Датчик малых скоростей

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических республик(22) Заявлено 0401,80 (21) 2869264/18-10с присоединением заявки Мо(23) ПриоритетОпубликовано 301181 Бюллетень Мо 44 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийДата опубликования описания 30. 1-1-,8.1(54) ДАТЧИК МАЛЫХ СКОРОСТЕЙ О 20 25 ЗО Изобретение относится к автоматизации контрольно-измерительной техники, а именно автоматизации контроля перемещений с малыми скоростями.Известно устройство измерения скорости перемещения, основанное на преобразовании сигналов датчиков перемещений; включающее операции Формирования из этих сигналов прямоугольных импульсов напряжения, причем скорость перемещения определяют путем измерения частоты счетных импульсов. 111Недостатком этого устройства является большая погрешность измерения в зоне малых скоростей, которая усугубляется иэ-эа неравномерности скорости перемещения объекта, т.е. возникает ситуация, когда происходит потеря информации о скорости в интервале между счетными импульсами.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является датчик средней скорости, содержащий преобразователь механического перемещения в электрические сигналы, соединенный с дискриминатором направления движения, две схемы запрета и схему .ИЛИ 2 . Недостатком известного датчикаявляется потеря информации о скорости в процессе возвратно-поступатель"ных движений, а также в интервалемежду счетными импульсами.,Цель изобретения - повышение точности регистрации заданной скоростии уменьшение погрешности от случайных возвратно-поступательных перемещений при основном. направленномдвижении в области малых скоростей.Поставленная цель достигается тем,что датчик малых скоростей снабжендвумя счетчиками, информационныевходы которых через элементы запрета подключены к источнику временных импульсов, выходы сигналов наполнения - через схему ИЛИ со схемойрегистрации, а входы установки в Офс выходами дискриминатора направлениядвижения и управляющим триггером, выход которого соединен с управляющими выходами элементов запрета,а входы - со схемой управления работой датчика.Кроме того, преобразователь механического перемещения в электрические сигналы содержит три несоединенные между собой токопроводящие гребенки, в совокупности образующиеравномерную, периодическую структуру, у которой соседние контактныеплощадки сдвинуты одна относительнодругой на половину шага вкантованияпути, и подвижный контакт,закрепленный на объекте контроля.Дискриминатор направления движениясодержит кольцевую схему из трех триггеров, первые входы каждого из которых соединены с соответствующимигребенками преобразователя механическогоперемещения в электрические сигналы, основные выходы соединены спервыми входами соответствующих первых схем И и через вторую схему И свходом установки в О первогосчетчика, инверсные входы каждоготриггера соединены со вторыми входами соответствующих первых схем И ипервыми входами третьих схем И, причемвыходы первых схем И соединены совторыми входами соответствующих триггеров через соответствующие первыесхемы ИЛИ, а вторые входы каждой изтретьих схем И - с основными выходами соответствующих триггеров, причемвторые входы первых схем ИЛИ объединены и соединены с выходом второйсхемы И, а третьи входы каждой изтретьих схем И попарно объединенысо вторым входом другой третьей схемы И, при этом выходы третьих схем И З 0через вторую схему ИЛИ соединенысо входом установки в О второгосчетчика.На чертеже представлена функциональная схема датчика малых скоростей,Датчик содержит преобразователь 1механического перемещения в электрические сигналы; соединенный с нимсвоими тремя входами дискрйминатор 2направления движения, выходы которого соответственно соединены с входомустановки в ф 0 счетчика 3 и счетчика 4, причем счетные входы последних через схемы запрета 5 и бподключены к источнику временных импульсов, выходы заполнения черезсхему ИЛИ 7 - к схеме регистрации,а управляющие входы схем запрета 5 иб к выходу триггера 8 управления,который входами соединен со схемой 50управления.Преобразователь 1 содержит тритокопроводящие, изолированные и наложенные друг на друга гребенки 9-11,которые сдвинуты относительно другдРуга в направлении движения подвижного объекта 12 и образуют равномерную периодическую структуру, укоторой расстояние между каждыми соседними контактами составляет половину шага квантования пути. Дискриминатор 2 направления движения содержит Кольцевую схему из триггеров 1315, первые входы которых соединенысоответственно с гребенками 9-11,при этом основной выход триггера 13 65 соединен с первым входом схемы И 16, а инверсный - со вторым входом1 схемы И 17 и первым входом схемы И 18, основной выход триггера 14 соединен с первым входом схемы И 17, а инверсный - со вторым входом схемы И 19 и первым - И 20, основной выход триггера 15 соединен с первым входом схемы И 19, а инверсный - со вторым входом И 16 и первым И 21, кроме того, основной выход триггера 13 подключен к первому входу схемы И 22, а схема И 16 выходом соединена через схему ИЛИ 23 со вторым входом триггера 14, основной выход триггера 14 подключен ко второму входу схемы И 22Ф а схема И 17 выходом соединена через схему ИЛИ 24 со вторым входом триггера 15, основной выход которого подключен к третьему входу схемы И 22, а схема И 19 выходом соединена через схему ИЛИ 25 со вторым входом триггера 13, при этом другие входы схем ИЛИ 23-25 объединены и связаны с выходом схемы И 22 и входом установки в Оф счетчика 3, а выход схемы ИЛИ 26, входами соединенной с выходами схем И 18, 20 и 21, - с входом установки в Оф" счетчика 4.СХема работает следующим образом.Подвижный контакт 12, закрепленный на объекте контроля, при основном направлении движения соприкасается с токопроводящими контактными площадками неподвижных гребенок 9-11, что приводит к срабатыванию триггеров 13-15 в следующем порядке 100, 110, 001, 010, 011, 100, Появление на выходах триггеров 13-15 кода 111 приводит к установке в 10 счетчика 3 через элемент И 22 и двух предыдущих триггеров, а появление в выходном коде триггеров 13-15 двух единиц 110; 101 или 110 приводит к образованию единичного сигнала на выходе одной из схем И 18, 20 и 21 и на выходе схемы ИЛИ 26, что приводит к установке в О счетчика 4. При этом установка в 1 О счетчиков 3 и 4 происходит поочередно при прохождении подвижным контактом 12 половины шага квантования пути, а каждый счетчик 3 и 4 производит подсчет времени, затрачиваемого объектом контроля на прохождение пути, равного шагу квантованияСигнал на выходе схемы ИЛИ 7 появляется от того из счетчиков 3 или 4, который первым окажется заполнен до заданного значения.Триггер 8 используется для управления работой датчика малых скоростей. Он в зависимости от сигналов на его входах разрешает либо запрещает прохождение временных импульсов через схемы запрета 5 и б на входы счетчиков 3 и 4. Во время обратного перемещения объекта контроля, срабатывание триггеров 13-15 происходит в обратной последовательности, ,и из-за наличия в дискриминаторе 2 направления движения элементов И 16-18 на выходах триггеров 13-15 образуется код 100, 001, 010, 100 Такое срабатывание триггеров 13-15 позволяет исключать обратное перемещение объек 5 та контроля из поиска заданной скорости.Выполнение преобразователя механического перемещения в электрические сигналы из трех гребенок, связанных с входами трех триггеров, обеспечивает регистрацию момента соприкосновения подвижного контакта, закрепленного на объекте контроля, с ребром токопроводящего контакта од ной из гребенок. Это исключает погрешности измерения, связанные как с не- синусоидальностью сигнала датчика перемещений при малых или неравномерных скоростях, так и с погрешностью 30 измерения, возникающей из-за влияния ширины токопроводящих контактов на формирование сигналов датчика перемещений. Применение трех триггеров в дискриминаторе направления 25 движения. позволяет по порядку их срабатывания определять направление перемещения объекта контроля, И, наконец, чередование контактных площадок трех гребенок преобразователя механического перемещения в электрические сигналы через половину шага квантования пути и установки в 10 поочередно двух счетчиков при каждом соприкосновении подвижного контакта с одной из гребенок позволяет определять заданную скорость с помощью подсчета времени, затрачиваемого подвижным контактом на преодоление пути, равного шагу квантования. Причем начало отсчета времени для перво го и второго счетчиков оказываются сдвинуты на половину шага квантования пути, что приводит к сокращению времени поиска заданной скорости.45Формула изобретения1. Датчик малых скоростей, содержащий преобразователь механического перемещения в электрические сигналы, соединенный с дискриминатором направления движения, две схемы запрета и схему ИЛИ, о т л и ч а ю щ и й с я тем что, с целью повышения точностирегистрации заданной скорости н уменьшения погрешности от случайных возвратно-поступательных перемещенийпри основном направлении движения вобласти малых скоростей, он снабжендвумя счетчиками и триггером, причеминформационные входы счетчиков черезэлементы запрета подключены к источнику временных импульсов, выходычерез элемент ИЛИ к схеме регистрации,а входы установки в О соединеныс выходами дискриминатора направления движения, при этом выход триггера подключен к управляющим входамсхем запрета,2. Датчик по п. 1, о т л и ч а -ю щ и й с я тем, что преобразователь механического перемещения вэлектрические сигналы содержит триизолированные друг от друга токопроводящие гребенки, в совокупности образующие равномерную периодическуюструктуру, у которой соседние контактные площадки сдвинуты одна относительно другой на половину шагаквантования пути, и подвижный контакт, закрепленный на объекте контроля,3. Датчик по пп. 1 и 2, о т л ич а ю щ и й с я тем, что дискриминатор направления движения содержиттри Вк-триггера, Я-выходы которыхсоединены с соответствующими гребенками, прямой выход каждого триггераподключен к первому входу соответству.ющей двухвходовой схеме И, второйвход которой соединен с инверснымвыходом другого триггера, а выходчерез схему ИЛИ - с К-входом третьего триггера, при этом прямые выходычерез трехвходовую схему И подключены ко входу установки в фОф первого счетчика, входы каждой из трехдополнительных трехвходовых схем Исоединены с двумя прямыми и одниминверсным входами соответствующихтриггеров, а выходы через трехвходовую схему ИЛИ - со входом установкив О второго счетчика.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРВ 517848, кл. С 01 Р 3/64, 1975.2. Авторское свидетельство СССРР 423046, кл. С 01 Р 3/64, 1973 (прототип) .885888 М.Халош ов Составител Техред И,А ктор М,П Подписное Филиал ППП Патентф, г. Ужгород, ул. Про Г Реактор Л.филь Заказ 10534/65 Тира ВНИИПИ Госуда по делам изоб 113035, Москва, 910твенноготений и-35, Рауш ко тк ск тета СССРтийнаб., д. 4/5