Устройство для преобразования перемещения в код

(57) БРАЗОВАНИЯ облас ехниавтомки. и иснеинь ма от пере ф-л истем ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Астраханский техническийинститут рыбной промышленностии хозяйства(56) Авторское свидетельство ССС9 1065678, кл. С 01 0 5/12, 1982Надеев А,И., Добрынченко С.В.Ультразвуковой датчик положенияс микроЭВМ "Электроника".Рыбное хозяйство, 1987, Р 3,с. 68-69. СТРОИСТВО ДЛЯ ПРЕО ЩЕНИЯ В КОД зобретение относится тики и вычислительной ожет быть использованизмерения и контроляещений транспортных ро их подвижных объектов 2управления, Цель изобретения - повышение динамической точности и надежности устройства - достигается путем повышения быстродействия, замены катушки возбуждения постоянным магнитом 8 и отказа от подвижного кабеля, В устройство, содержащее магнитострикционную линию 1 с демпферами 2, 3, датчики 4, 5 на постоянных магнитах 6, 7, усилители-формирователи 9, 10, формирователь 1 импульсон тока, КЯ-триггеры 12, 13, генератор 14 счетных импульсон, сч чик 15, буферный формирователь 18 и шину 22 обмена, введены регистры 16, 17 памяти, дешифратор 19 адреса, формирователь 20 запуска, формирователь 21 сигнала готовности и соответствующие связи. Упрощение устройства достигнуто за счет того, что функцию интерфейса параллельного обмена выполняют дешифратор 19 адреса и регистры 16, 17 памяти, 1 з,п.ы, 1 ил.Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть применено в системах измерения и контроля линейных перемещений транс 5 портньгх роботов и других подвижных объектов систем управления, в частности, в гибких автоматизированных производствах.Цель изобретения " повьппение,цинамической точности и надежности устройства за счет повышения быстродействия, замены катупгки возбуждения постоянным магнитом и отказа от подвижного кабеля. 15Па чертеже представлена схема устройства,Устройство содержит магнитострикционнуй .11 инию (МСЛ) 1 с демпферами 2 и 3 на концах, датчики 4 и 5 на постоянных магнитах 6 и 7, постоянный магнит 8, жестко связанный с объектом контроля, усилители-Форми.рователи 9 и 10, формирователь 11 25 импульсон тока, КБ-триггеры 12 и 13, генератор 14 счетных импульсон, счетчик 15, регистры 16 и 17 памяти, буферный Формирователь 18, дешифратор 19 адреса, формирователь 20 запуска, формирователь 21 сигнала готовности и шину 22 обмена (с микро- ЭВМ). Причем один конец МСЛ 1 соединен с общей шиной, а другой - с выходом формирователя 11 импульсов тока, вход которогосоединен с К-вхо 35 дами КЯ-триггеров 12 и 13, с входом сброса счетчика 15 и с выходом Формирователя 20 запуска, Выходы датчиков 4 и 5 соединены с входами усилителей-Формирователей 9 и 10, выходы которых соединены с Б-входами КБ-триггеров 12 и 13 соответственно, выходы которых соединены соответственно с входами разрешения записи регистров 16 и 17 памяти и первым и вторым входами формирователя 21 сигнала готовности. Выход генератора 14 счетных импульсов соединен со счетным входом счетчика 15, информа 50 ционные выходы которого соединены с информационными входами регистров 16 и 17 памяти, информационные выходы которых через буферный Формирователь 18 соединены с шиной 22 обмена, которая соединена с входом55 дешифратора 19 адреса, первьгй и второй выходы которого соединены соответственно с входами разрешения считывания регистров 16 и 17 памяти,третий выход - с входом формирователя 20 запуска, а четвертый выход -с третьим входом формирователя 21сигнала готовности, выход которогосоединен с пгиной 22 обмена,Устройство работает следугощим образом,Запуск устройства осуществляетсясигналом с третьего выхода дешифратора 19 адреса по команде микроЭВМ,Формирователь 20 запуска вырабатывает тактовый импульс, который запускает формирователь 11 импульсов тока,сбрасывает КБ-триггеры 1 2 и 13 и устанавливает счетчик 15 в нулевое состояние. Формирователь 11 импульсовтока создает импульс тока в МСЛ 1,н результате чего вокруг нее.образуется круговое магнитное поле; которое взаимодействует с продольным магнитным полем постоянного магнита 8,связанного с объектом контроля, Врезультате взаимодействия этих магнитных полей магнитное поле н зоневзаимодействия изменяется скачком,и вследствие прямого магнитострикционного эффекта,в МСЛ 1 нозникаетультразвуковая волна, которая распространяется в обе стороны. Дойдя до датчиков 4 и 5, ультразвуковой импульс преобразовынается в электрический и после усиления и формирования усилителями-Формирователями 9 и 10 опрокидывает КЯ-триггеры 12 и 13. Для исключения ложного срабатывания КЯ-триггеров 12 и 13 от помехи, создаваемой импульсом тока возбуждения, импульс сброса по длительности превьплает импульс возбуждения. В результате опрокидывания КБ-триггера 12 в регистр 16 памяти записывается из счетчика 15 цифровой код Ма расстояния Ха.1 а = г " га =Хагде Г - частота генератора счетныхимпульсов;Ч - скорость ультразвука в звукопроводе.После опрокидывания КЯ-триггера 13 в регистр 17 памяти записывается цифровой код И расстояния Х;Я ==Х/г,При поступлении сигналон с КБ- триггеров 12 и 13 и с четвертого выхода дешифратора 19 адреса формиронатель 21 сигнала готовности выдает на шину 22 обмена сигнал готов 5 1 г ности. Это означает, что в регистрах16 и 17 памяти и записаны циФровыекоды 11 ч и И,5.При Формировании микроЭВМ адреса на шине 22 обмена сигналом на первомвыходе дешифратора 19 адреса разрешается считывание данных с регистра16 памяти, а сигналом на втором выходе - с регистра 17 памяти. Таким образом, одним счетчиком за одинтакт измерения осуществляется наборданных Мц и М, по которым возможно преобразование по логометрическому методу, МикроЭВМ осуществляет обработку цифровых кодов в соответствии с алгоритмом преобразования, имеющим вид:Х" КХа Фа + Хд)где Х - положение объекта контроля;К - масштабный коэФФициент,Выбор такого алгоритма преобразования обеспечивает высокую повторяемость статической характеристики устройства при изменении температуры окружающей среды, смене МСЛ1 и ее естественном старении, а также при воздействии других дестабилизирующихфакторов.В зависимости от положения объекта (постоянный магнит 8) очередность поступления ультразвуковых импульсов в датчики 4 и 5 меняется и влияет на время преобразования, Так как набор данных в регистры 16 и 17 памяти осуществляется по команде с микроЭВМ после опрокидывания К 8-триггеров 12 и 13, то обеспечивается максимальное быстродействие, устройства, При нахождении объекта контроля в сергдине МСЛ 1 время преобразования в два раза меньше по сравнению с временем преобразования, когда объект контроля находится на концах звукопровода,Предлагаемое устройство по сравнению с известными позволяет достичь высокой динамической точности на большом диапазоне преобразования за счет повышения быстродействия, существенно сократить аппаратурные затраты, так как Функцию интерфейса параллельного обмена выполняют дешифратор адреса и регистры памяти, повысить надежность за счет исключения подвижного кабеля и замены катушки возбуждения постоянным магнитом, Данная структурная схема преобразования перемещения в код применима для определения местонахождения объекта в 41480 6двухкоординатной, а также многокоординатной системе.Цифровая обработка результатовЭпреобразования также повьппает мет 5рологические характеристики, обеспечивает универсальность, позволяетисключить влияние внешних факторовна результаты измерения,10Формула изобретения1, Устройство для преобразованияперемещения в код, содержащее магнитострикционную линию с демпферамина концах, два датчика на постоянныхмагнитах, элемент возбуждения ультразвукового импульса, жестко связанный с объектом контроля, два усилителя-формирователя, Формирователь 20 импульсов тока, два КЯ-триггера,генератор счетных импульсов, счетчик,буферный Формирователь и шину обмена,причем концы магнитострикционной линии через демпферы соединены соответ ственно с общей шиной и с выходомФормирователя импульсов тока, входкоторого соединен с К-входами КЯтриггеров, Б-входы которых черезсоответствующие усилители-ФормироЗ 0 ватели соединены с выходами датчиков,установленных в концах рабочего диапазона магнитострикционной линии, авыход буферного Формирователя соединен с шиной обмена, о т л и ч а ю -щ е е с я тем, что, с целью повыщения динамической точности, в неговведены два регистра памяти, дешифратор адреса, Формирователь запускаи Формирователь сигнала готовности, 40 причем выходы КЯ-триггеров соединенысоответственно свходами разрешениязаписи регистров памяти и с первыми вторым входами формирователя сигнала готовности, выход которого сое динен с шиной обмена, которая соединена с входом дешифратора адреса,выход генератора счетных импульсовсоединен со счетным входом счетчика,вход сброса которого соединен свходом Формирователя импульсов токаи с выходом Формирователя запуска,информационный выход счетчика черезрегистры памяти соединен с входомбуферного Формирователя, входы разрешения считывания регистров памятисоединены соответственно с первыми вторым выходами дешифратора адреса, третий и четвертый выходы которого соединены соответственно сЗаказ 275 Тирак 468 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Иосква, Ж, Рауаская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Укгород, ул. Гагарина, 101 входом формирователя запуска итретьим входом формирователя сигналаготовности,2. Устройство по п.1, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, элемент возбуждения ультразвукового импульсавыполнен в виде постоянного магнита,охватывающего магнитострикционную5линию,