Устройство для контроля интерполятора

.ЗЮРОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОВфЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬ(71) Вильнюсский филиал Экспериментального научно-исследовательского .института металлорежущих станков(56) 1. Авторское свидетельство СССРР 802933, кл. %ю 05 В 23/020 05 В 19/405, 1979 (прототип ).(54)(57) УСТРОЙСТВО ЛЛЯ КОНТРОЛЯ ИНТЕРПОЛЯТОРА ьо авт, св, Р 802933,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения точности и надежности устройства, в него дополнительно введены компаратов, источникпостоянного напряжения и два Фор"мирователя пилообразного напряжения,вход первого иэ которых подключенк выходу делителя частоты, а выходк первому входу компаратора, второйвход которого соединен с выходомисточника постоянного напряжения,а выход - с входом фазЬрасщепителя,причем выход триггера через второйформировательпилообразного напряжения подключен к второму входублока регистрации,40 45 50 55 60 65 Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, иможет быть использовано для автоматической проверки точности работыинтерполяторов, предназначенныхдля интерполяции сигналов измерительных-преобразователей перемеще"ний,По основному авт, св. Р 802933известно устройство для контроляинтерполятора, содержащее блокрегистрации, генератор импульсов,выход которого соединен с входомделителя частоты и первым входомтриггера, подключенного другим входом к, выходу интерполятора, а такжеинтегратор, частотные фильтры ифаэорасщепитель, вход которого подключен к выходу делителя частоты,выходы - через частотные фильтрык входам интерполятора, вход интегратора соединен с выходом триггера,а выход - с входом блока регистрации 1 ,Однако изветное устройство характеризуется недостаточными точностьюи надежностью, так как запаздывание интегрирующих звеньев (интегратора) приводит к динамической погрешности и может иметь место потеряинформации в виде выпадания отдельных информационных импульсов иэалгоритма обработки из-эа неправильной фаэировки опорной и исследуемой последовательностей сигналовЦелью изобретения является повышение точности и надежности устройства.Цель достигается тем, что в устройство введены компаратор, источник постоянного напряжения и дваФормирователя пилообразного напряжения, вход первого иэ которых подключен к выходу делителя частоты, авыход - к первому входу компаратора, второй вход которого соединен свыходом источника постоянного напря+жения, а выход - с входом фаэорасщепителя, причем выход триггерачерез второй формирователь пилообразного напряжения подключен к второму,входу блока регистрации,На фиг. 1 изображена блок-схемаустройства; на фиг. 2 - временныедиаграммы сигналов,Устройство фиг. 1) содержит генератор 1 импульсов, делитель 2 частоты, формирователи 3 и 4 пилообразного напряжения, компаратор , источник б постоянного напряженйя,фаэорасщепитель 7, частотные Фильтры 8 и 9, контролируемый интерполятор 10, триггер 11, интегратор 12и блок 13 регистрации.Устройство работает следующим.образом.Генератор 1 формирует последовательность импульсов с частотой Ю,Это частота делителя на и в делителе 2. Далее импульсы поступают наФормирователь 3. Сигналы на выходахгенератора, делителя и формирователя показаны на фиг. 2 а, б, в. Пилообразное напряжение фиг. 2 в) поступает на один вход компаратора 5,на другой вход которого. подаетсяопорное напряжение с источника б1,показано на фиг. 2 в штриховой ли нией ), В зависимости от величиныопорного напряжения относительносигналов гейератора 1 меняется положение коротких импульсов, Сформированных из переднего фровта сигнала, 15 полученного на выходе компаратора 5.Сдвинутая ( сфазированная ) последовательность коротких импульсовотносительно импульсов генератора 20,1 (так называемая их фазировкас сдвигом в )показана на фиг. 2 г.Эти сигналы поступают на фазорасщепитель 7, который на своих выходахобразует две последовательности импульсов - синусоидальную и косину соидальную (например, в виде симметричных прямоугольных сигналов -фмеандров). Принцип работы Фаэорасщепителя 7 может быть использован любой.например, он может быть построенна двух счетных триггерах, каждый иэкоторых срабатывает либо от переднего, либо от заднего Фронтов импульсов, поступающих на вход Фазорасще,пителя 7, при этом его выходныеоротогональные сигналы имеют частоту в два раза меньшую, чем входные. На обоих выходах фазорасщепителя 7 установлены соответственно фильтры 8 и 9, которые выделяют первую гармонику, т.е, на их выходах образуются соответственно синусоидальный и косинусоидальный гармонические сигналы. Эти два сигнала поступают на входы интерполятора 10, на его выходе, как устройства внутришагового деления, образуется последовательность коротких импульсов, расстояние Между которыми по оси времени в некоторое число раэ, равное коэффициенту интерполяции, меньше периода входного сигнала. Поэтому практически интерполятор представляет собой умножитель частоты. Если предположить, что фазорасщепитель 7 обеспечивает разделение Фаз без изменения частоты, на вход интерполятора поступают ортогональные сигналы частоты Го/и. При коэффициенте интерполяции, равном и, на ето выходе последовательность корот. ких импульсов имеет частоту Го ,фиг. 2 д ). КоэфФициент интерполяции интеполятора 10 известен,и, исходя из него, выбирается коэффициент деления делителя 2.Сиги,злы с выхода интерполятора10 поступают на один из входов триг.гера 11, на другой вход которогоподается прямоугольное напряжениес выхода генератора 1. Триггер 11фронтом (например, передним ) импульсов : генератора 1 переводитсяиз исходчого логического состоянияв другое, а фронтом импульсов свыхода интерполятора 30 триггер11 переводится обратно в исходноеае,Ьлогическое состояние, т.е. еслиинтерполятор 10 не обладает погрешностью (это значит, что расстояние по оси времени между короткими импульсами на выходе интерполятора - одинаково, т.е. внутришаговое деление (фиг 2 д ) производитсяточно и равномерно), на выходе триггера 11 формируются прямоугольныеимпульсы одинаковой длительности(Фиг. Яр ). Поэтому на выходе интегратора 12 образуется постоянноенапряжение, которое регистрируетсяблоком 13.Если интерполятор характеризуетсяпогрешностью, т.е. расстояние пооси времени между короткими импульсами на его выходе неодинаковое(фиг. 2 з ), то внутришаговое делениепроизводится неравномерно, прямоугольные импульсы на выходе триггера11 имеют неодинаковую длительность(фиг. 2 и ), которая меняется в течение периода пропорционально погрешности, т.е, на выходе три 1 гера11 имеет место широтно-импульснаяМодуляция (ШИМ ). При интегрированииШИМ-импульсов на выходе интегратора12 образуется кривая погрешности,фиксируемая блоком 13, Из-за инерционности интегратора возможна ошибка запаздывания, что искажает записываемую кривую погрешность, т.е.в принципе вносит неточности измерений, искажая достоверность результатов, При необходимости увеличитьточность измерений, повышая достоверность, выходные ШИМ-импульсы свых да триггера 11 поступают навход формирователя 4. При этом приотсутствии погрешности интерполяцииу интерполятора 10, на выходе этогоформирователя 4 образуется последовательность импульсов пилообразнойФормы с одинаковой амплитудой(фиг. 2 ж ). При определенном шаге(периоде) 7 импульсов с выхода интерполятсра 10 амплитуда сигналовпилообразной формы характеризуетсявеличиной О, причем межцу этими величинами существует вэаимооднозначное соответствие,Если интерполятор 10 имеет погрешность, последовательность ШИМимпульсов на выходе триггера 11 преобразуется в формирователе 4 впилообразные. импульсы (фиг. 2 к) с неравномерным распределением амплитуды. Величина этой неравномерностиЬО, характеризует погрешность, которая выражается в долях периода последовательности коротких импульсовна выходе интерполятора и определяется из пропорцииь 0фф р дЦпо формуле01д ВО0При таком подходе исключеныпогрешности интегратора, кроме тогопри наблюдении последовательностипилообразных импульсов, например, наэкране осциллографа создается возможность фиксации детального распределения этих импульсов и тем самымустановления неточной работы илинеисправности того узла интерполятора 10, который ответственен эа неправильное распределение того короткого импульса, которое и определяет погрешность. Кроме. того, при оп"ределеннных случаях возможно резкоевозрастание погрешности из-за тогоРчто происходит потеря информации,в частности (Фиг. 2 а, з ) короткиеимпульсы (заштрихованные ) информа ции не дают и поэтому погрешностьФиг. 2 к велика.Это происходит потому, что импульсы с выхода генератора 1 в первом 35 случае приходят на вход триггера 11подряд два раза, так как расстояние между двумя импульсами, поступающими на второй вход триггера с выхода интепролятора 10, больше расстоя . ния между импульсами с выхода генератора 1 и триггер 11 получает два импульса подряд (Фиг. 2 а, з ) на Один вход и поэтому на второй импульс генератора 1 не реагирует. Во втором случае расстояние между двумя импульсами с выхода интерполятора 10 меньше и они поступают на второй вход триггера 11 два раза подряд (Фиг. 2 а, з ) и поэтому триггер 11 не реагирует на второй импульс и информация о нем теряется. Однако, если произвести фазировкукоротких импульсов с помощью формиро,вателя 3 комиаратора 5 и источника б,те. сдвинуть по фазе на величинуЬ Он, , например, вправо последова- .тельность коротких. импульсов (фиг.28,а после сдвига фиг. 2 л) на выходеинтерполятора 10 сдвига входных сиг 60 налов, то иэ ШИМ-сигналов, полученных после этого сдвига (фиг. 2 м), образуется последовательность пилообразных сигналов (фиг. 2 н ), причемточность измерений повысилась, Те перь перепад амплитуд, несущий ин.Макаренко Заказ 3016 6. Тираж 872 ВНИИПИ Государственпо делам изобрет 3035, Москва, М,. Подписноеого комитета СССРний и открытийРаушская наб., д.Ф иал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,формацию от этой погрешности, равенйО , что соответствует истине, таккак все импульсы участвуют в формировании сигналов ШИМ, следовательно,и пилообразных. Пилообразное напряжение теперь состоит иэ семи пилообраэных импульсов ( фиг, 2 н), так каксемь импульсов с интерполятора 10несут информацию, а не иэ шести(фиг. 2 к). Использование предлагаемого уст. ройства позволяет получить технико зкономический эффект, заключающийся в повышении точности и надежности контроля интерполяторов и в расширении функциональных возможностей устройства, которое может обнаруживать расстройку или неисправность тех основных узлов, которые зту погрешность вызывают.