Преобразователь перемещения в код

Союз Соеетских Соцналистичесва аеслубл кОП ЙСАНИЕИЗОБРЕТЕМ ЙЯК АВТОРСКОМУ СЗИДОВЛЬСТВУ(61) Дополнительное к авт, свид-ву 2 З 9 379 2 Л 8-24 ено 06,08,08 С 9/О единением заявки осудерственний квинтетСанвтв Мнннатрав СИав делан нзабрвтеннйн вткрытнй(45) Дата опубликования описания 08.12.7 А. К. Латыше второбретен 71) Заявитель 54) ПРЕ Изобретение относится к автоматике и измерительной технике, и в частности, может найти применение для измерения перемещений рабочих органов метаппорежуших станков.Известны преобразователи перемещения в цифровой код, основанные на амплитуд ном режиме работы датчика перемещения. Одни иэ известных преобразователей сосиз датчика перемещения, функциональпреобразавателя код-напряжение,рсивных счетчиков, устройства калии, усилителя-формирователя, ге тоят ного реве индннервторазователе датчик в амплитудном ревени. системы гвр, подаввемых нв одится с помощью ого функционального В указанном преобперемещении включенЮжиме, причем формирмонических напряженийвходы датчика, произвспектрально-импульсыпреобразователя. другие из известных состоят из датчика перемещения, фильтра нижних частот, усилителя-формирователя, генератора импульсов, трех. реверсивных счетчиков, блока сравнения кодов, устройства инаикации дешифраторов, триггера, формирователя импульсов и согласуккнего блока (11.Наиболее близким техническим решением является преобразователь, содержа ВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕШЕНИЯ В КО ший датчик, выход которого соединенчерез фильтр нижних частот с одним входом усилителя-формирователя, другой входкоторого соединен с выходом генератора,а выход подключен ко входам первогои второго реверсивных счетчиков, первыйиз которых одними своими выходами подключен к одним входам блока сравнениякодов, а второй - к блоку индикации, выходы блока сравнения кодов подключенык,первым входам формирователя импульсов, вторые входы которого соединены свыходами старших разрядов первого ревер.сивного счетчика, а выходы формирователя через согласующий блок йодключены ко входам датчика 21,636653 4нусному и косинусному закону в функции от ж-:угла д. испопьзуется импульсная форма сигнала.Известно, что амплитуда первой гар 5 моники поспедоватепьности прямоугольныхимпульсов определяется выражениемф и 21 ГО = ЫпС 2 тгде Е - амплитуда импульсов;1 аС - длитепьность импупьсов;Т - период повторения импульсов.Из этого выражения спедует, что приизменении длительности импульса от О до3 Г/2 амплитуда первой гармоники меняется1по закону синуса в интервале от О до П2Дпя попучения косинусной зависимостидостаточно сформировать импульс с дли-тельностью К недостаткам подобного прелбразоватеия можно отнести относитепьную споность,Цепь изобретения явпяется упрощениепреобразоватепя перемещения в код.Поставпенная цель достигается тем,чтовпреобразоватепь введены двоичныйсчетчик, вход которого подкпючен к выходу генератора, выходы двух старшихразрядов - к третьим входам формирователя импульсова выходы осташ ных разрядов соединены с другими входами бло. ка сравнения кодов.На фиг. 1 представпена блок-схемапреобразоватепя перемещения в код.На фиг, 2 представлены диаграммыработы преобразоватепя дпя первого квадрантаеВыходная обмотка датчика 1 переме-щения через фипьтр 2 нижних частот подключена ко входу усипитепя-формироватепя 3, к другому входу которого подкпючеи геператор 4, а выход подкпючен ковходам реверсивных счетчиков 5 и 6. Кодовые выходы реверсивного счетчика 5соединены со входами блока 7 сравнениякодов, а кодовые выходы реверсивногосчетчика 6 соединены со входами бпока 8индикации. Выход генератора 4 подключен Зк счетному входу счетчика 9, кодовыевыходы которого подкпючены ко входамблока 7 сравнения кодов, а два старшихразряда - ко входам формироватепя имйульсов. Выходы бпока 7 сравнения кодов и выходы двух старших разрядов счетчика 5 подключены ко входам формирователя 10 импупьсов,выходы которого черезсогпасующий бнок 11 нодкпючены ко входам датчика 1 перемещения,40Иатчик 1 перемещения вкпючен в режиме пупьсирующего поля (амппитудный режим), который описывается выражениемУрух К(ОвхсОь .,81 п Ч- Ов, яп 4:иьФ)р45"де(вь 1 х вых" цн 1 - напряжение навыходе датчика перемещения;О, сОЬо.= О Мпю 1 соьЮ. -напряжениена входе сййусной обмотки датчика;О ь 1 пс. =0 ь 1 пцИМпс. -напряжениена входе косинусной обмотки, датчика;К - коэффициент передачи датчика;Ч -угон поворота ротора датчика относительно статора;сС -угон, задаваемый во входных напряжениях датчика.При о ЧО ОДля попучения системы двух напряжений, амппитуды которых меняются по сиТМигде Т - период повторения импупьсов; -,длительность импульса в синусном канапе.Еспи исходной информацией дпя формирования импупьсов с дпитепьностью Т является двоичный код угла ( А ), то дпя формирования импупьсов с дпитепьностью ( -- Г ) возможно использот2 ивание обратного кода этого угпа.Йпя попучения синусно-косинусной зависимости на интервапе от О до 2 Х достаточно скомбинировать разнопопярныеТ импУльсы с длительностью Ги и 2 Ги.Преобразоватепьперемещения в код работает спедующим образом.В реверсивном счетчике 5 хранится число, пропорционапьное текущему положению ротора датчика 1 перемещения. Это чиспо в прямом и обратном кодах поступает в блок 7 сравнения кодов. На вторые входы этого блока также поступает прямой и обратный коды чиспа счетчика 9, На счетный вход счетчика 9 постоянно поступают импульсы с генератора 4, Число в этом счетчике в функции времени меняется по пилообразному закону: пинейно нарастает от О до И, х затем в течение одного импульса сбрасывается до нупя. Блок 7 сравнения кодов имеет два канапа. В первом - сравнивается прямой код линейно-изменяющегося числа счетчика 9 с прямым кодом числа реверсивного счетчика 5, В момент равенства этих кодов выдается сигнал С,Во втором канапе прямой код линейнь-изменяющегося чиспа счетчика 9 сравнивается с обратным кодом числа реверсивного счетчика 5. В момент равенства этих636653 кодов выдается сигнал С Сигналы Соер. . и(. выходы двух старших разрядовобр.,счетчиков 5 и 9 поступаю; нв входыформирователя 10 импульсов, формиро 5ватель 10 импульсов производят формирование двух импульсных сигналов, длительности импульсов которых пропорциональные либо прямому, либо обратномукоду числа в реверсивном счетчике 5.На фиг. 2 приведены диаграммы работы,преобразователя для перього квадранта.В этом случае начало импульса синусно. го канала совпадает с появлением сигнала С ., а окончание - с сигналом Собр пр.Для косинусного канала начало импульсасоответствует появлению сигнала С, аокончание - Се,При работе во Й-й кввдрантах формирование заключается в комбинированииподобных импульсов различной полярности. Преобразователь перемещения в код,содержащий датчик, выход которого соединен через фильтр нижних частот с однимвходом усилителя-формирователя, другойвход которого соединен с выходом генератора, а выход подключен ко входам первого и второго реверсивных счетчиков,первый иэ которых одними своими выходами подключен к одним входам блока сравнения кодов, в второй - к блоку индикации, выходы блока сравнения кодовподключены к первым входам формирова-теля импульсов, вторые входы которого соединены с выходами старших разрядовпервого реверсивного счетчика, а выходы формирователя через согласующий блокподключены ко входам датчика, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения преобразователя, в него введец, двоичный счетчик, вход которого подключен к выходу генератора, выходы двух старших разрядов - к третьим входам формирователя импульсов, а выходы остальных разрядов соединены с другими входами блока сравнения кодов.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Зверев А. Е., Максимов. В. П., Мясников В, А. Преобразователи угловых перемещений в цифровой код Л., "Энергия, 1974.2. Авторское свидетельство СССР %536501, кл. 6 08 С 9/00, 07,08.75. Напряжение рассогласования с выходной обмотки датчика поступает в фильтр 2 нижних частот где происходит выделе/5 ние первой гармоники. Гармонический сиг- " нал далее поступает в усилитель-формирователь 3, где происходитегоусиление и, в зависимости от фазы, формирование разностного импульсного, сигнала.40Разиостный импульсный сигнал затем поступает в реверсивный счетчик 5 и вызывает изменение числа в нем до тех пор, пока угол сС, хранящийся в реверсивном счетчике 5, не станет равным углу45 поворота ротора датчика Ч.Как было отмечено выше при сК = Ч, выходное напряжение датчика равно 0 и С выходов формирователя 10 импульсов импульсные последовательности, амплитуды первых гармоник которых пропорциональны синусу и косинусу угла счетчика 5 через согласующий блок 11 поступают на входы датчика 1 перемещения. импульсный сигнал на выходе усипитопяформироввтеля отсутствует.Разностный импульсный игл одновременно поксчитывается счетчиком 6,управляющим блоком 8 индикации,По сравнению с известными предлагаемый преобразователь проще, так как, вопервых один счетчик выполнен нереверсивным, а во-вторыхиз него исключеныдва дешифратора и триггер,формула изобретения