Устройство для измерения перемещений

(19) П 1) 3(51) 6 0 0 Д 11: Ю,)(ф ТЕНИЯ НИЕ ИЗО 1 л",(:эь:,"афЯЩОЦ(1- а:ОРСКОМУ СВИД т и ГОСУДАРСТВЕННЦЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(72) А.В. Выговский и С.Е, Токовенко (53) 621317.39)531.717(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР Р 667803, кл. 6 01 В 7/30, 1978.2. Ушинскас А.Т. и др. Фотоэлект-рическая измерительная система кругоВых перемещений. Приложение ффМетрологияфф к журналу Измерительная техника", 1980, Р 11 (прототип)..(54)(57)1,УСТРОЙСТВО цЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ, содержащее двухканальный первичный преобразователь со сдвигом фаз между каналами в 1/4 периода,два: формирователя, подключенных к выходам преобразователя, два компаратора, вход каждого из которых подключен к выходу соответствующего формирователя, логический блок, входы .которого подключены к прямым и инверсным выходам компараторов, и реверсивный счетчик, включенный на выходе логического блока, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повьпаения точности измерения и помехозащищенности, оно снабжено первым и вторьм инверто. рами, входы которых подключены к выходам формирователей, четырьмя ключами, сигнальные входы первых двух ключей подключены к выходам соответствующих формирователей, сигнальный вход третьего - к выходу первого инвертора, а сигнальный вход четвертого - к выходу второго инвертора, пятью элементами И, входы первого иэ которых подключены к инвертирующим выходам компараторов, входы второгок инвертирующему выходу первого и прямому выходу второго компараторов, входы третьего - к прямьак выходам компараторов, входы четвертого - к прямому выходу первого и инвертирующему выходу второго компараторов, а выходы подключены к управляющим входам соответствующих ключей, элементом ИЛИ, входы которого подключе ны к выходам ключей, аналого-цифровым преобразователем, входом подключенным к выходу элемента ИЛИ, двумя сумматорами, входы которых включены параллельно и подключены соответственно к выходам реверсивного счет. чика и аналого-цифрового преобразователя, а выход второго подключен к первому входу пятого элемента И, и двумя регистрами, .вход первого из которых подключен к выходу первого ,сумматора, вход второго - к .выходу пятого элемента И, а выход - к тре ь. ему входу первого сумматора.2. Устройство по п. 1, о т л ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено аналоговым сумматором, первый вход которого. подключен к выходу первого элемента ИЛИ, а выход - к входу аналого-цифрового преобразователя, вторым элементом ИЛИ, выход которого подключен к второйу входу аналогового сумматора, и четырьмя до полнительнымн ключами, выходы которых соединены с входами второго элемента ИЛИ, информационные входы первого и четвертого основных и первого и второго .дополнительных ключей подключены к выходу первого формирователя, информационные входы второго и третьего основных и третьего и четвертого дополнительных ключей йод ключвны к выходу второго формирователя, управляющие входы первого и второго основных ключей подключены к выходу четвертого элемента И, управляющие входы третьего основного и первого дополнительного ключей подключены к выходу третьего элемента И, управляющие входы второго и третьего дополнительных ключей под- ключенЫ к выходу второго элемента И, а управляющие входы четвертых основного и дополнительного ключей подключены к выходу первого элемента И.Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения перемещений.Известно устройство для измерения перемещений. содержащее днухканальный первичный преобразователь, со сдвигом Фаз Между каналами в 1/4 периода компараторы, логический блок н регистратор 1Недостатками устройства являются недостаточно высокая точность измеренин и невысокая степень помехозащищенности.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для измерения перемещений, содержащее двухканальный первичный преобразователь со сдвигом Фаз между каналами н 1/4 периода, два Формирователя, подключенных к выходам преобразователя, дна комцаратора, вход каждого из которых подключен к выходу соответствующего Формирователя, логический блок, .входы которого подключены к прямьи и инверсным выходам компараторон, и реверсивный счетчик, включенный на выходе логического блока 12 Устройство содер" жит также аналогоные сумматоры, выпрямители и усилители с соответствующими масштабньнщ коэффициентами 2 .Недостатками известного устройст- ЗО на являются невысокая точность измерения и невысокая степень помехозащищенности,Цель изобретения - повышение точности измерения и помехозащищенности.35Поставленная цель достигается тем, что устройство для измерения перемещений, содержащее двухканальный первичный преобразователь со сдвигом Фаз между каналами в 1/4 периода, два формиронателя, подключенных к выходам преобразователя, два компаратора, вход каждого из которых подключен к выходу соответствующего Формиронателя, логический блок, входыкоторого подключены к прямым и иннер"оным выходам компараторов, и реверсивный счетчик, включенный на выходе логического блока, снабжено первым и ,вторим иннерторами, входы которых под-, ключены к выходам Формирователей, четырьмя ключами, сигнальные входы пер"вых двух ключей подключены к выходамсоответствующих Формирователей, сиг" нальный вход третьего - к выходу первого инвертора, а сигнальный вход четвертого - к выходу второго инвертора, пятью элементами И, входы перного из которых подключены к иивертирующим выходам компараторов, входы второго - к инвертирующему выходу 60первого и прямому выходу второго компараторов, входи третьего - к прямьзявыходам компараторов, входи четвертого - к прямому выходу первого и иивертирующему выходу второго компа-, 65 раторов, а выходы подключены к уп- . равляющим входам соответствующих ключей, элементом ИЛИ, входы которого подключены к выходам ключей, аналого-цифровым преобразователем, входом подключенным к выходу элемента ИЛИ, двумя сумматорами, входы которых включены параллельно и подключены соответственно к выходам реверсивного счетчика и аналого"цифрового преобразователя, а ныход второго, подключен к перному входу пятого элемента И, и двумя регистрами, вход первого из которых подключен к выходу первого сумматора, вход второ" го - к выходу пятого элемента И, а выход - к третьему входу первого сумматора.Кроме того, устройство снабжено аналоговым сумматором, первый вход которого подключен к выходу первого элемента ИЛИ, а выход - к входу аналого-цифрового преобразователя, нторым элемейтом ИЛИ, выход которого подключен к второму входу аналогового сумматора, и четырьмя дополнительными ключами, выходы которых соединены с входами второго элемента ИЛИ, инФормационные входы первого и четвертого основных и первого и второго дополнительных ключей подключены к выходу,первого Формирова" теля, информационные входы второго и третьего основных и третьего и четвертого дополнительных ключей подключены к выходу второго Формирователя, управляющие входы первого и второго основных ключей подключены к выходу четвертого элемента И, управляющие входы третьего основного и первого дополнительного ключей подключены к выходу третьего элемен та И, управляющие входы второго и третьего дополнительных ключей подключены к выходу второго элемента И, а управляющие входы четвертых .основного и дополнительного ключей подключены к выходу первого элемента И.На Фиг. 1 приведена блок-схема устройства для измерения перемещений; на Фиг. 2 - схема включения. Устройство для измерения перемещений содержит первичный преобразователь 1, первый 2, и второй 3 Формирователи, включенные на выходе преобразователя 1, первый 4 и второй 5 компараторы, включенные на выходе соответствующих Формирователей 2 и 3, логический блок б, ревврсивный счетчик 7, включенный на выходе логического блока 6, первый 8 и второй 9 инверторы, первый 10, второй 11, тре тий 12 и четвертый 13 ключи, первый 14, второй 15, третий 16, четвертый 17 и пятый 18 элементы И, первый 19 и второй 20 сумматоры, аналого-цифрозой преобразователь (АЦП) 21, два регистра 22 и 23 и элемент ИЛИ 24.1Кроме того, устройство содержит дополнительно элемент ИЛИ 25, дополнительные ключи 26-29, подключенные к входам элемента ИЛИ 25, н аналого вый сумматор 30, входами подключенный к выходам элементов ИЛИ 24 и 25.Устройство работает следующим образом.Выходной сигнал первичного преоб О разователя 1 преобразуется формирователями в сигналы треугольной формы, сдвинутые один относительно другого на 1/4 периода.При помощи компараторов 4 и 5 эти сигналы преобразуются в прямоугольные импульсы. Сигналы А, В с прямых выходов компараторов 4 и 5 и сигналы А, В с их инверсных выходов посту-. пают на входы логического блока 6, Формирующего признак направления дви-. жения, в зависимости от которого импульсы с блока 6 поступают на суммирующий или вычитающий входы счетчика 7, Сигналы с выходов компараторов 4 и 5 поступают также на входы элементов И 14-17, которые осуществляют операции логического умно- жеиия этих сигналов. Выходные сигналы элементов И 14-17 управляют работой ключей 10-13, стоящих в цепи про-ЗО хождения сигналов с формирователей 2 и 3 и инверторов 8 и 9 на входы элеМента ИЛИ 24, выходной сигнал которого преобразуется АЦП 21 в цифровой код и поступает на первые. вхо ды сумматоров 19 и 20, на вторые входы которых поступает информация с выхода счетчика 7. Содержимое .счетчика 7 несет информацию о перемещении в 1/4 долях шага преобразователя 1, а код с выхода АЦП 21 представляет собой абсолютный отсчет в пределах 1/4 шага. Сумматор 19 служит для формирования суммарного отсчета и обеспечения возможности установки произвольного начального отсчета с дискретностью кода АЦП 21, для установки которого необходимо запомнить в регистре 23 начальное значение суммы кодов реверсивного счетчика и АЦП с учетом числа, вводимого по третьему входу второго сумматора 20, в моменты времени, определяемые управляющим сигналом по второму входу элемента И 18, Результат запоминается в регистре 22.Дополнительные ключи 26-29 позволяют обеспечить совместную обработку сигналов формирователей 2 и 3, которые при помощи элемента ИЛИ 25 и аналогового сумматора 30 подаются на вход АЦП 21. Последующая их обработка осуществляется аналогично описанной.Изобретение повышает точность измерения эа счет исключения операций масштабирования аналогового сигнала, что позволяет исключить погрешности масштабирующих усилителей, а также за счет исключения операцииумножения частоты, что снижает требования к быстродействию АЦП и повышает помехозащищенность системы.Составитель В, НиколаевРедактор Т. Кугриаева Техред И.Гайду Корректор А. ПовхЗаказ 7712/40 Тираа 602 .Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам.изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патентфф,. г. Уагород, Ул. Проектная, 4