Цифровой измеритель перемещения

383207 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Соеетских Социалистических Республикисоединением зая оритет Комитет по делам зобретеиий и открытпри Спеете МинистреСССР Бюллетень23 ания 28.Ч 111.1973 ДК 681.325(088,8 Опубликовано 23.Ч.197 Дата опубликования оп Автор зобретени сто пал Московский ордена явитель ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИ я к области импульс- цифровым измеритеет быть использован и скорости сдвпжения мерах и других устиспользовании емкоатчиков. Изобретение относитс ной техники, а именно к лям перемещения, и мож в измерителях величины горных пород, в уровне ройствах, основанных на стных или индуктивных д подклюследнего группы четвер- входам ентилей. Известен цифровой измер ния, содержащий автогенер или индуктивным датчиками ратор, вентиди, счетчики, сх задержки, триггеры и мн ройство.Целью изобретения явля быстродействия цифровых из тель пере тор с емко эталонный му пуска, ожительное мещетным гене- инию О ется повышениемерителей,в цифровой измеритель перемены две пары параллельно соедиилей, первые входы которых чегруппу вентилей подключены к ру с емкостным или индуктивм и к выходу первого триггера, ого через схему пуска соединены ножительного устройства, причем ительного устройства подключены торого триггера; входы двух пар соединенных вентилей через счетчены к первым входам второй илей, ко входам второго триггера Для этогощения введененных вентрез первуюавтогенератоным датчиковходы которс выходом мвходы множк выходам впараллельночики подклюгруппы вент асного Знамени горныи инстит и к линии задержки, выход которои чен к третьему триггеру, выход п подключен ко вторым входам второ вентилей, выходы этих вентилей чер тый триггер подключены ко вторым двух пар параллельно соединенных На чертеже приведена функциональная схема цифрового измерителя перемещения,В этой схеме в качестве датчика перемещения используют включенный в автогенератор1 емкостный или индуктивный датчики с прямолинейной характеристикой. Автогенератор 1при начальном положении датчика настроенна ту же частоту, что и эталонный генератор 2.Измерение перемещения выполняют путемполучения временных интервалов, пропорциональных разности периодов и меньшему пеО риоду генераторов 1 и 2, и преобразованияэтих интервалов в цифровые значения, проТ, - Т,порциональные величине (Т, + Х2Х(Тз - Т 1), где Т и Т, - больший и меньший5 периоды генераторов 1 и 2. Указанное произведение пропорционально приращению емкости или индуктивности датчика и, следовательно, пропорционально измеряемому перемещению2 65 Например, для емкостного датчика, вызывающего изменение емкости контура автогенератора на величину ЛС, имеем т+ Т - Т (т т) - "2-.1 (С + ЬС - Т То - ,- 4,.Ч., С - Т 1 где ТО=2 Р 1 С - начальное значение периода автогенератора 1.Поскольку при начальном положенни датчика частоты автогенератора 1 и генератора 2 равны, то ТО=Т 1, и получаем Т,+)(Т, - Т)=2-ЧЛС 2 Предложенное устройство работает следующим образом. К моменту начала измерений триггеры 3 и 4 находятся в состоянии, при котором вентили 5, 6 и 7, 8 открыты, При включении схемы пуска 9 триггер 10 опрокидывается, вентили 11 и 12 открываются и колебания от автогенератора 1 и эталонного генератора 2 начинают поступать на схему, формирующую временные интервалы, пропорциональные Т - Т, и Ть Схема состоит из счетчиков 13 и 14 с коэффициентами пересчета М и триггера 3, На триггере 3 вырабатываются прямоугольные импульсы с длительностями, пропорциональными разности периодов Тг - Ть и периоду эталонного генератора ТьЕсли предположить, что при выбранном перемещении частота автогенератора 1 выше частоты эталонного генератора 2, т. е. Т)Ть то после прохохкдения колебаний генераторов 1 и 2 выходной импульс наполнений счетчика 13 появится раньше, чем у счетчнка 14,Импульс наполнения счетчика 13, появляющийся по истечении интервала времени НТ, после пуска, опрокидывает триггер 3, а, проходя через вентиль 7, устанавливает триггер 15 в такое состояние, при котором вентиль 16 закрыт, а вентиль 17 открыт.Опрокидывание триггера 3 вызывает запирание вентилей 5 и 6, что приводит к запиранию по входу счетчика 13, тогда как на счетчик 14 через открытый вентиль 17 будут по- прежнему поступать колебания генератора 2,Упомянутый выходной импульс счетчика 13, пройдя через линию задержки 18 на триггер 4, опрокинет его, н вентили 7, 8 окажутся закрытыми.Счетчик 13, вследствие имевшегося переполнения и запирания останется пустым до тех пор, пока вентиль 5 не откроется из-за обратного переброса триггера 3.Обратный переброс триггера 3 осуществляется импульсом наполиения счетчика 14, Этот переброс осуществится по истечении интервала времени ИТ, после пуска, т. е. по истечении интервала времени У(Т, - Т 1) после опрокидывания триггера 3.Возвращение триггера в первоначальное состояние вызовет отпирание вентиля 5, при 5 10 15 20 25 30 35 40 45 53 55 60 этом счетчик 13, остававшийся перед этим пустым, начнет снова наполняться, цикл наполиения счетчиков 13, 14 и перебросов триггера 3 повторится и, таким образом, на выходе триггера 3 периодически будут образовываться импульсы длительностью У(Т - Т,) с интервалом между ними, равным КТ.По заднему фронту переброса триггера 3 в блоке 19 формируется импульс, восстанавливающий триггер 4 в начальное положение, соответствующее отпиранию вентилей 7 и 8.При другом знаке перемещения частота автогенератора 1 будет ниже, чем частота эталонного генератора 2, и положение триггера 5 будет определяться импульсом, прошедшим на вентиль 8 с выхода счетчика 14, при этом вентиль 17 будет закрыт, а вентиль 16 откроется, так что от триггера 3 теперь будет запираться счетчик 14, а счетчик 13 останется в режиме непрерывного пересчета.Таким образом, на триггере 3, как и в рассмотренном ранее случае, будут вырабатываться импульсы, пропорциональные разности периодов и меньшему периоду.Отметим, что триггер 15 может использоваться в данном измерителе как индикатор знака перемещения.Величина перемещения регистрируется в мчожительном устройстве 20. В нем выработанные триггером 3 импульсы используются для выполнения преобразовании, обеспечивающих получение цифрового представления веТ, - Т, личины, пропорциональной Т, + ) Х2 Т - Т,), При получении отсчета на схему пуска 9 от мнохкительного устройства 20 подается импульс, вызывающий повторное выполнение измерений,С целью исключения нарушений работы устройства в случае одновременного или почти, одновременного поступления двух выходных импульсов со счетчиков 13, 14 (что может иметь место при малых начальных перемещениях, когда частоты автогенератора 1 и эталонпого генератора 2 окажутся очень близкимп) между выходами этих счетчиков и остальной частью измерителя, присоединенной к этим выходам, располагают блоки суммирования по модулю два (не показаны). Эти блоки ьосспсчивают поступление импульсов со счетчиков 13, 14 только тогда, когда импульсы будут иметь временное разрешение, достаточное для надежного переключения триггеров 3 и 4 и последующих элементов, которыми управляют данные триггеры.Отметим, что, используя счетчики 13, 14 с различными коэффициентами пересчета Ж, можно иметь различные значения частоты эта лонного генератора 2 и начальной частоты автогенератора 1. Предмет изобретенияЦифровой измеритель перемещения, содер жаший автогенератор с емкостным или индуктивным датчиком, эталонный генератор, вецРедактор А, Зиньковский Заказ 2333/5 Изд. Мд 681 Тираж 780 Подписное ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва, Ж, Раушская наб., д. 4,5 Типография, пр. Сапунова, 2 тили, счетчики, схему пуска, линию задержки, триггеры, множительное устройство, отличаоиееся тем, что, с целью повышения быстродействия, введены две пары параллельно соединенных вентилей, первые входы которых через первую группу вентилей подключены к автогенератору с емкостным или индуктивным датчиком и к выходу первого триггера, входы которого через схему пуска соединены с выходом множительного устройства, причем входы множительного устройства подключены к выходам второго триггера; выходы двух пар параллельно соединенных вентилей через счетчики подключены к первым входам второй группы вентилей, ко входам второго триггера и к линии задержки, выход которой подключен к третьему триггеру, выход последнего подключен ко вторым входам второй группы вентилей, выходы этих вентилей через четвертый триггер подключены ко вторым вхо О дам двух пар параллельно соединенных вентилей.