Измерительный преобразователь перемещений

И. Кулис И. Розман, А, А, Романис, Н, А. Лесин, Б, И, Минцер В. Гичан, Р.-Т, К, Дзетавяцкас и В, А. Крищюкайтис 72) Авторы изобретения Экспериментальный научно-исследовательский институт71) Заявитель металлорежущих станков ЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ(54) ИЗМ С помощью фазовраща ремещение преобразуется в сдвиг выходного сигнала о го, Этот временный сдвиг ром, например, путем зало временного интервала счетн ло которых подсчитывается теля измеренное пео временной фазовый тносительно опорно- измеряется фазоме лнения измеренного ыми импульсами, ч четчиком. тельныи ограничененной точзвестныи Изме мещений имеетвленную огран фазовращателя тью цепи, в сост и кинем то повышение точно Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может использоваться, вчастности, для измерения и индикации линейныхили угловых перемещений.Известное устройство для измерения угловыхперемещений содержит фазовращатель, выполненный в виде сельсина с одноразной роторнойи многофазной статорной.обмотками 11,При работе сельсина в комплекте с реечно-шестеренчатым механизмом обеспечивается измерение линейных перемещений,Точность устройства ограничена точностьюизготовления сельсина и зависит от кинематической погрешности реечно-шестеренчатого механизма. Наиболее близок к предлагаемому изобретению измерительный преобразователь перемеще ний, содержащий фазовращатель, два формиро. вателя импульсов, входы которых соединены соответственно с задатчиком опорного сигнала и выходом фазовращателя, блок сравнения, к входам которого присоединены выходы форми рователей импульсов и фазометр 21. Если измерительный преобразователь установлен на начальном звене кинематической цепи, например на ходовом винтестанка, то перемещение конечного звена кинематической цепи, например шлифовальной бабки круглошлифо. вального станка, оказывается смещенным относительно заданного или индуцируемого положе. ния на величину кинематической погрешности цепи,Таким образом, и преобразователь пере ную точность, обусло ностью изготовления тической погрешнос входит фазовращателЦель изобретения693113 4 3Это достигается тем, что преобразователь снабжен фильтром нижних частот, вход которо го подключен к выходу блока сравнения, и пороговыми элементами, подключенными своими входами к выходу фильтра нижних частот, и фазосдвигающими блоками, и управляемыми ключами и,дешифратором, включенными между питания фазовращателя, а длительность - пропорциональна углу 0 поворота его ротора.Фильтр 5 нижних частот выделяет из этой после довательности импульсов постоянную составля.ющую напряжения, пропорциональную углу 0 поворота ротора и сравниваемую при посредстве пороговых элементов 6-1 - 6-и с заданнымиэталонными напряжениями, соответствующими выходами пороговых элементов и управляющимивходами ключей, фазосдвигающие блоки и клю.чи соединены последовательно и подключены меж. 10ду выходом фазовращателя и первым входом фзэометра, второй вход которого присоединен к задатчику опорного сигнзла,На фиг, 1 дана структурная схема преобразователя; на фиг. 2 - диаграмма задания уровней сравнения пороговых элементов; на фиг, 3 - кривые изменения кинематической погрешности в функции угла поворота (а, - нескомпенсированная, б - скомпенснрованная погрешности).20Измерительный преобразователь содержит фззовращатель 1, например сельснн, формирова.тели 2 и 3 импульсов, формируемых в момент прохождения через нуль опорного сигнала и выходного сигнала фазоврашвтеля соответственно блок 4 срзвнения временного положения сформированных импульсов, фильтр 5 нижних час.тот, пороговые элементы 6.1 - 6-и, дешифратор 7, фазосдвигающие блоки 8-1 - 8-и, управляемые ключи 9-1 - 9-и, фазометр 10 и задат- чики 111 - 11 и эталонных напряжений, определяющих уровни срабатывания соответствующихпороговых элементов. Задатчик опорного сигнз.ла отдельной позицией не показан, так как в данном случае в качестве опорного сигнала исполь. эуется напряжение питания одной из фаз стато.ра сельсина,Измерительный преобразователь работает .следующим образом.Напряжение, снимаемое с выхода фазовраща 40 теля (в данном случае - с обмотки ротора сель- сина) сдвигается по фазе относительно опорного сигнала (в данном случае - относительно на. пряжения питзния одной из фзэ обмотки статора сельсина) на величину, пропорционзльную уг45 лу 0 поворота ротора фазовращателя, Фазовый . сдвиг указанных напряжений, преобразованных формирователями 2 и 3 в импульсы в моменты перехода этих напряжений через нуль от отрица тельных значений к положительным, определяет 50ся с помощью блока 4 сравнения, который мо. жет быть вьпюлнен, например, в виде триггера с раздельными входзми, Импульс с выхода фор. мирователя 2 импульсов устанавливает триггер в состояние "1", а импульс с формирователя 3 импульсов возвращает его в первоначальное (ну.55 левое) состояние. Таким образом на выходетриггера формируется последовательность импульсов, частота которых равна частоте напряжения оцределенным углам поворота ротора фаэовращателя 1 (см, фиг. 2),Если напряжение на выходе фильтра 5 меньше эталонного, то на выходе соответствующего порогового элемента формируется сигнал логического "0", если же это напряжение превышаетэталонный уровень срабатывания соответствующе.го порогового элемента, то на выходе этого эле.мента формируется сигнал логической "1",Логические сигналы с выходов пороговыхэлементов 6 поступают на входы дешнфратора 7.Каждая выходная шина дешифратора управляетсвоим ключом, подключенным между выходом соответствующего фазосдвигающего блока 8-1 - 8-и и первым входом фазометра. Фазосдвнга. ющие блоки настроены предварительно на заданную величину кинематической погрешности цепи, соответствующую определенному углу ново. рота ротора фазовращателя и определенную ка. ким-лнбо известным способом заранее (фиг. 3 кривая а).Задание параметров компенсируемой кри. вой кинематической погрешности обеспечивается: по оси ординат - выбором величины фазовой задержки, создаваемой блоками 81 - 8-и, а по оси абсцисс - выбором уровня этзлонного на. пряжения, соответствующего задатчика 11-1 - 11-и.Выходное напряжение фазовращателя посту пает через фазосдвигающне блоки 8.1 - 8-и, коммутируемые ключами 9-1 - 9-и, на первый вход фазометра 10, на второй вход которого поступает опорный сигнал, Фазометр обеспечиваетиндикацию измеренного углового перемещения при скомпенсированной с определенной точностью кинематической погрешности.Кривая б скомпенсированной кинематической погрешности при компенсации ее в десяти точках (число точек может быть любым) йоказало на фиг. 3Таким обрззом, благодаря компенсации кинематической погрешности цепи, в состав которой входит фазовращатель, повышается точностьизмерительного преобразователя линейных илиугловых перемещении. Формула изобретенияИзмерительный преобразователь перемещений, содержащий фазовращатель, два формирова.5 6931 теля импульсов, входы которых соединены со.ответственно с задатчиком опорного сигнала и выходом фазовращателя, блок сравнения, к входам которого присоединены выходы формирователей импульсов, и фазометр, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения точ.ности, преобразователь снабжен фильтром ниж.них частот, вход которого подключен к выхо.ду блока сравнения, п.пороговыми элементами,ф подключенными своими входами к выходу фильтра нижних частот, и-фазосдвигающими блоками,. п управляемыми ключами и дешифратором, включенным между выходами пороговыхэле. 13 6ментов и управлякпгями входами ключей, фазосдвигаюшие блоки и ключи соединены последовательно н подключены между выходом фазовращателя и первым входом фазометра, второйвход которого присоединен к задатчику опорного сигнала.Источники информациипринятые во внимание нри экспертизе1, Ав горское свидетельство СССР Я" 404111,кл. 6 08 С 9/00, 1974,2, Преснухин Л. Н. Фотоэлектрические преобразователи информации.-М.: Машнностроенкс,1974, с. 228 - 229, рис. 11 ба (прототип).