Реверсивный импульсный датчик перемещения

(19) (11) О 52 А О 1 В 7 ОО НИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ЫЙ ИМПУЛЬСНЫИ ДАТЧИ ся к измерибыть испольтического ия для изме- перемещений я повышение исключенияйства ложныхи исходного ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Киевский институт автоматикиим. ХХЧ съезда КПСС(56) Авторское свидетельство СССРУ 566125, кл, С 01 В 7/00, 1975.Авторское свидетельство СССРР 460429, кл. С О 1 В 7/00, 1972.(57) Изобретение относиттельной технике и можетзовано в системах автомауправления и регулированрения линейных и угловыхЦелью изобретения являетсточности измерений за счепоявления на выходе устримпульсов при установлен345052 состояния считывающих элементов, например, при включении датчика. Приперемещении кодирующего элемента 1относительно считывающих элементов2,3, сдвинутых один относительнодругого на расстояние п 11/4 шагакодирующего элемента, на выходахэлементов И 4,5,6,7 появляются последовательностй сигналов в комбинациях,зависящих от направления перемещениякодирующего элемента, указанныесигналы поступают на входы триггеров16-19 и первые входы элементов И 815, на вторые входы этих элементовпоступают сигналы с выходов триггеров 16-19. В зависимости от направления перемещения кодирующего элемента 1 появляются сигналы на входахИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах автоматического управления и регулирования для измерения линейных и угловых перемещений,Целью изобретения является повышение точности измерений за счет исключения появления на выходе устройства ложных импульсов при установлении исходного состояния считывающих элементов, например, при включении датчика.На чертеже представлена блок-схема 4 О датчика.Датчик содержит кодирующий элемент 1, считывающие элементы 2 и 3, отстоящие один от другого на расстоянии и+1/4 шага кодирующего элемента, 4 двенадцать элементов И 4-15 четыре триггера 16-19, шесть элементовИЛИ 20-25, реверсивный счетчик 26.Кроме того, устройство содержит триггер 27 и элемент ИЛИ 28. Первые четыре элемента И 4-7 и связаны своими первыми и вторыми входами соответственно с первым и вторым считывающими элементами Выход первого элемента И 4 подключен к первым входам пятого и девятого элементов И 8 и 2 и к единичному входу первого триггера 16, выход второго элемента И 5 подключен к единичному входу третьего элементов ИЛИ 20 или 25, поступающиес выходов, соответственно элементовИ 8-11 или 12-15, При этом реверсивный счетчик 26 подсчитывает число импульсов, пропорциональных перемещению, Одновременно сигналы с выходовэлементов И 8-15 поступают на входысоответствующих элементов ИЛИ 21-24,а с них на сбрасывающие входы соответствующих триггеров 16-19, подготавливая их к дальнейшей работе иобеспечивая формирование на входахэлементов ИЛИ 20,25 коротких импульсов, Триггер 27 и элемент ИЛИ 28служат соответственно для указаниянаправления перемещения и выработкисигнала 13 апрет считывания" со счетчика 26 в процессе счета, 1 ил. 2триггера 8 и к первым входам седьмого и десятого элементов И 10 и 13, выход третьего элемента И 6 связан с единичным входом второго триггера 17 и первымп входами шестого и одиннадцатого элементов И 9 и 14, выход четвертого элемента И 7 подключен к единичному входу четвертого триггера 19 и первым входам восьмого и двенадцатого элементов И 11 и 15, Выходы пятого, шестого, седьмого и восьмого элементов И 8 - 11 подключены к соответствующим входам первого элемента ИЛИ 20 и первым входам соответственно второго, третьего, четвертого и пятсго элементов ИЛИ 21-24, выходы девятого, десятого, одиннадцато го и двенадцатого элементов И 2 - 15 подключены к соответствующим входам шестого элемента ИЛИ 25 и вторым входам соответственно четвертого, второго, пятого и третьего элементов ИЛИ 23,21,24,22, Выход первого элемента ИЛИ 20 соединен с прямым входом реверсивного счетчика 26, а выход шестого элемента ИЛИ 25 - с реверсивным входом счетчика 26, кроме того, выход элемента ИЛИ 20 соединен с одним из входов триггера 27 и элемента ИЛИ 28,а выход элемента 25 ИЛИ- с другими входами триггера 27 и элемента ИЛИ 28, 1345052Устройство работает следующим образом.Кодирующий элемент 1, перемещаясь относительно считывающих элементов 2 и 3, расположенных для обеспе.чения разрешающей способности в 1/4шага кодирующего устройства на расстоянии й+1/4 шага кодирующего устройства, изменяет их состояние. Этиизменения воспринимаются дешифратором, состоящим из элементов И 4,5,6и 7, причем если обозначить элемент2 через А, а элемент 3 - через В, топриняв за перемещение вперед такое,при котором первым возбуждается элемент 2, можно представить изменениесостояний считывающих элементов приходе вперед в виде АВ в "АР АВАВ - АВ, а при реверсе обратное.Триггеры 16 - 19 в исходном положении находятся в нулевом состоянии.Цепи сброса для простоты не показаны,Предположим, что исходное состояние считывающих элементов АВ, т,е.оба считывающих элемента не возбуждены, При этом сигнал "1" появляетсяна выходе элемента И 5, регистрирующего это состояние. На выходах остальных элементов И 4,6 и 7 - "0". Сигналс выхода элемента 5 поступает с выхода триггера 18 на вторые входы элементов 9 и 15, но так как в этот момент на первых входах этих элементовустановлены 0, поступающие соответственно с выходов элементов 6 и 7,то далее сигнал по этим цепям не распространяется,Кроме того, "1" с выхода элемента5 поступает на первые входы элементов 13 и 10, но так как на вторыхвходах этих элементов И присутствуютсигналы 0, поступающие с выходовсоответствующих триггеров 17 и 19, тои здесь сигнал далее не распространяетсяТаким образом, во время установления исходного состояния устройство не пропускает на вход счетчиканикаких импульсов, способных привестик ошибке в счете,При движении кодирующего элементавперед наступает состояние считывающих элементов, соответствующее АВ,При этом п" появляется на выходеэлемента 6, на выходах элементов 4.5,7 - "0", Сигнал элемента 6 устанавливает триггер 17 в "1", Этот сигналтриггера поступает на вторыс входыэлементов 13 и 8, на первых входах 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 которых присутствуют0 , поступающие соответственно с выходов элементов 4 и 5. Совпадения нет, и по этим цепям сигнал не проходит. Кроме того, "1" с выхода элемента И б поступает на первые входы элементов 14 и 9На втором входе элемента 14 присутствует "0", поступающий с выхода триггера 1 б, а на втором входе элемента 9 - "1", поступающая с триггера 18, на котором хранится информация о предыдущем состоянии считывающих элементов. Совпадение сигналов на входе элемента 9 устанавливает "1" на его выходе, Этот сигнал поступает на один из входов элемента ИЛИ 20 и на прямой вход реверсивного счетчика 26. Кроме того, "1" с выхода элемента 9 поступает на первый вход элемента ИЛИ 22, выходной сигнал которой, воздействуя на нулевой вход триггера 18, сбрасывает его в "0", подготавливая триггер для дальнейшей работы. Единичный сигнал от триггера 18, поступавший на второй вход элемента 9, исчезает, устанавливается в "0, и элемент 9, на входе которого сигналы перестают совпадать, прекращает выдавать на элемент ИЛИ 20 и прямой вход счетчика 26.Длительность импульса весьма мала, так как определяется временем срабатывания элемента ИЛИ 22, триггера 18 и элемента И 9, Таким образом, при перемещении вперед на 1/4 шага в счетчик датчика записывается "1", что однозначно соответствует перемещению кодирующего устройства.При дальнейшем движении вперед "1" устанавливается на выходе элемента И 4 (состояние АВ) и, попав на первый вход элемента И 8, совпадает с "1", хранящейся в триггере 17 с предыдущего такта. Единичный сигнал поступает на вход элемента ИЛИ 20, прямой вход счетчика 26 и на первый вход элемента ИЛИ 21, который обнуляет триггер 17, завершив тем самым формирование счетного импульса.При реверсе (например,из исходного состояния АВ) получают следующее. Единичный сигнал на выходе элемента 4 устанавливает триггер 16 в "1", которая поступает на вторые входы элементов И 11,14, так как на первых входах, этих элементов присутствуют "0", поступающие соответственно с выходов элементов б и 7, то сигнал45 5 13450далее не распространяетсяЕдиничныесигналы, поступающие с выхода элемента 4 на первые входы элементовИ 8 и 2, также далее не распространяются, так как на вторые входы этих5элементов поступают от соответствующих триггеров 17 и 19 сигналы "0",Таким образом, при установленииисходного состояния считывающих элементов передача счетного импульса всчетчик не происходит, исключая, таким образом, возможность ошибки нсчете. При. дальнейшем реверсе "1"появляется на выходе элемента И б,соответствующей состоянию АВ, Устанавливается н "1" триггер 17, подав"1" на вторые входы элементов И 8 и13, но так как на первых входах этихэлементов "0", то сигнал не распространяется далее. Единичный сигналс выхода элементов И 6 поступает напервый нход элемента И 9, но на еевтором входе "0", и далее сигналне распространяется, Поступает "1"с выхода элемента 6 и на перный входэлемента И 14, на втором входе которого "1", поступающая с триггера 16,хранящего информацию о предыдущем состоянии считывающих элементов, Сигнал с выхода элемента 14, на входахкоторого сигналы совпали, поступаетна один из входов элемента ИЛИ 25 ичерез него - на реверсивный входсчетчика 26, Кроме того, он поступает на второй нход элемента ИЛИ 2 и,пройдя его, сбрасывает триггер 16 н"0", закончив тем самым формированиесчетного импульса. В счетчик записывается 1", Дальнейший ход реверса40аналогичен и также осуществляетсябез ошибок в счете импульсов,Группа элементов И 11,9,8,10 осуществляет сравнение при ходе вперед ипередает сформированные импульсы через элемент ЮИ 20 на прямой входсчетчика, Группа элементов И 14,15,13,12 осуществляет сравнение при реверсе и передает сформированные импульсы через элемент ИЛИ 25 на ренерсный вход счетчика 26,50Триггеры 16 - 9 совместно с элементами ИЛИ 2422,21,23 образуют элементы памяти, хранящие информациюО текущем состоянии считывающих эле 55ментов до момента формиронания счетного импульса, являющегося результатом сравнения предыдущего и наступившего состояний считывающих элементов,в"е. результатом выбора направления перемещенияТриггер 27 предназначен для представления информации о направлении перемещения кодирующего элемента, а элемент ИЛИ 28 служит для выработки во время прохождения прямых и реверсных счетных импульсов сигнала "Запрет считывания", позволяя избежать считывание информации из счетчика в момент перезаписи.Ф о р м у л а изобретенияРеверсивный импульсный датчик перемещения, содержащий кодирующий элемент, считывающие элементы, отстоящие один от другого на расстоянии и+1/4 шага кодирующего элемента, где ив целое натуральное число, реверсивный счетчик, десять элементон И, четыре элемента ИЛИ, два триггера, выход первого считывающего элемента соединен с первыми входами первого, второго, третьего и. четвертого элементов И, выход второго считывающего элемента соединен с вторыми входами этих элементов И, первый из которых имеет оба входа прямые, второй - оба входа инверсные, третий - первый вход прямой, второй инверсный, четвертый - перный нход инверсный, второй прямой, выходы первого и третьего элементов И соединены соответственно с единичными входами первого и второго триггеров и с первыми входами пятого и шестого элементов И, выходы второго и четвертого элементов И соединены соответственно с первыми входами седьмого и восьмого элементов И, выходы первого и второго триггеров соединены соответственно с вторыми входами восьмого и пятого элементов И, выходы пятого, шестого, седьмого и восьмого элементов И соединены с соотнетстующими входами первого элемента ИЛИ, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерений, устройство снабжено третьим и четвертым триггерами, одиннадцатым и двенадцатым элементами И, пятым и шестым элементами ИЛИ, выходы первого, второго, третьего и четвертого элементсв И соединены соответственно с первыми входами девятого, десятого, одиннадцатого и двенадцатого элементов И, выходы второго и четвертого элементов И соединены соответственно с единичными входами тре1345052 Составитель Ю. ПетраковскийРедактор Н. Швыдкая Техред Л.Сердюкова Корректор А. Зимокосов Заказ 4909/40 Тираж 676 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 тьего и четвертого триггеров, выходы первого и второго триггеров соединены соответственно с вторыми входами одиннадцатого и десятого элементов И, выходы третьего и четвертого5 триггеров соединены соответственно с вторыми входами шестого, двенадцатого и седьмого, девятого элементов И, выходы пятого, шестого, седьмого и восьмого элементов И соединены соответственно с первыми входами второго, третьего, четвертого и пятого элементов ИЛИ, выходы девятого,десятого, одиннадцатого и двенадцатого элементов И соединены с соответствующими входами шестого элементаИЛИ и соответственно с вторыми входами четвертого, второго, пятого итретьего элементов ИЛИ, выходы которых соединены соответственно с ну"левыми входами четвертого, второго,первого и третьего триггеров, а выходы первого и шестого элементов ИЛИсоединены соответственно с прямым иреверсивным входами реверсивного счетчика,