Преобразователь перемещения в код

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоввтскикСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ,СССР по делам изобретений и открытий(0888),Опубликовано 150283. Бюллетень М 6 Дата опубликования описания 15.02. 83)тийВильнюсский филиал Экспериментального на ноисследовательского институтаметаллорежущик адейков",с ", 2 Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и можетбыть использовано при обработке сигеналов перемещения в код,По основному авт,св. Р 911583 известен преобразователь перемещения вкод, содержащий источник питания,выходы которого соединены с первичнойобмоткой синусно-косинусного датчика,четыре сумматора, четыре двухполупериодных выпрямителя, два фильтра нижйй 4частот, интерполятор и реверсивныйсчетчик, В устройстве осуществляетсяпреобразование перемещения в цифровой код (в последовательность импульсов на выходе интерполятора - кодунитарный)11 .Однако устройство не позволяетосуществлять контроль за измеряемьщперемещением, что сужает функциональные воэможности, Наличие такого контроля позволяет иметь информацию опогрешности преобразователя и либоотдельно это регистрировать, либодалее этот сигнал использовать длякоррекции преобразователя,Целью изобретения является расширение функциональных воэможностейпутем обеспечения контроля измеряемого перемещения. Поставленная цель достигаетсятем, что в преобразователь перемещения в код введены привод, эталонный преобразователь перемещения в код, формирователь импульсов, делитель частоты, триггер, третий фильтр нижних частот и регистрирующий блок, вал эталонного преобразователя переме щения в код кинематически соединен с .,приводом, и валом синусно-косинусного датчика, а выход соединен через последо.ватель но соединенные формирователь импульсов и делитель частотн с первым входом триггера, выход интерполятора соеди- нен с вторым входом триггера, выход которого соединен через.третий фильтр нижних частот с регистрйрующим блоком,На чертеже изображена блок-схемапредлагаемого устройства,Схема включает источник 1 питания,синусно-косинусный датчик 2 с первичной обмоткой 3 и выходными синусной4 и косинусной 5 обмотками, двухполу 25 периодные выпрямители б"9, сумматоры10-13, фильтры 14 и 15 нижних частот,интерполятор 16, реверсивный счетчик17, привод 18 с зталлонным преобразователем 19, формирователь 20 импульсов,З 0 делитель 21 частоты, триггер 22, 997064фильтр 23 нижних частот и регистрирующий блок 24,Устройство работает следующим образом.При вращении оси синусно-косинусного датчика 2 (вращение осуществляется приводом 18, с которым, такжежестко связана ось эталонного преобразователя 19) напряжения синусной4 и косинусной 5 выходных обмотоксоответственно пропорциональны выражениям81 И А 51 И(1) (1 )СОМ 51 ИМ И)где А - угол поворота подвижной части датчика 25ю - угловая частота напряженияпитания датчика 2.Эти напряжения поступают на двухпериодные выпрямители 6 и 7, на выходе которых образуются сигналы 20(СОМ 61 и Ю(1 (4)Выпрямитель 7 выполнен так, чтона его выходе получается сигнал, равный абсолютной величине сигнала (2)с обратным знаком, Сигналы (3) и (4)суммируются в сумматоре 12, на выходе которого образуется сигнал/УИ СО 1 МиА(-(СОБРА (6)Огибающая сигнала после суммирования имеет треугольную форму,. а Почастоте в 2 раза выше. Демодуляцияэтой огибающей осуществляется оббтчным фильтром 14 нижних частот.Аналогичные преобразования претерпевают сигналы синусно-косинусного,датчика 2 в блокаХ 8-11, 13 и 15, Всумматоре 10 происходит суммированиесигналов (1) и (2), поэтому сигнална его выходе пропорционален(Ь 1 ИА -СО 5 А) ЫИ а = Я УИ (й -45 ф) 51 И М (6)В сумматоре 11 (в котором практически осуществляется вычитание, таккак один из сигналов подается на инвертирующий вход) получается сигнал(ЫИА-СОьд )6 Ю Ю=Г 2 С 05(Фо)51 ИФ 1 (7)Как,видно, амплитуды суммарныхсигналов имеют амплитуду в 2 разабольшую, чем у входного сигнала. Подбором коэффициента усиления сумматоров 10 и 11 амплитуду этих сигналовуравновешивают с амплитудой сигналов(1) и (2) (т.е, производят нормирование амплитуды),В двухполярных выпрямителях 8 и9 осуществляется выделение модулейсигналов (6) и (7) с выхода сумматоро10 и 11. ., 60)Уи а (Ь 1 и (ЫБ")1-(сов(а -4 Бф) 1 ( 9) Фильтруя несущую частоту сигнала (9) в фильтре 15, получаем на его выходе треугольный сигнал, который, однако сдвинут относительно сигнала на выходе фильтра 14 на 90 . Таким образом, на выходах фильтров 14 и 15 образуютсн два треугольных сигнала удвоенной частоты сдвинутых друг отно 0сительно друга на 90 . Оба сигнала поступают на интерполятор 16, на выходе которого образуются выходныесигналы в виде последовательности имрульсов, период которых в Р раз мень.ше периода входных треугольных сигналов, где Р - коэффициент интерполяции, Эти импульсы содержат всю информацию о перемещении (унитарный код) и при необходимости подсчитываются счетчиком 17. Если синусно-косинусный датчик характеризуется погрешностью, то при преобразовании перемещения в код расстояния между выходными импульсами на выходе интерполятора неодинаковы. Одновременно с осью синусно-косинусного датчика вращается ось эталонного высокоточного преобразователя 19. ПоследнийФормирует за оборотИ импульсов (обычно он является фотоэлектрическим растровым, но может быть иного типа), Велнчину М может составлять количество импульсов порядка 3600-10800 и выше, точность эталонного преобразователя 5 выбирается исходя из точности синусно-косинусного датчика и может составить величину порядка нескольких угловых секунд. В формирователе 20 импульсов формируются импульсы и поступают на обычный делитель 21 частоты, на его выходе образуетсяимпульсов, где ю в .коэффициент деления, равномерная последовательность которых поступает на первый вход триггера 22, на второй вход которого поступают импульсы с выхода интерполятора 16, Регистрация колебаний фазового угла между обеими последовательностями и представляет собой операцию контроля за перемещением, В триггере 22 фронтом (например, передним) импульсов с делителя 21 частоты триггер переводится из исходного логического состояния в другое, а фронтом импульсов с выхода интерполятора 16 триггер 22 возвращается в исходное логическое состояние, т.е,5 если синусно-косинусный датчик не обладает погрешностью (т.е. последовательность импульсов с выхода интерполятора 16 равномерна), то на выходе триггера 22 формируется последовательность прямоуголь ных импульсов одинаковой длительности. Поэтому на выходе фильтра 23 нижних .частот образуется постоянное напряжение, которое принимается за нулевую линию отсчета, Она и регистрируется в регистрирующем блоке 24,подключенным на выходе Фильтра 23. Если оииуено-косинусный датчик характеризуется погрешностью, то последовательность импульсов с выхода интерполятора 16 неравномерна, поэто. му прямоугольные импульсы на выходе 5 триггера 22 имеют неодинаковую длительность, которая меняется в течение периода пропорционально погреш" ности, т.е. на выходе триггера имеет место широтно-импульсная модуля ция (ШИИ) . При интегрировании ШИК импульсов на выходе фильтра 23 образуется кривая погрешности, Фиксируемая блоком 24. Запись этой кривой (например, на самописце) осу ществляется автоматически.Например, синусно-косинусный датчик типа фрез 0 льверфф за оборот .,Формирует И информационных сигналов (так как И- числопар полюсов в датчике), .они умножаются на Р в интерполяторе и еще на 2 при образовании треугольных напряжений, таким образом всего за оборот получается 2 р 8 импульсов, поступающих на первый вход триггера 22, а на второй поступает число импульсов за оборот, равное в . Параметры М и щ выбираютйся исходя из известного числа И пар полюсов синусно-косинусного датчика и коэффициента интерполяции р в соответствии с уравнением 2 рп: в , наприй мер, при И-.-10 и р: 20, число Й может быть выбрано равным 3600 прн я= 9.Таким образом, в предлагаемом изобретении расширяются Функциональ-. 35 ные возможности путем обеспечения контроля за погрешностью преобразуемого перемещения, который осуществляется автоматически, сигнал, процорцио. нальный погрешности, может, быть использован для последующей коррекции точности. Перечисленные обстоятельст" ва обуславливают технико-экономический эффект, связанные с расширенны-. ми функциональными возможностями.формула изобретенияПреобразователь перемещения в кодпо авт.св, 9 911583,. о т л и ч а ющ и й с я тем, что, сцелью расширения функциональных воэможностей, внего введены привод, эталонный преобразователь перемещения в код, формирователь импульсов, делитель частоты, триггер, третий фильтр нижнихчастот и регистрирующий блок, валэталонного преобразователя перемещения в код кинематически соединен сприводом и валом синусно-косинусного датчика, а выход соединен черезпоследовательно соединенный формирователь импульсов и делитель частотыс первым входом триггера, выход инфтерполятора соединен с вторым входомтриггера, выход которого соединен .через третий Фильтр нижних частот срегистрирующим блоком,Источники инофрмации,принятые во внимание прн экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 911583, кл, С 08 С 9704 1982Тираж ПИ Государст делам изобре Москва Ж нного комитета Сний и открытийРаушская .наб.,