Преобразователь перемещения в код

ИЗОБР ИДЕТ ЕЛЬСТВ ОПИСАН НИЯ МУ СВ АВТ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(71) Пензенский политехнический институт(56) 1. Авторское свидетельство СССРй 439700, кл. О 01 О 5/20, 1972.2. Авторское свидетельство СССРйф 368482, кл. Г 01 О 21/00, 1970.3, Авторское свидетельство СССР(54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В КОД, содержащий генератор высокой частоты, подключенный к кодовой линейке в форме меайдра, чувствительный элемент в виде Ш-образноймагнитной головки с двумя обмотками, два усилителя,два элемента И,первый О-триггер и счетчик,. о т л и.ч а ю щ и й с я тем, что, с целью,повышения надежности и расширенияфункциональных возможностей за счетопределения направления перемещений,в него введены три триггера Шмитта,Р-триггер, второй О-триггер, сумматор по модулю два, два формирователя длительности импульсов, инвертор, третий элемент И) реверсивныйсчетчик и элемент задержки, выход генератора высокой частоты подключенчерез первый триггер Шмитта к информационным входам первого и второго О-триггеров, выход первой обмотки чувствительного элемента через последовательно соединенные первый уси-. литель и второй .триггер Шмитта подключен к 5"входу Р"5-триггера и входусинхронизации первого О-триггера, выход второй .обмотки чувствительного элемента через последовательно соединенные второй усилитель и третий триггер Шмитта подключен к Р-входу Р-триггера и входу синхронизации второго О-триггера, выход Р- триггера соединен с входом первого формирователя длительности импульсов, выход которого подключен к первому а входу первого элемента И и входу элемента задержки, выход элемента задержки подключен к первым входам второго й третьего элементов И, выход второго элемента И соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика, выход третьего элемента И соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика, выходы первого и второго 0-триггеров соединены с входами сумматора по модулю два, выход которого соединен через второй формирователь длительности импуль. сов и инвертор.с вторым входом пер.вого элемента И, выход которого сое- . динен со счетным входом счетчика,прямой и инверсный выходы которого . соединены с вторыми входами второгои третьего элементов И,55 2разной магнитной головки.с двумя обмотками, два усилителя, два элемента И, первый 0-триггер и счет-.чик, введены три триггера Шмитта, й-триггер, второй О-триггер, сум" матор па модулю два, два формирователя длительности импульсов, инвертор, третий элемент И, реверсивный счетчик и элемент задержки, выход генератора высокой частоты подклю," чен через первый триггер Шмитта, к .информационным входам первого-и второго О-триггеров, выход первой обмотки чувствительного элемента че" рез последовательно соединенные первый усилитель и второй триггер Шмитта подключен к 5-входу В-триггера и входу синхронизации первого О-триг. гера, выход второй обмотки чувствительного элемента через последова" тельно соединенные второй усилитель и третий триггер Шмитта подключен к к"входу й-триггера и входу синхронизации второго О-триггера, выход йтриггера соединен с входом первого формирователя длительности импульсов, выход которого подключен к первому входу первого элемента И и к входу элемента задержки, выход элемента задержки подключен к первым входам второго и третьего элементов И, выход второго элемента И соедйнен с. суммирующим входом реверсивного счетчика, .выход третьего элемента И соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика, выходы первого и второго О-триггеров соединены с входами сумматора по,:модулю, два, выход которого соединен через вто" рой формироватепь длительности импульсов и инвертор с вторым входом первого элемента И, выход которого соединен со счетным входом счетчи- " ка, прямой и инверсный выходы которого соединены с вторыми входами второго и третьего элементов И,На чертеже представлена схема предлагаемого преобразователя.Преобразователь перемещений в код содержит генератор 1 высокой частоты, кодовую линейку 2 в форме меандра, чувствительный элемент 3 в виде Ш"образной магнитной головки с двумя обмотками 4 и 5, два усилителя 6 и 7, три триггера 8, 9, и 10 Шмитта, Н-триггер 11; два О-триггера 12 и 13, сумматор 14 по модулю два, два формирователя 15 и 16 длительности импульсов, элемент 1 10420Изобретение относится к измерениюнеэлектрических величин электричес"кими методами, решает задачу повышения надежности измерений и можетбыть использовано для измерения линейных перемещений в автоматике иизмерительной, технике.Известен датчик перемещений, со"держащий носитель кодовой информациивыполненный в виде рядовой бифилярной 1 Ообмотки, и.устройство съема кодовойинформации в виде магнитной головни Е 13Однако такие датчики малонадежны,что определено использованием в ка" 15честве информационного параметрауровня выходного сигнала, кроме того, такие датчики нереверсивны.Известен датчик перемещения с цифровым выходом, содержащий генератор, 20дискретную линейку с бифилярной об"моткой, блок считывания в виде двухмагнитных головок и блок обработкиизмерительного сигнала 2 .1Недостатком данного датчика яв" 25ляется низкая надежность из-за нали"чия обратного провода бифилярной.обмотки.Наиболее близким техническим решением к изобретению является преобразователь перемещений в код, содержащий генератор высокой частоты, подключенный к кодовой линейке, выполненной в форме меандра, чувстви"тельный элемент в виде Ш-образноймагнитной головки с двумя обмотками, усилитель-формирователь, элемен-ты И, одновибраторы, Р-триггер исчетчик 3Однако обработка сигнала с чувст".вительного элемента в одном устройстве осуществляется и при низкихуровнях сигнала, что при наличиипомехи приводит к сбоям в работепреобразователя и делает невозможнымприменение данного преобразователяв условиях помех. Кроме того, в известном устройстве не определяется направление перемещения.Целью изобретения является повы 5 Ошение надежности и расширение функциональных возможностей за счет определения направления перемещения.Поставленная цель достигается,тем что в преобразователь перемеще-,9ы55ния в код, содержащии генераторвысокой частоты, подключенный ккодовой линейке в форме меандрачувствительный элемент в виде Ш-об3 1042055 417 задержки, инвертор 18, три , вестного преобразователя, Введение элемента И 19, 20 и 21, реверсив . триггеров 8 и 9 Шмитта, порог сраный счетчик 22 и счетчик 23. Гене- .батывания которых устанавливается ратор 1.питает меандр.кодовой ли- исходя из уровня помех, обеспечивает нейки 2, над которой находится чув- .5надежность работы предлагаемого ствительный элемент 3, сигналы с об" , преобразователя при наличии помех. моток 4 и 5 чувствительного элемента :, Сигналы с выходов .триггеров 8 и 9 3 подаются через последовательно :Шмитта яоступают на Р- и 5-входы Р соединенные усилитель 6 и 7 и триг-. триггераивходы.синхронизации О- геры 8 н 9 Шмитта на входы синхро триггеров 12 и 13 соответственно. Сигниэации О-триггеров 12 и 13 и Р- и ,: нал с выхода генератора 1 поступает 3-входы Р-триггера 11 соответст- , также через формирователь прямоугольвенно, выход генератора 1 через триг- ных импульсов, выполненный на триггегер 10 Шмитта подключен к информа- "ре 10 Шмитта, на информационные входы ционным рходам О-триггеров 12 и 13, 15 О-триггеров 12 и 13. Выходы О-триггеров 12 и 13 подключе- : Смена состояний Р-триггера 11 исны к входам сумматора 14 по модулю ,. пользуется для формирования счетных два, выход которого соединен с вхо- : " импульсов первым формирователем 15 дом второго формирователя 16 длитель"длительности импульсов который вы-. ности импульсов, выход Р-триггера,;20 рабатывает короткие импульсы по фрон подключен к входу первого форми- ту и срезу сигнала. рователя 15 длительности импульсов,Смена состояний на выходе одноговыход которого соединен с входом эле- . из 0-1;риггеров 12 и 13 приводит к мента 17 задержки и первым входом : смене состояния на выходе сумматора ,.элемента И 21, второй вход которого 25 14 по модулю два и используется для подключен через инвертор 18 к выходу: формирования импульсов подтверждения второго Формирователя 16 длительно- .- направления перемещения вторым формисти импульсов, выход .элемента И 21 . рователем 16 длительности импульсов, соединен с входом счетчика 23, пря-который вырабатывает короткие импульмой и инверсный выходы счетчика 23 .З 0 сы по Фронту и срезу сигнала, длитель подключены к вторым входам элементов ность которых для обеспечения надеж-, И 19 и 20 соответственно, первые ности работы устройства выбирается входы которых соединены с выходом " большей длительности импульсов, выэлемента 17 задержки, Выход элемен- , , рабатываемых первым Формирователем та И. 19 подключен к суммирующему, З 5 15 длительности импульсов. а выход элемента И 20 - к вычитаю- : При перемещении чувствительного щему входам реверсивного счетчика 22. элемента 3 в.одном направлении одновре.Преобразователь работает следующимменно со сменой состояния на выходе образом. одного из О-триггеров 12 и 13 происходит смена состояний на выходе ЕПеременный ток высокой частоты с тригтера 11, т,е, короткие импульсыгенератора 1 питает меандр кодовой .вырабатывают оба формирователя 1линейки 2. При перемещении чувст- и 16 длительности импульсов и счетчиквительного элемента 3 вдоль кодовой. 23 не изменяет своего состояния , таклинейки 2 в обмотках 4 и 5 чувстви" .: как прохождение счетных импульсов стельного элемента 3 наводится ЭДСОН . : первого формирователя 15 на счетный45 .причем фаза сигнала в каждой из об-: вход счетчика 23 через элемент И 21моток меняется на противоположную : запрещается импульсами, вырабатывачерез каждый шаг меандра и меня" ..мыми вторым формирователем 16 длиется в обмотках 4 и. 3 неодновремен";. тельности импульсов. но. Переменное напряжение, снима"." 50емое с обмоток 4 и 5, подается на :. При перемещении в прямом направ" входы усилителей 6 й 7 соответ-ленни счетный импульс с выхода перственно. Амплитуда выходного сигнала . вого Формирователя 15 длительности усилителей 6 и 7 изменяется от нуляимпульсов через элемент 17 задержки до максимума, причем смена фазы сиг ,55 поступает на первые входы элементоВ нала происходит при нулевой амплиту-; И 19 и 20, при этом на второй вход де сигнала, что при наличии помех ,:. элемента И 19 поступает потенциал приводит к ложному срабатыванию из- логической единицы с прямого выходаСоставитель .А. СидоренкоРедактор .М.Дылын Техред,В,Далекорей Корре кто окаан аказ 71 8рствензобретЖ,/51 Тира ВНИИПИ Гос по деле 113035, МоскеПоета СССрытийаб., д. сное го коий и ушская ал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектн 5 1счетчика 23 и счетный импульс поступает на суммирующий вход реверсивного счетчика 22.Изменение направления перемещения1на обратное определяется при срабатывании очередного триггера 8 или 9Шмитта, При эдом происходит сменасостояния В-триггера, а сосТояниесоответствующего Р-триггера 12 или13 не изменяется, так как в нем записана та же информация при послед"нем срабатывании соответствующеготриггера 8 или 9 Шмитта в прямомперемещенйи. Короткий импульс вырабатывает только первый формирователь 15 длительности импульсов, В .отсутствии короткого импульса свторого формирователя 16 длительности импульсов счетный импульс спервого формирователя 15 проходит через третий элемент.И 21 на счетОЙ 2055 бный вход. счетчика 23, который изменя.ет свое состояние. Этот же счетный.импульс через элемент 17 задержки,параметры которого рассчитываются исходя из времени задержки элементаИ 21 и счетчика 23, поступает черезэлемент И 20 на вычитающий вход ре-версивного счетчика 22,3 10 Таким образом применение триггеров Шмитта позволяет повысить надежность работы преобразователя, а введение В-триггера, второго Р-триг"гера,.двух формирователей длитель,ности, импульсов, сумматора по модулю.два, инвертора, элемента задерж- оки, элемента И и реверсивного счетчика дает возможность определитьнаправление перемещения, чем и объ,ясняется технико-экономический эффект изобретения.