Преобразователь перемещения в код

Преобразователь перемещения в код

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП A ИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

< 746651

Союз Советскмк

Соцмалмстмческин

Рес убттмк

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 04.04.78 (21) 2600768/18-24 (51) М. Кл.е

G 08 С 900 с присоединением заявки №

Веударстеенный комитет

СССР (23) Приоритет—

Опубликовано 07.07;80. Бюллетень № 25 (53) УДК 681.325 (088.8) ао делам изобретений н отнрмтнй

Дата опубликования описания 17.07.80 (72) Авторы изобретения

Г. И. Алкин, В. Л. Ройтер и И. Г. Чернов (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В КОД

Изобретение относится. к автоматике и измерительной технике и может найти применение для измерения перемещений рабочих органов металлорежущих станков и измерительных машин.

Известны преобразователи перемещения в код, использующие в качестве датчика перемещения синусно-косинусные вращающиеся трансформаторы, работающие в амплитудном режиме, В этих преобразователях перемещения в код с выходов цифроаналогового преобразователя, управляемого >О параллельным кодом абсолютного реверсивного счетчика, подаются на двухфазную обмотку возбуждения датчика два аналоговых сигнала, амплитуды которых пропорциональны синусу и косинусу числа; хранящегося в абсолютном счетчике. Сигнал рас- . согласования, снимаемый с выходной обмотки датчика, с помощью фазочувствительного устройства управляет работой абсолютного счетчика 11).

Недостатком таких преобразователей пе- рв ремещения в код является их сложность, так как для их реализации требуется большое количество прецизионных ключей и трансформаторов или прецизионных резисторов, 2 изготовляемых по специальной технологии.

К тому же эти преобразователи характеризуются недостаточной точностью.

Известен преобразователь перемещения в код, в котором запитка двух входных обмоток датчика типа индуктосин осуществляется импульсными сигналами, линейно изменяющимися по длительности в функции числа, пропорционального взаимному положению входных и выходной обмоток датчика. Такой преобразователь характеризуется большей точностью 121.

Недостатком преобразователя является сложность.

Наиболее близким к предлагаемому является преобразователь перемещения в код, содержащий первый реверсивный счетчик, выходы которого соединены с входами блока индикации, второй реверсивный счетчик, выходы которого, за исключением двух старших разрядов, подключены к входам блока сравнения кодов, реверсивный делитель частоты, выходы которого подключены к другим входам блока сравнения кодов и к входам двух дешифраторов. Выходы дешифратора подключены к раздельным входам триг74665! гера, выходы которого соединены с входами управления делителя частоты и с входами формирователя импульсов питания. Другие четыре входа формирователя импульсов питания подключены к двум выходам блока сравнения кодов и к двум старшим разря- 3 дам второго счетчика. Выходы формирова теля импульсов питания подключены к двум входным обмоткам датчика положения типа индуктосина или другого синусно-косинусного вращающегося трансформатора. Выход .датчика положения подключен через м фильтр низкой частоты к одному из входов формирователя импульсов рассогласования, выход которого соединен с входами абсолютного и реверснвных счетчиков. Генератор импульсов подключен к счетному входу делителя частоты и к другому входу формирователя импульсов.

В двух каналах блока сравнения кодов этого преобразователя сравниваются прямой код линейно-изменяющегося числа делителя частоты с прямым и обратным кодом второго реверсивного счетчика. При совпадении указанных кодов, на выходах блока сравнения кодов появляются импульсы, которые формируют фронты двух импульсных сигналов запитки датчика, амплитуды пер- д вых гармоник этих сигналов меняются по синусному и косинусному законам в функ-. ций числа второго реверсивного счетчика.

Полярность сигналов запитки датчика определяется состоянием двух старших разрядов второго реверсивного счетчика !3).

Формирование фронтов импульсных сигналов -запитки датчика с помощью узких импульсов на выходе блока сравнения кодов снижает точность известного преобра- зователя из-за возможного влияния переход» ных процессов при переключении абсолютного счетчика и делителя частоты. В мо мент переходного процесса в абс эл отном счетчике и делителе частоты на выходах блока сравнения кодов могут появляться. ложные импульсы, приводящие к сбою пре- в обраэователя. Кроме того, известный преобразователь имеет невысокую разрешающую способность, что также снижает его точность..

Цель изобретения — повышение точности преобразователя.

Поставленна* цель достигается тем, что в преобразователь перемещения в код, содержащий формирователь импульсов питания подключенный к датчику перемещения, выход которого через полосовой усилитель подключен к формирователю импульсов рассогласования, управляющий вход которого через делитель частоты соединен с генератором импульсов, а выход подключен к входам первого и второго реверсивных счетчи. ков, выход второго реверсивного счетчика подключен к блоку индикации, введены элементы И, ИЛИ и два дополнительных счетчика, входы записи которых соединены с выходами разрядов первого реверсивного счетчика, входы разрешения записи- с выходом делителя частоты, а выходы подключены к входам формирователя импульсов питания, счетный вход одного дополнительного счетчика соединен с генератором имйульсов, а счетный .вход другого дополнительного счетчика соединен с выходом .элемента ИЛИ, входы элемента И соединены с. выходами делителя частоты и выходами младшего разряда первого реверсивного счетчика, а выход подключен к одному входу элемента

ИЛИ, другой вход которого соединен с генератором импульсов.

Формирователь импульсов питания преобразователя перемещения в код содержит два фазосдвигающих элемента н два элемента И, два первых входа формирователя импульсов питания подключены к одному элементу И, а два вторых входа через соответствующие фаэосдвигающие элементы подключены к другому элементу И.

На фиг. приведена блок-схема преобразователя перемещения в код; на фиг. 2— блок-схема формирователя импульсов; на фиг. 3. — временные диаграммы, поясняющие принцип работы преобразователя.

Преобразователь перемещения в код содержит выходную обмотку синусно-косинусного датчика 1, которая через полосовой усилитель 2 подключена к входу фазочувствительного формирователя 3 импульсов рассогласования, выход которого подключен к входам реверсивных счетчиков 4 и 5. Кодовые выходы реверсивного счетчика.5 подключены к блоку 6 индикации. Другой вход фазочувствительного формирователя 3 импульсов рассогласования соединен с выкодом делителя 7 частоты. Генератор 8 импульсов подключен к входам делителя 7 частоты, дополнительного счетчйка 9 и через элемент ИЛИ 10 к входу дополнительного счетчика 11. Входы записи дополнительных счетчиков 9 и ll соединены с кодовыми выходами реверсивного счетчика 4. Выход делителя? частоты подключен к входам разрешения записи дополнительных счетчиков 9 и

11 и к входу элемента И 12. Выходы дополнительных счетчиков 9 и 11 подключены к формирователю 13 импульсов питания, при этом выходы переполнения счетчиков 9 и

ll .через .фазосдвигающие элементы 14 и

15 подключены к входам элемента И 16.

К входам элемента И 17 подключены выходы старших разрядов дополнительных счет-, чиков 9 и 11. Выходы элементов И 16 н 17 соединены с входами датчика 1. Выход младшего разряда счетчика 4 соединен с управляющим входом элемента И 12, выход которого подключен к другому входу элеменia ИЛИ 10.

Преобразователь перемещения в код работает следующим образом.

746651

В реверсивном счетчике 4 хранится число, пропорциональное текущему положению входных обмоток относительно выходной обмотки датчика 1. Это число (за исключением младшего разряда) поступает на входы записи дополнительных счетчиков 9 и i! и заносится в эти счетчики в момент поступления импульса переполнения с выхода делителя 7 частоты на входы разрешения записи дополнительных счетчиков. На входы делителя 7 частоты н счетчиков 9 и 1 постоянно поступают импульсы с генератора 8. Дополнительный счетчик 9 работает на сложение, а дополнительный счетчик 1 — на вычитание. К выходам переполнения дополнительных счетчиков 9 и 11 подключены фазосдвигающие элементы 14 и 15. Фазосдвигающий элемент 14 вырабатывает сигнал с, который сдвинут относительно выходного сигнала в дополнительного счетчика 9 на 90 в сторону отставания (см. фиг. 3). Фазосдвигающий элемент 15 вырабатывает сигнал f, который сдвинут относительно выходного сигнала d дополнительного счетчика 11 на 90 в сторону опережения.

Выходные сигналы в и d счетчиков 9 и

11 поступают на входц элемента И 17, формирующего импульсы, амплитуда первой гармоники которых меняется по косннусному закону в функции выходного кода счетчика 4, Выходные сигналы с и (фазосдвигающих элементов 14 и 15 поступают на входы элемента И 16, формирующего импульсы, амплитуда первой гаормоники которых меняется по синусному закону в функции выходного кода счетчика 4.

Выходные сигналы элементов И .16 и17 поступают на входы датчика I. Напряжение рассогласования с выходной обмотки .датчика I поступает в полосовой усилитель

2, где происходит усиление и выделение первой гармоники. Усиленный гармонический сигнал далее поступает в фазочувствительный формирователь импульсов рассогласования 3, где происходит формирование импульсов рассогласования в зависимости от фазы сигнала рассогласования.

Импульсы рассогласования затем поступают в реверсивный счетчик 4 и вызывают изменение числа в нем до тех пор, пока его содержимое не станет соответствовать взаимному положению входных и выходйой обмоток датчика 1. В этом случае выходное напряжение датчика 1 равно нулю .и импульсы на выходе формирователя 3 импульсов рассогласования отсутствуют.

Импульсы рассогласования одновременно подсчитываются реверсивным счетчиком

5, управляющим блоком 6 индикации.

Выход младшего разряда реверсивного счетчика 4 соединен с управляющим входом элемента И 12, который пропускает с задержкой на вход счетчика ll импульс переполнения делителя 7 частоты, если младший разряд счетчика 4 находится в нулевом состоянии, и »е пропускает этот импульс, если младншй разряд счетчика 4 находится в единичном состоянии. Такое включенйе увеличивает разрешающую способность пре образователя в два раза.

Применение записи содержимого счетчика 4 в дополнительные, счетчики 9 и 11 один раз за период делителя 7 частоты в короткий промежуток времени исключает

10 влияние переходных процессов в счетчиках на формирование выходных импульсов запитки датчика, что повышает точность преобразователя.

Автоматическое смещение выходных импульсов запитки датчика на 180 на выходах элементов И 16 и 17 при переходе датчика из одного квадранта в другой, снижает расход мощности на питание датчика в два раза, что позволяет увеличить выходной сигнал датчика, а следовательно повыio сить точность преобразователя.

Увеличение разрешающей способности преобразователя в два раза без снижения несущей частоты импульсов запитки датчика также позволяет повысить его точность, Формула изобретения

1. Преобразователь перемещения в код, содержащий формирователь импульсов питания, подключенный к датчику перемещения, выход которого через полосовой усилитель подключен к формирователю импульсов рассогласования, управляющий вход кото=

poro через делитель частоты соединен с генератором импульсов, а выход подключен к

35 входам первого и второго реверсивных счетчиков, выход второго реверсивного счетчика подключен к блоку индикации, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в него введены элементы

4о И, ИЛИ и два дополнительных счетчика, входы записи которых соединены с выходами разрядов первого реверсивного счетчика, входы разрешения записи — с выходом делителя частоты, а выходы подключены к входам формирователя импульсов питания, 4 счетный вход одного дополнительного счетчика соединен с генератором импульсов, а счетный вход другого дополнительного счетчика соединен с выходом элемента ИЛИ, входы элемента И соединены с выходами делителя частоты и выходами младшего разряда первого реверсивного счетчика, а выход подключен к одному входу элемента

ИЛИ, другой вход которого соединен с генератором импульсов.

2. Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что формирователь импульсов питания содержит два фазосдвигающих эле. мента и два элемента И, два первых входа формирователя импульсов питания подклю746651 чены к одному элементу И, а два вторых входа через соответствующие фазосдвигающие элементы подключены к другому элементу И.

Источники информации,,примятые во внимание при экспертизе

I. Патент США Ж 3537102, кл. 340 — 347, I 970.

2. Патент США М 3789393, кл. 340 — 347, 1974.

3. Авторское свндетельсгво СССР

Ж 536501, кл. G 08 С 9/00, !975 (прототип).

i4665 l

ЯЬг 3

Составитель А. Срнрнов

Редактор Л. Алексеенко Техред К. Шуфрич Корректор М. Викула

Заказ 4108/20 Тирам 682 Подннсное

БНИИПИ Государственного ко»итета СССР но дела» изобретений н открытий

I I 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

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