Цифровой преобразователь перемещения

Цифровой преобразователь перемещения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик описднии

9

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к ввт. свид-ву (22) Заявлено 16.02.81 (2l ) 3249637/18-24 с присоединением заявки,% (23) Приоритет

Опубликовано 23.09.82. Бюллетень № 35

Дата опубликования описания 23.09.82 (5l)M. Кл.

608С 9/04

3Ьеудерстееный комнтет

СССР па делам нзобретеннй н вткрытнй (53) Уд<68Х

° 3 25 (088.8) И. Р. Добровинский, В. В. Марченко и А. П. Чепасов (72) Авторы изобретения (71) Заявитель» Пензенский политехнический институт (54) БИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ПЕРЕМЕЩ ЕНИЯ

Изобретение относится к измерению неэлектрических величин электрическими методами и может быть использовано для измерения линейных перемещений в автоматике и измерительной технике.

Известен цифровой преобразователь

5 перемещения, содержащий генератор, дискретную линейку с бифилярной намоткой, блок считывания в виде двух магнитных головок, расположенных вблизи дискретной линейки, и блок обработки измерительного сигнала P l) .

Недостаткамн преобразователя являются низкая точность, невозможность определить направление перемещения и низ- 5 кая помехозащищенность.

Наиболее близким по технической сущности является цифровой преобразователь перемещения, состоящий из генератора синусоидального напряжения, соединенного с выводами носителя кодовой .информации в форме меандра и входами усилителяформирователя, магнитной головки, соединенной со входами усилителя-ограничителя, выходы которого соединены с одними входами элементов И, другие входы которых через соответствующие цепочки последовательно соединенных одновибраторов соединены с выходами усилителя.формирователя, а выходы — со Входами триггера, выход которого соединен со входами счетчика Р 21.

Недостатками преобразователя являются низкая точность при реверсе и низкая помехозащищенность.

Белью изобретения является повышьние точности при реверсе и помехозащишеннос ти.

Поставленная цель достигается тем, что в цифровой преобразователь перемещения, содержащий магнитную головку, генератор синусоидального напряжения, первый носитель кодовой информации в форме меандра, выводы которого соединены со входами первого усилителя-формирователя, прямой выход которого через последовательно соединенные первый и

Э 9608 второй одновибраторы соединены с первым входом первого элемента И, а инверсный выход через последовательно соединенные третий и четвертый одновибраторы соединен с первым входом второго элемента H„5 первый триггер и счетчик, введены второй усилитель-формирователь, пятый, шестой, седьмой, восьмой, девятый и десятый одно-. вибраторы, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой элементы И, три элемента ИЛИ, второй триггер и второй носитель кодовой информации, смещенный относительно первого, а счетчик выполцен реверсивным,. генератор синусоидального напряжения соединен со входами магнитной головки, выводы второго носителя кодовой информации соединены со входами второго усилителя-формирователя, прямой выход которого соединен с первым и через последовательно соединенные пя2 тый и шестой одновибраторы — со вторыми входами третьего элемента И, выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, инверсный выход второго усилителя-формирователя соединен с первым. и через последовательно сое. диненные седьмой и восьмой одновибраторы с вторыми входами четвертого элемента И, выход которого соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, вы30 ход которого соединен с входом девятого одновибратора и первым входом пятого элемента И, прямой и инверсный выходы первого усилителя-формирователя соединены с вторыми входами соответственно первого и второго элементов И, выходы которых соединены с входами второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом десятого одновибратора и первым входом шестого элемента И, выходы девятого и десятого одновибраторов соеди- 4О нены с входами первого триггера, прямой и инверсный выходы которого соединены с вторыми входами соответсвенно пятого и шестого элементов И, выходы которых соединены со входами второго триггера, прямой и инверсный выходы которого соединены с первыми входами соответственно седьмого и восьмого элементов И, ко вторым входам которых через третий элемент ИЛИ подипо-5О чены выходы девятого и десятого одновибраторов, выход седьмого элемента И соединен со входом сложения счетчика, а выход восьмого элемента И соединен со входом вычитания счетчика. 55

На фиг. 1 приведена функциональная схема цифрового преобразователя перемеще85 4 ния; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие его работу.

Преобразователь содержит генератор 1 синусоидального напряжения, магнитную головку 2, носители 3 кодовой информации в форме меандра, смещенные на 1/4 периода друг относительно друга, усилители-формирователи 4 и 5, одновибраторы

6-1 3, элементы И 14-1 7, элементы ИЛИ 1 8 и

19, одновибраторы 20 и 21, триггер 22, элементы И 23 и 24, триггер 25, элемент ИЛИ 26, элементы И 27 и 28 и счетчик 29, Преобразователь работает следующим образом.

Питающий переменный ток высокой частоты с генератора 1 питает магнитную головку 2. При перемещении носителей 3 в форме меандра, сдвинутыми на

1/4 периода меандра один относительно друга, в них наводятся ЭДС, причем фаза сигнала, снимаемого с носителей 3, будет меняться на противоположную дискретно при прохождении над магнитной головкой каждого нового витка меандра, так как меняется направление тока в соседних витках (фиг. 2. 1). Переменное напряжение с выходов носителей 3 поступает на усилители формирователи 4 и 5, где преобразуется в напряжение прямоугольной формы (фиг. 2. 2), При дифференцировании импульсов с вы.хода усилителей-формирователей 4 и 5 по положительным фронтам срабатывают одновибраторы 6 и 7 (фиг. 2, 3), Сигнал (фиг. 2. 5) на выходе элемента И

14 будет только при совпадении сигналов (фиг. 2, 2 и 2. 4) с выходов усилителя-формирователя 4 и одновибратора

7 при смене фазы напряжения с выхода усилителя-формирователя 4. Если сигнал смены фазы при прохождении нового витка меандра носителя 3 произойдет при отрицательной полуволне напряжения на выходе усилителя-формирователя 4, то с инверсного выхода усилителя-формирователя 4 и со второго одновибратора 9 сигналы поступают на элемент И 15, на выходе которой будут присутствовать сигналы смены фазы отрицательной полуволны (фиг. 2. 6). Эти сигналы смены фаз с выходов элементов И 14 и 15 подаются на элемент ИЛИ 18 (фиг. 2. 7) и запускают одновибратор 20 своим задним фронтом (фиг. 2. 11).

Аналогично будут отрабатываться сигналы смены фазы второго носителя 3 усилителем-формирователем 5, одновибраторами 10-13 и элементами И 16 и щуюся погрешность при реверсе и повысить точность преобразователя, чем и определяется технико- кономический эффект изобретения.

Формула изобретения

Цифровой преобразователь перемещения, содержащий магнитную головку, генератор синусоидального напряжения, первый носитель кодовой информации в форме меандра, выводы которого соединены со входами первого. усилителя-формирователя, прямой выход которого через последовательно соединенные первый и второй одновибраторы соединены с первым входом первого элемента И, а инверсный выход через последовательно соединенные третий и четвертый одновибраторы — с первым входом второго элемента И, первый триггер и счетчик, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности при реверсе и помехозащищенности преобразователя, в него введены второй усилитель-формирователь, пятый, шестой, седьмой, восьмой, девятый и десятый одновибраторы, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой элементы И, три элемента ИЛИ, второй триггер и второй носитель кодовой информации, смещенный относительно цервого, а счетчик выполнен реверсивным, генератор синусоидального напряжения соединен со входами магнитной головки, выводы второго носителя кодовой информации — с входами второго усилителя-формирователя, прямой выход которого соединен с первым и через последовательно соединенные пятый и шестой одновибраторы — со вторыми входами третьего элемента И, выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, инверсный выход второго усилителя-формирователя соединен с первым и через последовательно соединенные седьмой и восьмой одновибраторы — с вторым входами четвертого элемента И, выход которого соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом девятого одновибратора и первым входом пятого элемента

И, прямой и инверсный выходы первого усилителя-формирователя соединены с вторыми входами соответственно первого и второго элементов И, выходы которых соединены с входами второго элемента

ИЛИ, выход которого соединен с входом десятого одновибратора и первым входом шестого элемента И, выходы девятого и десятого одновибраторов соединены с вхо5 960885

17, но с временной задержкой (из-за сдвига в 1/4 периода меандра носителей 3).

Обработка сдвинутых сигналов смен фаз со второго носителя с выходов элементов И 16 и 17 представлены на фиг. 2. 8. и 2. 9, а с выхода элемента

ИЛИ 19 и одновибратора 21 на фиг. 2.

10 и.2. 11, соответственно. Сигнал с выхода одновибратора 20 взводит триггер 10

22, а одновибратор 21 его сбрасывает в нулевое состояние (фиг. 2. 13). На инверсном выходе триггера 22 будет инверсный сигнал (фиг. 2. 14).

При одном направлении движения сигналы на выходах элементов И 23 и 24. отсутствуют (фиг.2. 15), так как сигналы с выходов элементов ИЛИ 18 и 19 и соответствующих выходов триггера 22 находятся в противофазе. Одновибраторы 20

20и2 и 21 введены в схему устройства для исключения возможных сбоев работы преобразователя за.счет возможного перекрытия задних фронтов сигналов с выходов элементов ИЛИ 18 и 19 и передних фрон-25 тов импульсов с выходов триггера 22.

При этом открыт сигналом с инверсного выхода триггера 25 элемент И 27, и импульсы с выходов одновибраторов 20 и 21 через элемент ИЛИ 26 подаются З0 на вход сложения счетчика 29 (фиг. 2, 17).

При однонаправленном перемещении носителей 3 импульсы с выходов одновибраторов 20 и 21 все время чередуются, и

35 один взводит, а другой сбрасывает триггер 22. При изменении направлейия движения один и тот же одновибратор 21 (фиг. 2. 12) срабатывает цважды, и второй импульс с выхода одновибратора

21 будет совпадать по фазе с сигналом на инверсном выходе триггера 22. Поэтому второй импульс одновибратора 19 пройдет через элемент И 24 (фиг. 2. 15) и взведет триггер 25 (фиг. 2. 16). Те45 перь откроется элемент 28 и импульсы с выхода элемента ИЛИ 26 будут вычитаться в счетчике 29 (фиг. 2. 18), Необходимо отметить, что данный датчик имеет кроме реверсирования вдвое

50 большую разрешающую способность, в сравнении с известным, так как импульсы счета подсчитываются с выходов обоих носителей 3 сдвинутых на 1/4 периода меандра, что повышает точность преобразователя.

Таким образом, введение новых элементов позволяет определять направление перемещения, исключать накапливаю7 960885 8 дами первого триггера, прямой и инверс- И соединен с входом сложения счетчика, ный выходы которого соединены с вторы- а выход восьмого элемента И - со вхоми входами соответственно пятого и шес- дом вычитании счетчика. того элементов И, выходы которых соеди- йены с входами второго триггера, прямой Источники информации, и инверсный выходы которого соединены принятые во внимание при экспертизе с первыми входами соответственно седь- 1. Авторское свидетельство СССР oro и aocbMoro элементов И, ко вторым ¹ 368482, .кл. 508 С 9/04, 3.970. входам которых через третий элемент ИЛИ 2. Авторское свидетельство СССР подключены выходы девятого и десятого 1 по заявке.№ 2923802, кл. G 08 С 9/00, одновибраторов, выход седьмого элемента 1980 (прототид).

960885 б

7 б

Ю

И

Ю

8 и

17

18

ВНИИПИ Заказ 7291/63 Тираж 642 Подписное

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