Преобразователь перемещения в код

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 91 Ю1)5 Н 03 1 48 ПИСА БРЕТЕН СТВУ 57) Изобретен тике и вычисл тельнои технике ьзовано при изм может быть испо высокодинамич и ских перемещеня динамической лью повышен ности ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИ(56) Авторское свидетельство ССВ 746651, кл. Н 03 М 1/48, 1978Авторское свидетельство СССРВ 1030824, кл. Н 03 М 1/48, 198(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯВ КОД е относится к автома преобразователя, содержащего синуснокосчнусный датчик (СКД) 1, полосовойусилитель 2, генератор 17 импульсов,делитель 18 частоты, элемент 19 задержки, триггер 8, реверсивные счетчики 10,14,15, дешифратор 13, элементы И 11, 12, широтно-импульсный модулятор 16, введены аналоговый инвертор 3, АЦП 4, регистры 5,6, сумматор7, элемент И 20. За счет измерениясигнала рассогласования два раза втечение одного периода опорной частоты СКД 1 преобразователя с помощьюрегистров 5,6, АЦП 7 и одновибратора9, сравнения их результатов в сумматоре 7 осуществляется учет прогнозируемой ошибки преобразователя в следующем такте, 1 ил.3 15Изобретение относится к автоматикеи вычислительной технике и может бытьиспользовано при измерении высокодинамических перемещений.Цель изобретения - повышение динамической точности преобразоватедя.На чертеже приведена функциональная схема преобразователя,Преобразователь содержит синуснокосинусный датчик (СКД) 1, полосовойусилитель 2, аналоговый инвертор 3,аналого-цифровой преобразователь(АЦП) 4, регистры 5 и 6, сумматор 7,триггер 8, одновибратор 9, реверсивный счетчик 10, элементы И 11 и 12,дешифратор 13, реверсивные счетчики114 и 15, широтно-импульсный модулятор 16, генератор 17 импульсов, де,литель 1 р частоты, элемент 19 задерж,ки и элемент И 20.В известном устройстве примененитеративный метод измерения скорости: в каждом такте опорной частотыСКД реальная скоростьперемещениядатчика сравнивается с содержаниемвнутреннего счетчика 10 скорости, иесли они не равны, то сигнал рассогласования отличен от нуля, внутренний счетчик скорости модифицируется.Таким образом, чем больше отличаетсяреальная скорость отее отображенияв счетчике скорости преобразователятем. большее время потребуется для ееизмерения, причем все это время пре,образователь индицирует текущее положение с ошибкой.В предлагаемом устройстве измере;ние текущей скорости происходит заодин такт. опорной частоты СКД 1 наоснове сравнения сигналов рассогласования в конце 1-й и З-й четвертейтакта, так как сигналы запитки датчика в течение такта неизменны. Поэтому при любом изменении реальнойскорости перемещения датчика ошибкав показаниях преобразователя присутствует не более одного такта опорнойчастоты СКД 1.Преобразователь перемещения в кодработает следующим образом. При перемещении подвижной частиСКД 1 на его выходе возникает сигналрассогласования. Полосовой усилитель2 усиливает сигнал рассогласованияи выделяет первую гармонику этогосигнала. Инвертор 3 сдвигает его на180 71762Усиленный в инвертированный сигналрассогласования поступает на входАЦЦ 4 последовательного приближения,запускаемого импульсами с первогои второго выходов элемента 19 задержки, сдвинутыми относительно началатакта соответственно на 1/4"Ти 3/4 Тпериода напряжения опорной частоты,10 объединенными элементом И 20. По задним фронтам этих импульсов в регистры 5 и 6 записываются числа, пропорциональные амплитудам сигнала рассогласования в конце 1-й и 3-й чет 15 вертей такта напряжения опорной частоты СКД соответственно.Цена младшего значащего разрядаАЦП 4 равна изменению амплитуды сигнала рассогласования при перемещении20 подвижной части СКД 1 на одну дискрету, поэтому каждое из этих чиселпо абсолютной величине представляетсобой рассогласование между показаниями преобразователя и фактическим25 положением датчика в данн: й конкретный момент (1/4 Т и 3/4 Т соответственно),Знак рассогласования совпадаетсо знаком числа, вычисленного в мо 30 мент. 1/4 Т,На основании. сравнения этих чиселв сумматоре 7 вычисляется скорость,с которой движется датчик, и предсказывается его положение в конце 1-й35 четверти следующего такта напряженияопорной частоты,Прогнозируемая величина ошибкипреобразователя в момент времени 5/4 Т140 А 5/4 = -А 3/4 - (А 3/4 - А 1/4) == -2 А 3/4 + А 1/4,где А 1/4 и А 3/4 - абсолютные вели чины напряжениярассогласованияв моменты 1/4 Т и 3/4 Т напряжения опорной частоты соответственно в дискретах перемещения подвижной части СКД 1,Компенсируется,она следующим образом. Числа, сформированные в -м такте опорной частоты СКД и хранящиеся в регисирах 5 и 6, складываются в сумматоре 7, причем число, хра62 6 5 15нящееся в регистре 5, сдвинуто относительно числа, хранящегося в регистре 6, на один разряд в сторону старших разрядов за исключением знакового разряда (см, выражение (1..По импульсу с выхода одновибратора, запускаемого задним фронтом импульса с второго выхода элемента 19 задержки, результат заносится в реверсивный счетчик 10 (за исключением знакового разряда, который заносится в триггер 8),На выходе дешифратора 13 появля" ется сигнал логической единицы, который удерживается до тех пор, пока на инкрементные,(или декрементные при отрицательном перемещении) входы реверсивных счетчиков 14 и 15 через элемент И 12 (или элемент И 11 при отрицательном перемещении) с выхода 20 генератора 17 не поступит А 5(4 импульсов, т.е. пока содержимое реверсивного счетчика 10 не станет равным О.В начале следующего, (+1)-го, так та напряжения опорной частоты число, содержащееся в реверсивном счетчике 14 по импульсу с выхода делителя. 18 частоты заносится в широтно-импульсный модулятор 16, который генерирует З 0 синусоидальный и косинусоидальный сигналы запитки СКД 1. Так как число, записанное в счетчике 14, точно соответствует внутришаговому положению датчика в момент времени 5/4 Т, сигнал рассогласования на выходе датчика 1 в этот момент равен. 0 и содержимое реверсивного счетчика 15 точно соответствует текущему положению СКД 1, т,е. паразитный "пробег" преобразова-теля учитывается и выбирается в (1+1)-м такте напряжения опорной частоты.За счет того, что сигнал рассогласования измеряется два. раза в такт и результаты измерения сравниваются, измерение скорости перемещения производится за один такт, что позволяет повысить точность измерения при высокодинамичпых перемещениях в 1,9 раза по сравнению с известным устройством. формула изобретения Преобразователь перемещения в код, содержащий синусно"косинусний датчик, вход которого соединен с входом поло- у сового усилителя, генератор импульсов, выход которого соединен с входом делителя частоты и с первыми входами широтно-импульсного модулятора и первого и второго. элементов И, выход делителя частоты соединен с входом элемента задержки и вторым входом широтно-импульсного модулятора, триггер,первый и второй выходы которого соединены с вторыми входами первого ивторого элементов И соответственно,третьи входы которых подключены к выходу дешифратора, а выходы соединеныс первым и вторым счетными вхОдамипервого реверсивного счетчиков соответственно, выходы первого реверсивного счетчика соединены с входами дешифратора, второй реверсивный счетчик, выход младшего разряда которогосоединен с третьим входом широтно-импульсного модулятора, а выходы остальных разрядов - с группой входов широтно-импульсного модулятора, выходыкоторого соединены с входами синуснокосинусного датчика, выходы третьегореверсивного счетчика являются выходами преобразователя, одноименныевходы второго и третьего реверсивныхсчетчиков объединены, соответственно,о т л и ч а ю щ и Й с я тем, что,с целью повышения динамической точности преобразователя, в него введеныаналоговый инвертор, аналого-цифровойпреобразователь, два регистра, третийэлемент И, одновибратор, выход полосового усилителя через аналоговый инвертор соединен с информационным входомайалого-цифрового преобразователя,выды которого соединены с информационными входами начиная с второго. разряда первого регистра и информационными входами второго регистра, управляющие входы которых подключены к первому и второму выходам элемента задержки соответственно, а выходы соединены с входамисумматора, выходстаршего разряда которого соединенс одним входом триггера, а выходы .остальных разрядов соединены с установочными .входами первого реверсивного счетчика, первый и второй выходы элемента задержки соединены с входами третьего элемента И, выход которого соединен с входом запуска аналого-цифрового преобразователя, второй выход элемента задвржки через одновибратор соединен с другим входомтриггера и управляющим входом первого реверсивного счетчика, выходы первого и второго элементов И соединеныс первым и вторым входами второгореверсивного счетчика соответственно.