Преобразователь перемещения в код

Преобразователь перемещения в код

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ИТИЛЬСТВУ

«i>886025 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 08.02.80 (2!) 2881867/18-24 с присоединением заявки ¹â€” (51)М. Кл.З

G08 С 9/00

Государственный комитет

СССР

IIo делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 3011.81. Бюллетень № 44

Дата опубликования описания 3011.81 (53} УДК 681. 325 (088. 8) В. В.Мингазудинов, Г. В. Бурденко

;1 и В.A.Ãoëîâàøêèí 3 (72) Авторы изобретения (? 1) Заявитель о (54 ) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В, КОД

Изобретение относится к преобразователям линейных и угловых перемещений в код с промежуточным.,преобразованием в фазу или временной интервал. Значение кода используется для индикации и контроля величины перемещения измеряемого объекта.

Известны двухотсчетные преобразователи перемещения в код, содержащие

Фазовращатель, формирователь стробирующих импульсов, регистр точного отсчета, блок согласования, регистр грубого отсчета, генератор тактовых импульсов, формирователь опорного напряжения, счетчики точного и грубого отсчета и регистрирующее устройство j1).

Однако известные преобразователи характеризуются невысокой очностью преобразования. 20

Известен преобразователь угла поворота вала в код, содержащий генератор импульсов, счетчик точного отсчета, формирователь напряжения питания, формирователи фазовых импульсов, фазорасщепитель, датчик угла, блок согласования, блок опрсдсления направления перемещения, логические схемы, счетчик грубого отсчета и регистрирующее устройство (2). З0

Недостатком этого устройства является недостаточная точность преобразования и громоздкость функционально-логических схем, что снижает надежность устройства.

Из известных устройств наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является двухотсчетный преобразователь сдвига фазы в код, содержащее. датчик точного отсчета, блок преобразования, генератор импульсов, триггеры, логические схемы, счетчик точного отсчета, дифференциальные цепочки, реверсивный счетчик грубого отсчета (3).

Недостатком данного устройства является наличие систематической ошибки в единицу младшего разряда точного отсчета, а также возможность сбоев, снижающих надежность устройства в целом. Ошибка обусловлена тем, что триггеры Т 1, Т 2 и счетчик точного отсчета С сбрасываются s конце каждого цикла преобразования не самим импульсом "Стоп", фазовый сдвиг которого относительно опорного импульса "Старт" несет rfol лезную информацию о перемещении, а согласно схеме первым, поступающим

886025 после сигнала "СТОП", импульсом с генератора ГИ. Но этот.же импульс считывается счетчиком точного отсчета С. Таким образом, в счетчике

С в интервале между импульсами

СТАРТ-СТОП фиксируется не Я импульсов, à /+1 импульсов, т.е. возможна ошибка в единицу младшего разряда точного отсчета. Кроме того, возможны сбои, обусловленные состоянием неопределенности на входах триггера

- Тг 1. Неопределенность возникает в моменты совпадения импульсов "СТАРТ и "СТОП" (т.е. в моменты полных пачек импульсов), когда на входах 5 и

К триггера Т21 одновременно воздействуют два взаимоисключающих сигнала. 15

В этом случае возможен пропуск целого цикла преобразования (пачки импульсов), что может привести к значительной ошибке, если время пропущенного цикла придется как раз íà 0 время индикации результата измерения.

Наличие сбоев снижает надежность устройства в целом.

Цель изобретения — повышение точности преобразования и надежности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь перемещения в код, содержащий датчик точного отсчета, подключенный к блоку преобразования сигналов датчика,.пер- З0

iвый выход которого подключен к одному из входов элемента совпадения, к другому входу которого подключен генератор импульсов, счетчик точного отсчета, счетный вход которого подключен к выходу элемнета совпадения, а установочный вход — ко второму выходу блока преобразования сигналов датчика, реверсивный счетчик грубого отсчета, введены элементы памяти 40 и элементы сравнения, третий и четвертый выходы блока преобразования сигналов датчика соединен с первыми входами элементов памяти и элементов сравнения, соответственно, прямой 4 выход И-1 разряда счетчика точного отсчета =оединен со вторым входом первого элемента памяти и вторым входом первого элемента сравнения, инверсный выход И -1 разряда счетчика точного отсчета соединен третьим

50 входом первого элемента памяти и вторым входом второго элемента сравнения, прямой выход И разряда счетчика точного отсчета соединен со вторым входом второго элемента памяти, с третьими входами первого и второго элементов сравнения, инверсный выход

И разряда счетчика точного отсчета соединен с третьим входом второго .элемента памяти, прямые выходы эле- gp ментов памяти соединены с четвертыми и пятым входами второго элемента сравнения, а инверсные выходы элементов памяти соединены с четвертым и пятым входами первого элемента сравЧисло им Состояние триггеров старпульсов шей декады счетчика ТО. в пачке

ТИ вЂ” q ТН

0 -,-9

10-.19

20 "29

30-39

40-49

50- 59

60-, 69

70-: ?.9

S0-.89

90-.99

0 - .9

Изменение состояния ТИ с "111" в предыдущей пачке на "000" в последующей соответствует перемещению в сторону увеличения (вправо), а с

"000" в "111" — влево, т.е. определяет реверс счетчика ТО

Но триггер ТИ изменяет свое состояние и в момент перехода числа импульсов в пачке с 79 до 80, что может вызвать ложное срабатывание счетчика ТО, Для устранения ложного нения, выходы .элементов сравнения соединены со входами реверсивного счетчика грубого отсчета.

На фиг.1 представлена функциональная схема преобразователя перемещения в код, на фиг.2 — диаграмма синхроимпульсов.

Преобразователь содержит датчик точного отсчета 1, блок преобразова3 ния сигналов датчика 2, элемент совпадения 3, генератор импульсов 4, счетчик точного отсчета 5, элементы памяти б и 7, элементы сравнения 8 и 9, реверсивный счетчик грубого отсчета 10.

Пусть в счетчик точного отсчета (ТО) записываются измерительные пачки с нарастающим числом импульсов.

Если рассмотреть состояние триггеров старшей декады счетчика ТО (табл.) то видно, что в моменты переполнения счетчика ТО т.е. перехода с пачки с числом импульсов 90 99 на пачку с числом 0-;9 триггер Т (старший разряд) изменяет свое состояйие. 886025

Формула изобретения.Срабатывания контролируется еще и состояние триггера T „(И -1 разряд i) .

В момент перехода пачки с 90-99 на пачку с 0-9 импульсами. триггер Ти не изменяет своего. состояние, в тс время, как при. переходе с пачки с

79 на пачку с 80.импульсами, триггер Т> „изменяет свое состояние на противоположное. Этот дополнительный признак используется. при формировании ТО. В основу формирования грубого отсчета положен метод сравнения двух соседних пачек импульсов по состояниям двух старших разрядов счетчика TO,(т.е. yl-1 и И-го разрядов) . Если пришедшая пачка имела

"000" импульсов (в двоичной форме исчисления), а предыдущая пачка

"111" импульсов, то, значит, перемещение происходит вправо и с н счетчик ГО необходимо добавить единицу.

Если же пришла пачка импульсов "111", 20 а предыдущая была "000", то это означает, что из счетчика ГО необходимо вычесть единицу. В пачках же с числом импульсов от "000" до "111" импульсов управления грубым отсчетом 25 быть не должно. Эта логика и реализуется функциональной схемой (фиг.1} .

Преобразователь работает следующим образом. 30

Выходные сигналы датчика 1 (например, фотоэлектрического растрового датчика), преобразуются в блоке преобразования сигналов датчика 2 во З5 временной интервал, длительность которого пропорциональна измеряемому перемещению, Далее временной интервал считываетс.; путем заполнения его счетными импульсами. Счетные импульсы с генератора импульсов 4 подаются на один из входов элемента совпадения 3, на другой вход которой поступают "ворота" (временные интервалы).

На выходе элемента совпадения 3 образуются измерительные пачки импульсов, 45 которые считываются счетчиком 5 ТО °

В блоке преобразования сигналов датчика 2 вырабатынаются также синхро- импульсы (фиг.2), управляющие работой счетчиков ТО и ГО. Импульсом 50

"УСТ.О" устанавливается н нулевое состояние счетчик 5 ТО, после чего в него записывается пришедшая пачка импульсов. С приходом импульса

"СРАВНЕНИЕ" в элементы сравнения 8 и 9 происходит сравнение состояний

И-1 и И-го разрядов счетчика TO пре,дыдущей пачки импульсов, запомненных элементами памяти 6 и 7, с состояниями этих же разрядов от пришед шей пачки импульсон по следующей логике:

Имп. (+) =ТИ. МТ Ч(яч. 6) { яч. 7) ( имп. "СРАВНЕНПГ, Имп. (-) =rn

И

4 счетчика ТО (яч.7) -инверсный выход элемента памяти 7.

В качестве элемента памяти используются, например, триггеры с раздельными входами. Имп.(+) или Имп.{ — ) нызывают .либо добавление единицы, либо вычитание единицы соответственно из младшего разряда реверсивного счетчика 10 ГО. С приходом импульса "ПЕРЕНОС" состояния старших .разрядов счетчика TO от пришедшей пачки записыва- ются в элементах памяти 6 и 7 и запоминаются. С приходом импульса

"УСТ.О" происходит обнуление счетчика

ТО, подготовка его для записи, следующей пачки импульсов и цикл повторяется.

Известно, что,если на счетчик ТО непрерывно подавать пачки импульсов, то счетчик будет. непрерывно "КРУТИТЬСЯ", не давая возможности снять истинные показания с регистрирующего устройства, например, с цифрового табло. С целью устранения этого недостатка либо дискретно опрашивают цифровое табло, либо тактируют работу. блока преобразователя сигналов датчика так, чтобы на счетчик ТО поступала не каждая пачка, а дискретно, например, через одну дне, как в предлагаемом устройстве, а на место пропущенной пачки размещаются синхроимпульсы (фиг.2). Этим устраняются возможные сбои,.присущие известному устройству, и тем самым повышается надежность и точность работы преобразователя в целом.

Предлагаемое устройство опробовано и испытано в макете фотоэлектрического растрового преобразователя перемещений и показало высокую надежность и точность работы.

Преобразователь перемещения в код, содержащий датчик точного отсчета, подключенный к блоку преобразования . сигналов датчика, первый выход которого подключен к одному из входов элемента совпадения, к другому входу которого подключен генератор импульсов, счетчик точного отсчета, счетный вход которого подключен к выходу элемента совпадения, а установочный вход — ко второму выходу.блока преобразования сигналов датчика, реверсивный счетчик грубого отсчета, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и надежности преобразователя, в него введены элементы памяти и элементы сравнения, третий и четвертый выходы блока преобразования сигналон датчика соединен с перными входами элементов памяти и элементов сравнения, 886025

Пав и иют.

ff Wt. сраВнения

ffrvn. переноса инп.

ЖУЮ ° О

Фиг.2

Составитель A.Ñèäoðåíêo

Редактор И.Тыкей Техред Т,Г1аточка Корректор В.Синицкая

Заказ 10563/79 Тираж 694 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Фили(ал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная,4 прямой выход.И-1 разряда счетчика точного отсчета соединен со вторым вхоцом отсчета соединен со вторым входом первого элемента памяти и вторым входом первого элемента сравнения, инверсный выход g-1 разряда счетчика точного отсчета соединен с третьим входом первого элемента памяти и вторым входом. второго элемента сравнения, прямой выход . разряда счетчика точного отсчета соединен со вторым входом второго элемента памяти, с третьими входами первого и второго элементов сравнения, инверсный выход К разряда счетчика точного отсчета соединен с третьим входом второго элемента памяти, пря- 15 мые выходы элементов памяти соединены с четвертым и пятым входами второго элемента сравнения, а инверсные выходы элементов памяти соединены с четвертым и пятым входами первого элемента сравнения, выходы элементов сравнения соединены со входами реверсивного счетчика грубого отсчета.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. "Приборы и системы управления", 1975ю 9 4с с. 28.

2. Авторское свидетельство СССР

9 439836 кл.6 08 С 9/04, 1972.:

3. Ахметжанов А.А. Электромеханические преобразователи угла с электрической редукцией.. М., "Энергия", 1978, с.200 (прототип)..