Преобразователь перемещения в код

(51) 4 Н 03 М 1/38 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ вМ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1(46) 23.11.89. Бюл, У 43 (71) Вильнюсский филиал Экспериментального научно-исследовательского института металлорежущих станков (72) В .Ю.Каваляускас, Я .А.Каружа, Л.И.Кулис и Б,И.Миццерис (53) 681.325(088.8)(56) Авторское свидетельство СССР И 30931, кл, Н 03 М 1/38, 1985. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В КОД(57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и мо 2жет быть использовано в измерительных системах линейных и круговых перемещений, Цель изобретения - повьппение быстродействия и расширение диапазона измерения преобразователя. В греобразователь, содержащий синусно-косинусный датчик 1, компараторы 2 и З,двухполупериодные выпрямители 4 и 5, вычитатель 6, двухполупериодные выпрямители 8 и 9, АЦП 12, ПЗУ 13, введены блок 1 б индикации, счетчик 15, блок 14 формирования счетных импульсов. Последний формирует импульсы грубого отсчета, фиксируемые в счетчике 15 в зависимости от направления перемещения. 2 ип.Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, можетбыть использовано в измерительных системах линейных и круговых перемещений5и является усовершенствованием изобретения по авт. св. У 1309311.Целью изобретения является повышение быстродействия и расширение диапазона измерения преобразователя.На фиг.1 представлена блок-схемапреобразователя перемещения в код;на фиг.2 - структурная схема блокаформирования счетных импульсов.Преобразователь перемещения в кодсодержит синусно-косинусный датчик 1,компараторы 2 и 3, двухполупернодныевыпрямители 4 и 5 и вычитатель 6, составляющие формирователь 7 треугольного напряжения, двухполупериодные 20выпрямители 8 и 9 и сумматор 10, составляющие формирователь 11 опорногонапряжения, аналого-цифровой преобразователь 12 (АЦП), постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 13, блок 14 25формирования счетных импульсов, счетчик 15 и блок 16 индикации. Блок 14формирования счетных импульсов состоит иэ элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 11,одновибраторов 18, 18 Р-триггераэлемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 20, элементов И 21 и 22.Преобразователь работает следующимобразом,При перемещении измеряемого объекта (йе показан) датчик 1 перемещенияс квадратурным выходом вырабатываетдва ортогональных сигнала, т.е. синусоидальный и косинусоидальный. Этисигналы поступают на формирователь 40треугольного напряжения, в которомосуществляется преобразование ортогональных сигналов датчика 1 в треугольный сигнал. Например, осуществляя двухполупериодное выпрямление 45каждого из сигналов датчика 1 в выпрямителях 4 и 5 и последующее вычитание в вьгчитателе 6, т.е. на выходевычитателя 6, а значит, и всего формирователя 7 треугольного напряжения,50образуется сигнал 1 зп-созч ),Эта функция представляет собой треугольное напряжение с линейностью 2 Х,Полученное треугольное напряжение поступает на АЦП 12 на опорные входы)55которого подается постоянное опорноенапряжение, пропорциональное амплитуде выходных сигналов датчика 1. Изменения этой амплитуды всегда имеют место в датчиках перемещений (например, в датчиках фотоэлектрического типа из-эа старения осветителя, колебаний светового потока, загрязнения растровых мер и т.д.), Такое опорное напряжение в формирователе 11 может быть получено, например, при оеуществлении двухполупериодного выпрямления каждого из сигналов датчика 1. При этом образованные сигналы (в 1 пч 1 и совц складываются в сумматоре 10 - на его выходе, а значит, и на выходе формирователя 11 получается напряжениезфг 1 ф +1 соз ф, пропорциональное амплитуде сигналов датчика 1. Это опорное напряжение с прямого и инверсного выходов сумматора 10 поступает на опорные входы АЦП 12, В АЦП происходит преобразование аналогового треугольного напряжения в цифровую форму в виде двоичного кода, Цифровые выходы АЦП 12 (число разрядов, напри" мер, ш) соединены с ПЗУ 13, причемэти цифровые выходы вместе с выхода" ии компараторов 2 н 3 используются как адреса ПЗУ. Счетчик 15 соединен скомпараторами 2 и 3 через блок 14 формирования счетных импульсов и являетсясчетчиком грубого отсчета.Блок формирования счетных импуль" сов (Фиг.2) работает следующим образом.Сигналы меандров А и В с компараоторов 2 и 3, смещенных на 90 , поступают на входы блока 14 формирования счетных импульсов. С выхода элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 17 сигнал С поступает на 0-вход 0-триггера 9. Кроме того, пз сигнала В в одновибраторах 181,18 происходит формирование коротких импульсов 0 н Е соответственно от задних и передних фронтов сигнала В. Импульсы 0 и Е объединяются элементом ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 20 в одну последовательность К, которая подается на С-вход 0-триггера 19. Выходные сигналы 0-триггера управляют элементами И 21 и 22. При этом на выходе Ь - высокий уровень, а на выходе М - серия счетных импульсов М, подаваемая на один иэ входов реверсивного счетчика 15, При перемещении в другом направлении блок 14 формирования работает аналогично, но счетные импульсы появляются на выходе Ь, а на выходе М- высокий уровень, следовательно, задействован другой вход реверсивногосчетчика 15, т,е. осуществляется счет515241 импульсов с учетом направления, В ПЗУ хранятся значения цифровых эквивалентов сигналов, которые совместно с вы; ходом счетчика 15 образуют код, управ ляющий блоком 16 индикацииИзменения цифрового кода на выходе АЦП (совместно с выходами компараторов 2 и 3) управляют адресами ПЗУ так, что на его выходе соответственно изменяется цифровой эквивалент сигнала. Выходы компараторов 2 и 3 (сигналы на них сдвинуты на четверть периода) подсоединены к и-му н (и)-му адресному входу и обеспечивают однозначное определе/ ние перемещения в восходящих и ниспадающих ветвях треугольного аналогового напряжения, подаваемого на АЦП 12. Разрядность АЦП достигает 6-10, а количество.адресов ПЗУ тоже достигает 20 10 разрядов. По адресу ПЗУ формируется позиционный код точного отсчета преобразователя.В связи с тем, что, как для формирования счетных импульсов грубого 25 отсчета, так и для формирования числового эквивалента значения перемещения, используются одни и те же компараторы 2 и Э, исключается неоднозначность показаний блока 16 индикации 30 77 6при переходе в грубом отсчете с одного значения на другое.Благодаря использованию ПЗУ 13 можно производить интерполяцию сигналов датчика 1 перемещений с любым коэффициентом, зависящим от разрядности ПЗУ 13. Поскольку в ПЗУ 13 можно записывать любые значения цифровых эквивалентов перемещения, то достаточно просто вводить и поправки, т.е.осуществлять коррекцию преобразования. формула из обретения Преобразователь перемещения в код по авт. св. У 1309311, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повыше ния быстродействия и расширения диапазона измерения преобразователя, в него введены блок индикации, счетчик и блок формирования счетных импульсов, входы которого соединены с выходами первого и второго компараторов, а выходы подключены к соответствующим входам счетчика, выходы которого и выходы постоянного запоминающего уст" ройства соединены с входами блока индикации.