Устройство для преобразования перемещений в код

Устройство для преобразования перемещений в код

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Cdöèàèèñòì÷åñêèõ

Республик (iii 742998 (6! ) Дополнительное к акт. синд-ву— (22) Заявлено27.03.78 (2! ) 2596344/18-24 (5 I ) M. Кл.

G 08 С 9/02 с присоединением заявки t%—

Государственный комитет (23) Приоритет— по делам нэобретеннй н открытий

Опубликовано 25.06.80. Ькзллетень № 23 (53) УДК, 681.34 (088. 8) Дата опубликования описания 27.06.80 (72) Автор изобретения

А . И. Н иконов

Куйбышевский ордена Трудового Красного Знамени авиационный институт им. академика С. П. Королева (7! ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАН ИЯ ПЕРЕСНЯВ(ИЙ

В КОД

Изобретение относится к системам автоматического управления, а именно к преобразователям перемещений в дискретный электрический сигнал.

Известно устройство для преобразования перемещений, содержащее магнитопро5 вод, боковые и торцовые грани которого охвачены обмоткой возбуждения, вдоль магнитопровода распределены рабочие обмотки, причем плоскости их витков ! о перпендикулярны направлению перемещений магнитопроводного якоря (1) .

Недостатком известного устройства является низкая помехоустойчивость. Для обеспечения однозначности определения координаты положения якоря необходимо подсчитывать количество пройденных рабочих обмоток (считывающих элементов), причем наличие помех или сбоев счетного устройства приводит к искажению выходной информации, к потере достоверности преобразования. К снижению помехоустойчивости ведет также наличие цепи последовательно включенных пар рабочих

2 обмоток, каждая из которых имеет остаточное нескомпенсированное напряжение.

В случае преобразования средних или больших перемещений эти остаточные ситкалы, суммируясь, становятся сравнимыми или превышают значения рабочих периодических перепадов выходного напряжения. Известное устройство имеет, кроме того, невысокую точность, что объясняется отклонениями плоскостей витков возбуждаюшей и рабочей обмоток от взаимной перпендикулярности при изготовлении преобразователя. Зто,прежде всего, касается рабочих обмоток и участков обмотки возбуждения, расположенных воз." ле торцов основания. В результате появляется отклрнения формы выходной функции от периодичности, т.е. значение сигнала не дает возможности однозначно связать его с координатой якоря.

Продольные габариты устройства увеличены за счет обмотки возбуждения, а поперечные определяются суммарной высотой магпитопровода, обмоток, выступамя якоря и зазорами.

Устройство, кроме" того, характеризует ся низкой виброустойчивостыо- при нерабочих смещениях якоря в сторону обмоток возбуждения или рабочей обмотки происходит их повреждение.

Наконец, известное устройство слож;— но в настройке и изготовлении: необходима взаимная юстировка рабочих и возбу кдаюшей обмоток (прежде всего, обес пе1чение приближения к взаимной перпендикулярности плоскостей их витков), а также дальнейшая их юстировка с подвижнь!м як.орем, 10

Наиболее близким техническим решением к данному устройству является устройство для преобразования перемешений в код, содержашее якорь, считывающие элементы, расположенные на основания и подключенные через согласуюший блок к входу преобразователя напряжения в код, и преобразователь прямого кода в п версный, выход которого подключен к входу регистра грубого отсчета, млапшяй разряц которого связан с элементом выборки канала точного отсчета12, Недостаток этого известного устрой-с тва состоит в сравнительно нцзкой точности.

Цель изобретения — повышение точ— угости устройства пля преобразования перемегцений в коп.

Поставленная цель достигнута за счет того, что в устройство введены индикаторные с гятываюшяе элементы, размещенные на профилированпом основании между рабо сими считываюшимя элементами и соединены через согласуюшяй блок 4О со входами преобразователя прямого копа в и версп ы й.

На чертеже приведена схема устройства для преобразования перемещений в коц.

Устройство состоит из профилирован45 його диамагпитного Основания 1. На TIBM установлены группы рабочих 2 я индикаторных 3 считываюшях элементов, на которых нанесены рабочие 4 и индикаторные

5 обмотки, Для определенности па чертсже5" показано три рабо гих я шесть индикаторных элементов. Вдоль основания 1 перемешается магнятопроводйый якорь 6. Выходы групп обмоток 4 я 5 соединены со

5" входами согласу1ошего блока 7. Согласую- 5" ший блок 7 содержит, в свою очередь, детекторы 8, 9, 10, 11, 12 и 13, элементы 14, 15, 16 я 17 ИЛИ, элементы

8 сравнения 18 и 19 элементы 2О, 21, 22 и 23 И, управляемые ключи 24, 25, 26, 27, 28 и 29, Ключи соединены со входами 30 преобразователя напряжейия в код, соединенного через регистр 31 точного отсчета 31, элемент 32 выборки, и блок 33 элементов ИЛИ с выходом 34 младших разрядов. Шины сигналов управ лепия ключами блока 7 соединены со входами преобразователя прямого кода в инверсный 35. Элемент 32 выборки, в зависимости от состояния младшего разряда 36 регистра грубого отсчета 37 ре ализует функцию передачи прямого кода с регистре 31 на выхоцы 34, либо передачу на выходы 34 инверсного кода, занесенного в регистр 3 1, Значения старших разрядов выходного копа снимаются с выхода 38 регистра 37.

Устройство работает следующим образом.

Когда якорь 6 перемещается вдоль основания 1, например, в иагравлении, отмеченном стрелкой, на выходах рабочих обмоток 4, запитываемых от источника переменного тока (на чертеже пе пока— зан), появляются сигналы, вызван1:ь -.. замыканием магнитных цепей считыва. ших элементовгруппы 2 за счет поочередного перекрытия их зазоров частью якоря 6. В случае его приближения к любому элементу из группы 2, на выходе обмотки 4 этого элемента ам плиту да выходного сиГнала HB пп ает увеличятваться. я достигает максимума в положении противостояния центров рабочего считываюшего элемента и якоря 6. При удалении якоря 6 от центра рабочего считываюшего элемента, амплитуда выходных сигналов его обмотки снова уменьшается (из-за снижения магнитной проводимости цепи считываюШОГО эЛЕМЕНта) и в кОнЦЕ Коипов оКазывается перекрытой нарастаюшими сигналами, снимаемыми с выхода следуюшего рабочего элемента, в направлении которого движется якорь 6, Каждому рабочему элементу группы 2 поставлено в соответствие цва индикаторных элемента группы 3, расположенных по его краям. Изменение амплитупы сигналов, поступаюших с выходных обмоток 5 при перемешениях якоря 6 происходит аналогично тому как это было описано для рабочих элементов группы 2 с обмотками 4.

Выходные сигналы от элементов 18 и 19 сравнения, со входами которых че5 7 429 рез детекторы 9, 10, 11 и 12 соединены индикаторные обмотки 5, снимаются лишь в случае, когда пороговые уровни элементов 15 и 16 ИЛИ превышаются хотя бы одним из их выходных сигналов, т,е. когда вблизи хотя бы одного из индикаторных считi- вающих элементов 3 находится магнитопроводная часть якоря 6.

Тогда с соответствующего этому элементу выходу устройства сравнения выдается сигнал высокого уровня, управляющий замыканием соответствующего ключа и прохождением рабочего сигнала на вход преобразователя 30 напряжение-код. а8 б нечетно (единичное состояние разряда 36) то на выход 34 поступает код, инверсный записанному в регистр 31 точного отсчета, инверстный код, как известно, с точностью до значения своего младшего разряда равен дополнительному (считая, что целая единица выходного кода содержится в разряде 36). Это обеспечивает cooreeTствие возрастания кода возрастанию координаты движения якоря при переходе с одной половины шага установки любого рабочего элемента группы 2 на другую через центр этого элемента, Содержимое регистра 37 грубого отсчета выдается по выходам 38 (старшие разряды) и 34 (младшие разряды), Так, если якорь 6 перекрывает часть зазора рабочего элемента группы 2, то наибольший по уровню индикаторный сиг.нал считывается с выхода ближайшего к gg якорю левого индикаторного элемента группы 3. Он преобразуется к аналоговому виду детектором 10 и через элемент 18 сравнения управляет замыка— нием ключа 26, через который осущест- 25 вляется подача рабочего сигнала на вход преобразователя 30, оцифровывающего и выдающего в регистр 31 код координаты центра якоря внутри участка полушага (0,5 Т) установки рабочих считывающих 30 элементов группы 2. Сигналы с выходов других индикаторных элементов группы 3 в рассматриваемом положении малы, что обусловлено отсутствием в их зазорах части якоря 6,поэтому элементы 14, 16 ss и 17 ИЛИ обладая определенными пороговыми уровнями, не срабатывают и препятствуют замыканию ключей 24, 27-29.

Число, соответствующее количеству пройденных центром якоря 6 полушагов 40

0,5 Т устанавливается на регистре 37.

Содержимое младшего разряда 36 регистра 37 использовано для устранения рассмотренной выше неоднозначности соответствия внутришагового положения цент- 45 ра якоря и выходных сигналов рабочих обмоток (как указано выше, уровень этих выходных сигналов при перемещениях якоря внутри шага установки рабочих считывающих элементов имеет сначала возра- 5О стающий, а затем убывающий характер и одинаков в положениях якоря, симметричных относительно центра рабочего считывающего элемента). Если число пройденных полушаров четно (в разряде 36 за- 5 писан ноль), то элемент выборки 32 передает через блок 33 элементов ИЛИ прямой код внутришаговой координаты, если

Поскольку выходной код имеет позиционный характер, то воздействие внешних или внутренних помех не приводит к потере или искажению выходной информации. Выходы рабочих обмоток предложенного устройства не соединены между собой, что позволяет снизить максимальный уровень остаточного нескомпенсированного сигнала в несколько раз.

При внешних вибрационных и ударных воздействиях нерабочие смешения якоря не разрушают обмоток предложенного преобразователя. Точность преобразования повышена за счет устранения воздействия возбуждающей обмотки на рабочую, что снижает погрешность преобразования в пределах шага нанесения рабочих считывающих элементов на значения порядка одного или нескольких десятков процентов от величины шага:

Степень сложности настройки преобразователя снижена за счет устранения необходимости добиваться приближения к взаим ной пер пен дику ляр ности плоскосте и витков рабочих и возбуждающей обмоток, снижены требования к юстировке якоря и рабочих элементов, поскольку нерабочие смещения якоря в отмеченных выше пределах допустимы и не ведут к искажению выходной информации.

Экономический эффект от использования предложенного технического решения обусловлен указанными выше его техническими преимуществами.

Формула изобретения

Устройство для преобразования перемещений в код, содержащее якорь, рабочие считывающие элементы, размещенные на профилированном основании и подключен об Л

ППИИ ПИ Заказ 3624/1 7 Тираж 682

Подпис нов

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

7 742998 R ные через согласующий блок к входу пре- филированном основании между рабочиобразователя напряжения в код, выход к ми c÷!!òb!âàþøèìè элементами и соедикоторого через последовательно соединен- пенные через согласующий блок со вхоные регистр точного отсчета, элемент дачи преобразователя прямого кода в инвыборки, связан с блоком элементов ИЛИ, р версный и преобразователь прямого кода в инверс- Источники информации, ный, в!яход которого подключен к входу принятые во внимание при экспертизе регистра грубого отсчета, младший раз- 1, Зарипов М, Ф. Преобразователи с ряд которого соединен с элементом распределенными параметрами для автовыборки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, 1О матики и информационно-измерительной что, с целью повышения точности устрой- техники, 1969, с. 64. ства, в него введены индикаторные считы- 2. Патент ПНР % 74629, вавщие элементы, размещенные на прс кл. G 01 Э 5/20, 1972 (прототип).