Преобразователь перемещения в код

Союз Советскик Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ИТИЛЬСТВУ и 886025(51) М. Кл. 008 С 9/00 Государственный комитет СССР по дедам изобретений и открытий(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В, КОД Изобретение относится к преобразователям линейных и угловых перемещений в код с промежуточным.,преобразованием в Фазу или временной интервал. Значение кода используется для индикации и контроля величины перемещения измеряемого объекта.Известны двухотсчетные преобразователи перемещения в код, содержащие Фазовращатель, Формирователь стробирующих импульсов, регистр точного отсчета, блок согласования, регистр грубого отсчета, генератор тактовых импульсов, формирователь опорного напряжения, счетчики точного и гру бого отсчета и регистрирующее устройство 1 Д.Однако известные преобразователи характериэуютсяневисокой точностью преобразования. 20Известен преобразователь угла поворота вала в код, содержащий генератор импульсов, счетчик точного отсчета, формирователь напряжения питания, формирователи фазовых импульсов, фазорасщепитель, датчик угла, блок согласования, блок опрсдсления направления перемещения, логические схемы, счетчик грубого отсчета и регистрирующее устройство ( 21, 30 Недостатком этого устройства является недостаточная точность преобразования и громоздкость функционально-логических схем, что снижает надежность устройства.Из известных устройств наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является двухотсчетный преобразователь сдвига Фазы в код, содержащее датчик точного отсчета, блок преобразования, генератор импульсов, триггеры, логические схемы, счетчик точного отсчета, дифференциальные цепочки, реверсивный счетчик грубого отсчета 31. Недостатком данного устройства является наличие систематической ошибки в единицу младшего разряда точного отсчета, а также возможность сбоев, снижающих надежность устройства в целом. Ошибка обусловлена тем, что триггеры Т 21, Т 2 и счетчик точного отсчета С сбрасываются в конце каждого цикла преобразования не самим импульсом "Стоп", Фазовый сдвиг которого относительно опорного импульса "Старт" несет поl лезную информацию о перемещении, а согласно схеме первым, поступающимпосле сигнала "СТОП", импульсом с генератора ГИ. Но этот же импульс считывается счетчиком точного отсчета С. Таким образом, в счетчике С в интервале между импульсами СТАРТ-СТОП фиксируется не Я импульсов, а Я+1 импульсов, т.е. возможна ошибка в единицу младшего разряда точного отсчета. Кроме того, возможны сбои, обусловленные состоянием неопределенности на входах триггера Тг 1. Неопределенность возникает в моменты совпадения импульсов "СТАРТ и "СТОП" ( т.е. в моменты полных пачек импульсов), когда на входах б и Й триггера Т 21 одновременно воздействуют два взаимоисключающих сигнала, 15 В этом случае возможен пропуск целого цикла преобразования (пачки импульсов), что может привести к значительной ошибке, если время пропущенного цикла придется как раз на Щ время индикации результата измерения. Наличие сбоев снижает надежность устройства в целом.Цель изобретения - повышение точности преобразования и надежности устройства.Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь перемещения в код, содержащий датчик точного отсчета, подключенный к блоку преобразования сигналов датчика,.пер вый выход которого подключен к одному из входов элемента совпадения, к другому входу которого подключен генератор импульсов, счетчик точного отсчета, счетный вход которого подключен к выходу элемнета совпадения, а установочный вход - ко второму выходу блока преобразования сигналов датчика, реверсивный счетчик грубого отсчета, введены элементы памяти 40 и элементы сравнения, третий и четвертый выходы блока преобразования сигналов датчика соединен с первыми входами элементов памяти и элементов сравнения, соответственно, прямой 45 выход Иразряда счетчика точного отсчета :оединен со вторым входом первого элемента памяти и вторым входом первого элемента сравнения, инверсный выход И -1 разряда счетчика точного отсчета соединен третьим50 входом первого элемента памяти и вторым входом второго элемента сравнения, прямой выход И разряда счетчика точного отсчета соединен со вторым входом второго элемента памяти, с третьими входами пеРвого и второго элементов сравнения, инверсный выход И разряда счетчика точного отсчета соединен с третьим входом второго .элемента памяти, прямые выходы эле ментов памяти соединены с четвертыми и пятым входами второго элемента сравнения, а инверсные выходы элементов памяти соединены с четвертым и пятым входами первого элемента сравЧисло им Состояние триггеров старпульсов шей декады счетчика ТО. в пачке ТИ- ТИ ТИ - 4 ТИ О;910-.1920 т 9 0 30-39 40-49 50-59 60-;69 70-; .9 80-.89 90-,99 0 - :9 0 Изменение состояния ТИ с "111 ф в предыдущей пачке на "000" в последующей соответствует перемещению в сторону увеличения вправо), а с "000" в "111" - влево, т.е. определяет реверс счетчика ТОНо триггер ТИ изменяет свое состояние и в момент перехода числа импульсов в пачке с 79 до 80, что может вызвать ложное срабатывание счетчика ТО, Для устранения ложного нения, выходы .элементов сравнениясоединены со входами реверсивногосчетчика грубого отсчета.На фиг.1 представлена функциональная схема преобразователя перемещения в код, на фиг.2 - диаграммасинхроимпульсов.Преобразователь содержит датчик.точного отсчета 1, блок преобразова 3ния сигналов датчика 2, элемент совпадения 3, генератор импульсов 4,счетчик точного отсчета 5, элементыпамяти б и 7, элементы сравнения 8и 9, реверсивный счетчик грубого отсчета 10,Пусть в счетчик точного отсчета( ТО) записываются измерительные пачки с нарастающим числом импульсов.Если рассмотреть состояние триггеровстаршей декады счетчика ТО ( табл.)то видно, что в моменты переполнениясчетчика ТО т.е. перехода с пачки счислом импульсов 90,99 на пачку счислом О-;9 триггер ТИ (старший разряд)изменяет свое состояйие.Выходные сигналы датчика 1 (например, фотоэлектрического растрового датчика), преобразуются в блоке преобразования сигналов датчика 2 во З 5 временной интервал, длительность которого пропорциональна измеряемому перемещению, Далее временной интервал считываетс.; путем заполнения его счетными импульсами. Счетные импульсы с генератора импульсов 4 подаются на один из входов элемента совпадения 3, на другой вход которой поступают "ворота" (временные интервалы). На выходе элемента совпадения 3 образуются измерительные пачки импульсов, 45 которые считываются счетчиком 5 ТО. В блоке преобразования сигналов датчика 2 вырабатываются также синхро- импульсы (фиг.2), управляющие работой счетчиков ТО и ГО. Импульсом 50 "УСТ.О" устанавливается в нулевое состояние счетчик 5 ТО, после чего в него записывается пришедшая пачка импульсов. С приходом импульса "СРАВНЕНИЕ" в элементы сравнения 8 55 и 9 происходит сравнение состояний Ии И-го разрядов счетчика ТО пре,дыдущей пачки импульсов, запомненных элементами памяти б и 7, с состояниями этих же разрядов от пришед шей пачки импульсов по следующей ф 0 логике;Имп. (+) =ТИ,(МТМ(яч. 6) ( яч. 7)( имп. "СРАВНЕ 1 П 1 Г,Имп. (-) =ТИ,(ЧТИЧ(яч, б) Ч (яч, 7) имп."СРАВНЕНИЕ", 65 Формула изобретения Преобразователь перемещения в код, содержащий датчик точного отсчета, подключенный к блоку преобразования сигналов датчика, первый выход которого подключен к одному из входов элемента совпадения, к другому входу которого подключен генератор импульсов, счетчик точного отсчета, счетный вход которого подключен к выходу элемента совпадения, а установочный вход - ко второму выходу.блока преобразования сигналов датчика, реверсивный счетчик грубого отсчета, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и надежности преобразователя, в него введены элементы памяти и элементы сравнения, третий и четвертый выходы блока преобразования сигналов датчика соединен с первыми входами элементов памяти и элементов сравнения,.Срабатывания .контролируется еще исостояние триггера Т 1 ( Иразряд),В момент перехода пачки с 90-99 напачку с 0-9 импульсами. триггер Т 1не изменяет своего состояние, в тсвремя, как при.переходе с пачки с79 на пачку с 80.импульсами, триггер ТИ изменяет свое состояние напротивоположное. Этот дополнительныйпризнак используется. при формировании ТО. В основу формирования грубого отсчета положен метод сравнениядвух соседних пачек импульсов посостояниям двух старших разрядовсчетчика ТО ,(т.е. И -1 и И-го разрядов) . Если пришедшая пачка имела"111" импульсов, то, значит, перемещение происходит вправо и с в счетчик ГО необходимо добавить единицу.Если же пришла пачка импульсов "111", 20а предыдущая была "000", то это означает, что из счетчика ГО необходимовычесть единицу. В пачках же с числом импульсов от "000" до "111" импульсов управления грубым отсчетом 25быть не должно. Эта логика и реализуется функциональной схемой (фиг.1) . Преобразователь работает следующим образом. 30(яч.7) -инверсный выход элементапамяти 7.В качестве элемента памяти используются, например, триггеры с раздельными входами. Имп.(+) или Имп.( - ) вызывают .либо добавление единицы, либо вычитание единицы соответственно из младшего разряда реверсивного счетчика 10 ГО. С приходом импульса "ПЕРЕНОС" состояния старших .разрядов счет. чика ТО от пришедшей пачки записыва ются в элементах памяти б и 7 и запоминаются. С приходом импульса "УСТ.О" происходит обнуление счетчика ТО, подготовка его для записи, следующей пачки импульсов и цикл повторяется.Известно, что,если на счетчик ТО непрерывно подавать пачки импульсов, то счетчик будет. непрерывно "КРУТИТЬСЯ", не давая возможности снять истинные показания с регистрирующего устройства, например, с цифрового табло. С целью устранения этого недостатка либо дискретно опрашивают цифровое табло, либо тактируют работу. блока преобразователя сигналов датчика так, чтобы на счетчик ТО поступала не каждая пачка, а дискретно, например, через одну две, как в предлагаемом устройстве, а на место пропущенной пачки размещаются синхроимпульсы (фиг.2). Этим устраняются возможные сбои, прнсущие известному устройству, и тем самым повышается надежность и точность работы преобразователя в целом.Предлагаемое устройство опробовано и испытано в макете фотоэлектрического растрового преобразователя перемещений и показало высокую надежность и точность работы.г,й Составитель А.СидоренкоРедактор И.Тыкей Техред Т,Г 1 аточка Коррек Синицкая з 10563/79 Тираж 694 ВНИИПИ Государств по делам изобре 113035, Москва, ЖПодписиомитета СССРоткрытийая наб., д.4/5 о и и 1 ал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4 прямой выход.Иразряда счетчика точного отсчета соединен со вторым вхоцомотсчета соединен со вторым входомпервого элемента памяти и вторымвходом первого элемента бравнения,инверсный выход иразряда счетчика точного отсчета соединен с третьим входом первого элемента памятии вторым входом, второго элементасравнения, прямой выход И,разрядасчетчика точного отсчета соединенсо вторым входом второго элемента опамяти, с третьими входами первогои второго элементов сравнения, инверсный выход И разряда счетчикаточного отсчета соединен с третьимвходом второго элемента памяти, прямые выходы элементов памяти соединены с четвертым и пятым входами второгоэлемента сравнения, а инверсные выходы элементов памяти соединены счетвертым и пятым входами первогоэлемента сравнения, выходы элементовсравнения соединены со входами реверсивного счетчика грубого отсчета. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, "Приборы и системы управления",1975 ф ф 4 с с. 28.2. Авторское свидетельство СССРР 439836 кл.6 08 С 9/04, 1972.:3, Ахметжанов А.А. Электромеханические преобразователи угла с электрической редукцией., М., "Энергияф,1978, с.200 (прототип).