Устройство для преобразования перемещений в код

(19) (1 4(51) Н 03 11 1/6 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Ф.Кузнец учно-и следова- омысловой не идетельство ССС 9/00, 07.07.78 тельство СССР 9/02, 27.03.78 св С ид.И.Никонов,Сираевсесоюзный ний институтики82.325(088,Авторское49, кл, С 08Авторское св98, клС 08тип). подвижный якорь, блок считывающих элементов, соединенный с входом блока согласования, выходы грубого отсчета которого соединены с блоком грубого отсчета, выход точного отсчета блока согласования соединен с блоком точного отсчета, о т л и ч а - ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, в него введен коммутатор, управляющие входы которого соединены с выходами грубого отсчета блока согласования, информационные входы коммутатора соединены с дополнительными выходами точного отсчета блока согласования, а выод коммутатора соединен с входом 1 з блока точного отсчета.Изобретение относится к элементамсистем автоматического управления, аименно к преобразователям перемещений в дискретные электрические сигналы, 5Известно устройство для преобразования перемещений в код, содержащееподвижную дорожку с профилированнымикодовыми метками, возле которой установлен чувствительный элемент, 1 Оподключенный к входам формирователяположительных импульсов и формирова, теля отрицательных импульсов, связан.ного с инвертором, выходы формирователя положительных импульсов и инвертора соединены с входами реверсивного счетчика 1,Недостатком устройства являетсянизкая точность преобразования.Наиболее близким по технической Осущности к изобретению является устройство для преобразования перемещений в код, содержащее якорь, блок рабочих и индикаторных считывающихэлементов, соединенный с входом блока согласования, выходы грубого отсчета которого соединены с входомблока грубого отсчета, а выход точ- .ного отсчета - с блоком точного от-,счета 2 .ЗОНедостатком известного устройстваявляется низкая точность преобразования на участках нахождения якорявозле положений противостояния егоцентра центрам рабочих считывающихэлементов, которая обусловлена тем,что для указанных участков зависимость выходных сигналов считывающихэлементов от перемещений якоря имеетупрощенную форму, что ведет к непостоянству приращений выходногокода на различных интервалах циапазо.на преобразования.Целью изобретения является повышение точности устройства для преоб-разования перемещений в код.Поставленная цель достигаетсятем, что в устпойство для преобразо.вания перемещений в код, содержащееподвижный якорь, блок считывающих Оэлементов, соединенный с входом блокасогласования, выходы грубого отсчетакоторого соединены с блоком грубогоотсчета, а выход точного отсчетаблока согласования - с блоком точно- Ыго отсчета, введен коммутатор, управляющие входы которого соединены свыходами грубого отсчета блока согласования, информационные входы коммутатора - с дополнительными выходами точного отсчета блока согласования, а выход коммутатора - с входом блока точного отсчета.На фиг.1 приведена схема устройства (для определенности - с двумя рабочими считывающими элементами)", на фиг.2 - конструкция блока считывающих элементов и подвижной части, на фиг.3 - графики зависимости выходных сигналов Б считывающих элементов и зависимости входных сигналов Н блока точного отсчета от перемещений якоря.Устройство содержит блок 1 считывающих элементов, блок 2 согласования, коммутатор 3, блок 4 грубого отсчета, блок 5 точного отсчета, в состав блока 1 входят индикаторные считывающие элементы 6-9 и рабочие считывающие элементы 10-11, которые соединены соответственно с детекторами 12-15 и 16-1 блока 2. Выход детектора 12 - с входами элементов 18 и 19 сравнения, выход детектора 13 с входами элементов 19-21 сравнения выход детектора 14 - с входами элементов 21-23 сравнения, выход детектора 15 - с входами элементов 23 и 24, выход детектора 16 - с входами элементов 18 и 20 сравнения, а также с ключом 25. Выход детектора 17 - с входами элементов 22 и 24 сравнения, 1 а также с ключом 26, причем ключи 25 и 26 связаны с выходом 27 точного отсчета, блока 2, соединяющим блок 2 с входом блока 5 первый выход элемента 18 сравнения и первый выход элемента 19 сравнения подключены к элементу И 28. Второй выход элемента 19 сравнения и первый выход элемента 20 сравнения подключены к элементу И 29, второй выход элемента 20 сравнения и первый выход элемента 21 сравнения - к элементу И 30, второй выход элемента 21 сравнения и первый выход элемента 22 сравнения - к элементу И 31, второй выход элемента 22 сравнения и первый выход элемента 23 сравнения - к элементу И 32, второй выход элемента 23 сравнения и первый выход элемента 24 сравнения - к элементу И 33, второй выход элемента 28 сравнения и выход элемента И 30 через элемент ИЛИ 34 соединены с управляющим входом ключа 35, а выход элемента И 31 и второй3 1144выход элемента 24 сравнения черезэлемент ИЛИ 35 - с улравляющим входомключа 26.Выходы элементов И 28-33 и второйвыход элемента 24 сравнения являютсявыходами грубого отсчета блока 2,связывающими. блоки 2 и 4, блок 3 содержит ключи 36-39, информационныевходы которых связаны соответственнос выходами детекторов 12-15, представ 10ляющими собой дополнительные выходыточного отсчета блока 2, а управляющие входы ключей 36-39 блока 3 соединены соответственно с выходами элементов И 28, 29, 32 и 33 блока 2.Ключи 36-39 связаны также с входом блока 5, блок 4 содержит преобразователь 40 кода, подключенный к регистру 41 грубого отсчета с выходом42 старших разрядов выходного кода, 2 бмладший разряд 43 регистра 41 соединен с элементом 44 выборки блока 5,К входу элемента 44 подключены последовательно соединенные между сббойпреобразователь 45 напряжения в код т 5и регистр 46 точного отсчета, выход47 элемента 44 является выходом младшего разряда выходного кода,Считывающие элементы 6-11 закреплены надиамагнитном основании 48(фиг.2), вдоль которого перемещаетсяякорь 49, считывающие элементы 6-11 состоят из магнитопроводов 50 и обмоток 51.Устройство работает следующим образом.35Если уровень сигнала, подаваемого на левый по фиг.1 вход любого из элементов 18-24 сравнения блока 2, превышает уровень сигнала, подаваемого 1 на правый вход того же элемента, то вфО единичном состоянии находится его первый выход. Если же сигнал, подаваемый на правый вход какого-либо из элементов 18-24 сравнения, больше по уровню, чем сигнал, воздействую щий на левый вход, то в единичном состоянии находится второй выход данного элемента сравнения (фиг.1).Обмотки 51 считывающих элементов 6-11 блока 1 запитываются от источни ка переменного тока (не показан),Обозначим выпрямленные детекторами 12-17 выходные сигналы считывающих элементов 6,10,7,8,11 и 9 соотг ветственно через 556 ю ф 7 8 ф ц 9В случае нахождения центра якоря 49 в пределах индикаторного считыва-,192 4ющего элемента 6 (участок 0-1/4 Т, фиг.1-3) его магнитная цепь имеет наибольшую магнитную проводимость, поскольку зазор 1 между противолежащими ферромагнитными ветвями его магнитолровода 50 (фиг.2) перекрывается якорем 49, и уровень сигнала цб превышает уровни выходных сигналов других читывающих элементов 7-11, в частности Ц т Цо . При выполнении данного условия.в единичном состоянии находится первый выход элемента 18 сравнения. Как видно из графика фиг.30, на участке ОсХ 1/4 Т линейной координаты центра якоря 49 выполняются неравенства ц 6)Цю 7 Ц 1 т Цб )Ци)9Поэтому в единичных состояниях находятся все первые выходы элементов 18-24 сравнения, а вторые выходы - в нулевых состояниях. Следовательно, выходы элементов И 28-33 находятся в нулевых состояниях, и на вход преобразователя 40 подаются сигналы лишь низкого уровня, что соответствует входному коду блока 4, равному 0000000. Эта комбинация преобразуется преобразователем 40 в прямой двоичный код грубого отсчета 000 (старшие разряды выходного кода устройства), и заносится в регистр 41. Кроме того, высоким уровнем сигнала с первого выхода элемента 18 открывается ключ 25, и выходное напряжение считывающего элемента 10 через детектор 16 и ключ 25 поступает по выходу 27 блока 2 на вход преобразователя 45, оцифровывающего и выдающего в регистр 46 код координаты центра якоря 49 внутри четверти шага Т установки рабочих считывающих элементов 10 и 11 (фиг,36). Этот внутришаговый код представляет собой младшие разряды общего выходного кода устройства, 1 Если якорь 49 .перемещается вправо .вдоль основания 48, и его центр переходит в пределы участка 1/4 Т с Хс (1/2 Т, то, как видно из фиг,3 п, устанавливается следукицее соотношение между уровнями выходных сигналов считывающих элементов 7-11 блока 1: Ц(от Ць)ЦутЦ 8)Ц 11 тЦ 9Это означает что в единичных состояниях находятся второй выход элемента 18 сравнения и первые выходы элементов 19-24 сравнения. На выходах элементов И 29-33 устанавливаются сигналы низкого (нулевого) уровня, а на выходе элемен3 1144та И 28 - сигнал высокого (единично"го уровня). На вход блока 4 поступает код 1000000, преобразуемый преобразователем 40 к виду 001, которыйзаносится в регистр 41Сигнал высокого уровня с выходаэлемента И 28 открывает ключ 36 блока 3, пропускающий выпрямленное детектором 12 напряжение индикаторногосчитывающего элемента 6 на вход преобразователя 45 блока 5, где оно преобразуется в младшие разряды выходного кода устройства,При дальнейшем перемещении центраякоря 49 вдоль основания 48 в зоны(7/4 ТТ) проходят соответствующиеим смены состояний выходов элементов18-24 сравнения, аналогичные рассмотрениым, и на вход блока 4 поступаюткодовые комбинации соответственно:0100000 (преобразуется блоком 4 встаршие разряды 010 выходного кода),0010000 (преобразуется в старшие разряды 011), 0001000 (100), 0000100 192(101), 0000010 (110), 0000001 (111),Указанным зонам соответствуют поочередные замыкания ключей 37, 25, 26,38, 39 и 26, пропускающих на вход 5 блока 5 сигналы со считывающих элементов 7, 10, 11, 8, 9 и 11 (фиг.3 о).Если число п пройденных центромякоря 49 шагов, равных 0,25 кванта,четно, т.е. в разряд 43 занесено ну О левое значение (п=000,010,100,110),то элемент 44 передает на выход 47прямой код внутришаговой координаты(младшие разряды выходного кода устройства). Если же п нечетно, и в раз.15 ряд 43 занесена единица, то на выход47 поступает код, инверсный содержащемуся в регистре 46, который, какизвестно, с точностью до младшегоразряда равен дополнительному. Такая 20 операция необходима для обеспечениявозрастания общего выходного кода какна участках увеличения входных сигна-лов преобразователя 45, так и научастках убывающих уровней этих сиг налов (1/4 Т/2 Т), (3/4 Т-Т),сно филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул,Проектная,Заказ 944/44 В го коми по Й и от 113035 аушская.Тираж 872 НИИПИ Государственноделам изобретени , Москва, Ж, Р Подета СССигийнаб., д