Преобразователь перемещения в код

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоввтскихСоциалистическиеРеспублик о 875423(51)М. Кл. С 08 С 9/04 9 кударстееей квинтет СССР вв делаи кзебретенкй и открытий(53) УДК 681, .325(088.8) 72) Авторы изобретения Г,И, Алкин и И,Г. Черн 1 Заявител 54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В КОД амппульс в Изобретение относится к автомати-: ке и измерительной технике и может найти применение для измерения перемещения рабочих органов металлоре-. жущих станков и измерительных машин.Известен преобразователь перемеще- ф ния в код, содержащий синусно-косинусный широтно-импульсный преобразователь, выходные сигналы которого линейно изменяются по длительности в функции числа, пропорционального вза- а имному положению входных и выходных обмоток датчика 11 .Недостатком преобразователя является невысокая точность.Известен преобразователь перемещения в код, содержащий генератор, синусно-косинусный широтно-.импульсный преобразователь, имеющий два входа, первый из которых подключен к генератору, выходы синусный, косинусиый20 и опорных импульсов, синусно-косииусный амплитудно-импульсный преобразователь, синусный и косинусный вйходы широтно-импульсного и амплитудно-и " пульсного преобразователей через формирователь импульсов питания подключены к двум входным обмоткам датчика перемещения типа индуктосин, выход датчика перемещения подключен через полосовой усилитель к первому вхо ду фазового детектора, выход которого подключен к управляему входу блока ключей. Выход блока ключей подключен к второму входу широтно-импульсного преобразователя и к входу амплитудно- импульсного преобразователя. Выход опорных импульсов широтно-импульсного преобразователя подключен квторому входу фазового детектора и к неуправ-. ляемому входу блока ключей, выходылитудно-импульсного и широтно-имсного преобразователей соединеныыходами блока индикации 1,2 1.Однако введение синусно-косинус- ного амплитудно-импульсного преобразователя для увеличения разрешающей способности известного преобразова8754теля перемещения в код усложняет этот преобразователь.Кроме того, преобразователь выполнен по замкнутой, компенсационной схеме и имеет высокую статическую точ 5 ность. А для повышения динамической точности в преобразователь необходимо дополнительно вводить сложное устройство.Цель изобретения - повышение точности и упрощение преобразователя.Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь перемещения в код, содержащий генератор, выход которого соединен с первым входом широтно-импульсного преобразователя, первый и второй выходы которого соединены со входами синусно-косинусного датчика перемещения, выход которого соединен через полосовой усилитель с первым входом фазового детектора, второй вход которого соединен с третьим выходом широтно-импульсного преобразователя, выход Фазового детектора соединен с первым входом блока ключей, второй вход которого .соединен с выходом генератора, и счетчик, введен делитель частоты, третий выход широтно-импульсного преобразователя соединен со вторым его входом и через делитель частоты с третьим входом блока ключей, выход .которого соединен со входом счетчика.На фиг. 1 приведена блок-схема преобразозателя перемещения в код; на Фиг. 2 - временные диаграммы, по 35 ясняющие принцип работы преобразователя.Преобразователь перемещения в код содержит генератор 1 частоты Г, ши 40 ротно-импульсный преобразователь 2, синусно-косинусный датчик 3 перемещения типа индуктосин, полосовой усилитель 4, фазовый детектор 5, блок 6 ключей, счетчик 7 с индикатором, де- литель частоты 8. Выход генератора 1 частоты 1 под"ключен к первому входу широтно-импульсного преобразователя 2, первый и второй (синусный и косинусный) вы" ходы которого подключены к синусной и косинусной входным обмоткам датчика 3 перемещения, выход датчика 3 соединен со входом полосового усилителя 4, выход усилителя 4 подключен к первому входу фазового детектора 5, вы- .ход которого подключен к первому входу блока 6 ключей, выход блока 6 клю-,23 4чей подключен к входу счетчика 7, третий выход опорных импульсов широтно-импульсного преобразователя 2 соединен с его вторым входом, входом де" лителя 8 частоты и вторым входом фазового детектора 5, выход делителя 8 частоты подключен к третьему (второму управляемому) вход блока 6 ключей, второй (неуправляемый) вход которого соединен с выходом генератораПреобразователь перемещения в код работает следующим образом (фиг. 2).От генератора 1 на первый вход синусно-косинусного широтно-.импульсного преобразователя 2 поступают импульсы частотой Го . На выходе опорных импульсов широтно-импульсного преобразователя 2 формируются импульсы частотой Гр/и (и - целое число 1) постоянной ширины. Импульсы с выхода опорных импульсов поступают на второй вход широтно-импульсного преобразователя 2.В этом случае, на синусном и косинусном выходах широтно-импульсного преобразователя 2 Формируются импульсы частотой 0 /и, ширина которых изменяется на 2/Го при поступлении импульса на второй вход широтно"импульсного преобразователя 2 (сигналы з 1 п и соз фиг. 2), При этом первые гар" моники последовательностей импульсов з 1 п и соз имеют видО = Афз 1 п 2 Я-соз 2 Я - й,1о, то1 вфи и иО = Асозе - й соз 2 В в й,то, то4 СОВ п и Выходные сигналы 53 п и соз широтно- импульсного преобразователя 2 поступают на входные обмотки датчика 3 перемещения, Напряжение с выходной обмотки датчика 3 поступаетв полосовой усилитель 4, где происходит усиление и выделение сигнала, представляющего собой сумму двух сигналов разностей (- - - ) и суммарно(- + в )Г о и п П Па частот. Сигнал (Фиг, 2) на выходе по" лосового усилителя 4 имеет видц щ - 1 сои ж(-о - + с - ч 18 1 Г2 1и и- сос 2 Й(.ф + +с9 11 и и 81 П(2 В-ф с + Ф) з 1 п 2 Ж где 8 - амплитуда сигнала на выходе полосового усилителя 4,875423 6 преобразователя составит- пространственный угол взаимного положения входных и выходных обмоток датчика 3 перемещения.Сигнал с выхода полосового усилителя 4 поступает на один из входов фазового детектора 5, На второй вход фазового дете".тора 5 поступают импульсы с выхода опорных импульсов широтно-имиульсного преобразователя 2. 10 В фазовом детекторе 5 осуществляется детектирование и выделение с помощью фильтра нижних частот первой гармоники-сигнала, частота которого рав Ю на Г /и , а фаза соответствует взаимному положению входных и выходных обмоток датчика перемещения 3;Сигнал с выхода фазового детектора 5 поступает на первый управляемый вход блока 6 ключей, на второй управляемый вход которого подаются импульсы с выхода делителя 8 частоты, который делит на и частоту импульсов/и, поступающих на его вход с выхода опорных импульсов широтно-импульсного д преобразователя 2. На неуправляемый вход блока 6 ключей поступают импульсы с генератора 1.На выходе блока 6. ключей формируется пачка импульсов, которые подсчитываются в сумматоре 7, Начало пачки импульсов определяется передним фронтом опорного сигнала, поступаю.щего с выхода делителя 8 частоты, а окончание пачки импульсов определяет 35 ся моментом перехода через нуль синусоидального сигнала на выходе фазового детектора 5. Частота импульсов в пачке равна. Количество импульсов в пачке соответствует взаимному положению входных и выходной обмоток датчика 1 перемещения и пропорционально перемещению объекта. В предлагаемом преобразователе исключены амплитудно-импульсный преоб разователь и формирователь импульсов питания датчика и введен делитель частоты с коэффициентом деления и, равным коэффициенту деления широтно-импульсного преобразователя, а выход ЗО опорных импульсов широтно-импульсного преобразователя соединены с его вторым входом.В этом случае, если например, и200, то разрешающая способность известного преобразователя составит 1 14 п 800- периода датчика, а разрешающая способность предлагаемого 1 1пд 40000 периода датчика при той же частоте питающего напряжения датчика.Таким образом, структура предлагаемого преобразователя позволяет повысить точность за счет увеличения разрешающей способности преобразователя в несколько раз по сравнению с известным при одинаковых частотах запитки датчиков в обоих преобразователях, а также упростить в нем начало формирования пачки импульсов, производимое по фронту Сигнала, поступающего с выхода делителя частоты, а окончание, происходящее в момент перехода через ноль измерительного сигнала на выходе Фазового детектора. Это позволяет Формировать пачку импульсов, количество которых точно соответствует взаимному положению входных и выходной обмоток и датчика перемещения в данный момент при движении датчика с какой бы то ни было скоростью, что практически исключает динамическую погрешность преобразователя, а также обеспечивает повышение точности пре" образователя. Формула изобретенияПреобразователь перемещения в код,содержащий генератор, выход которогосоединен с первым входом широтно-им-.пульсного преобразователя, первый ивторой выход которого соединены со входами синусно-косинусного датчика перемещения, выход которого соединенчерез полосовой усилитель с первымвходом фазового детектора, второйвход которого соединен с третьим выходом широтно-импульсного преобразователя, выход фазового детектора соединен с первым входом блокаключей,второй вход которого соединен с выходом генератора, и счетчик, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения точности и упрощения преобразователя, в него введен делительчастоты, третий выход широтно-импульсного преобразователя соединен со вторым его входом и через делитель частоты с третьим входом блока ключей,выход которого соединен со входомсчетчика.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРВ 536501, кл. С 08 С 9/00, 1975.2, Патент США У 3789393,кл. 340-347, опублик. 1974 (прототип) у875423 оставитель Е. Будариехред АБабинец Подписноетета СССРткрытийнаб., д 4/5 НИИП коми икая 130 Патент", г. оектная, 4 Фили од, ул дактор Н. Кончицка Закаэ 9341/76 Тираж б 94И Государственногоделам иэобретениМосква, Ж, Рауш Корректор А. Гриценко