиг. 4 на интервале t> — tq,приведены в предположении, что произошло перемещение в положительном направлении на четверть периода. Импульсы Тд8 с выходов формирователя 3 подаются на выход и могут быть подсчитаны реверсивным, счетчиком, управляющим блоком ин- 30 дикации.

Упрощение предлагаемого преобразователя по сравнению с известными заключается в том, что исключается блок сравнения кодов, дешифраторы, триг- гер, кроме того, упрощение достигается также за счет замены двух реверсивных счетчиков двоичными делителями частоты и более простой реализацией Формирователя импульсов.

68

Суммирующе-вычитаюшие блоки 5 н 6, входящие в состав предлагаемого преобразователя, выполняются достаточно просто.

Формула изобретения

Преобразователь перемещения в код, содержйций датчик, входы которого подключены к выходам блока согласования, а выход — ко входу фильтра, выход которого соединен с одним входом

Формирователя импульсов, к другому входу которого подключен генератор импульсов, отличающийся тем, что с целью повышения точности преобразователя s него введены дополнительный формирователь импульсов, два делителя частоты и два суммируюше-вычитающих блока, суммирующий вход первого и вычитающий вход второго суммирующе-вычитающих блоков соединены с первим виходом формирователя импуль-, сов, с. вторим входом которого соединены вычитающий вход первого и суммирующий вход второго суммируюшевычитающих блоков, управляющие входы суммирующе-вичитающих блоков соединены с генератором импульсов, а их выходы подключены ко входам соответствующих делителей частоты, выходы которых соединены со входами дополнительного формирователя импульсов, выходы которого соединены со входами блока согласования.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 330479, кл. G 08 С 9/06, 1969.

2. Зверев A.Å. и др. Преобразователи угловых перемещений в цифровой код. Х., 1974 с. 82.

674068

- тРи . 2

Составитель И.Назаркина

Техред 3. Фанта .Корректор В.Синицкая

Редактор Д.Зубов

Заказ 4084/48 Тираж 709 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г.Ужгород, ул.Проектная,4