Устройство для преобразования перемещения объекта в код

)5 Н 03 М 1/28 ОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТ ВЕДОМСТВО СССР ГОСПАТЕНТ СССР) Е ЕТЕНИ ОПИ АНИ ИЗО К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС.Берзин, В,Б.Клдетельство СССР3 М 1/28, 1985.детельство СССРМ 1/22, 1975. иков О ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ОБЪЕКТА В КОД относится к автоматичеи может найти применеительной технике и втоматике при создании пливающих преобразоваинейных перемещений в(54) УСТРОЙСТВ НИЯ ПЕРЕМЕЩЕ (57) Изобретение ской сигнализации ние в вычисл промышленной а реверсивных нака телей угловых и л(56) Авторское свиМ 1338072, кл. НАвторское свиМ 550662, кл, НО М 6олитехнический институ 1795546 А 1 цифровой код, использующих импульсные датчики, конструкция которых позволяет : формировать две последовательности импульсов, сдвинутых относительно друг друга. Целью изобретения является увеличение разрешающей способности устройства. для чего в устройство, содержащее импульсный датчик 1,реверсивный счетчик 9, элемент 2 задержки, элементы И 7, 8, инвертор 5, введены формирователь 6 импульсов по переднему и заднему фронтам и элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3, 4, что позволяет повысить разрешающую способность преобразователя перемещения обьекта в цифровой код благодаря тому, что контроль направления движения осуществляется по каждому фронту двух последовательностей импульсов, поступающих от импульсного датчика 1, т,е. четыре раза за период следования импульсов от него. 2 ил,. Изобретение относится к автоматической сигнализации и может найти применение в вычислительной технике ипромышленной автоматике при созданииреверсивных накапливающих преобразоаателей угловых и линейных перемещений вцифровой код, использующих импульсныедатчики, конструкция которых позволяетформировать две последовательности импульсов, сдвинутых друг относительно друга,Известен датчик перемещений для оп. ределения параметров движения, содержащий равномерную кодовую шкалу, противкоторой установлены первый и второй считывающие элементы, выходы которых соединены с входами первого элементаЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ, выход которого непосредственно и через первый элемент задержки соединен с входами второго 20элемента ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ, выход которого через второй элемент задержки соединен с входом элемента НЕ и первымвходом элемента И, второй вход которогоявляется входом предварительной установки (на который подается нулевой импульс.благодаря чему в первый О-триггер заносится исходное значение сигнала выходной переменной с первого считывающегоэлемента), выход элемента И соединен с 30С-входом первого синхронного О-триггера,О-вход которого соединен с выходом первого считывающего элемента, прямой выходпервого синхронного О-триггера соединенс первым входом третьего элемента ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ, второй вход которого под-:ключен к выходу второго считывающего. элемента, а выход соединен с О-входом второго синхронного О-триггера, С-вход которого подключен к выходу элемента И, выход 40второго синхронного О-трйггера являетсявыходом знака направления, а выход элемента НЕ является выходом счетных импульсов датчика перемещений. Однако этоустройство относительно сложно и требует 45для организации накапливающего преобразователя перемещений на основе реверсивного счетчика введения дополнительногокоммутирующего блока, состоящего как минимум иэ трех логичеСких элементов. Избыточная сложность устройства снижает, надежность его работы.Наиболее близким к изобретению потехнической сущности является преобразователь, содержащий задающий элемент, 55два чувствительных элемента, инвертор,блок задержки, два элемента И, причем выход первого чувствительного элемента соединен с первым входом первого элемента Ии через инвертор с первым входом второго элемента И, второй вход которого объединен со вторым входом первого элемента Ии соединен с выходом блока задержки, входкоторого соединен с выходом второго чувствительного элемента. Однако, данный преобразователь обладает небольшойразрешающей способностью (выделяетодин импульс за период следования входных сигналов),Целью изобретения является увеличение разрешающей способности преобразователя перемещения,Указанная цель достигается тем, что впреобразователь дополнительно введеныформирователь по. переднему и заднемуфронтам, первый и второй элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первые входы которыхсоединены со вторым выходом импульсногодатчика, первый выход которого соединенсо вторым входом второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого соединен с входом формирователя импульсов попереднему и заднему фронтам, выход которого соединен со вторым входом первогоэлемента И, второй вход первого элементаИСКЛЮЧА 10 ЩЕЕ ИЛИ подключен к выходуэлемента задержки, а выход первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединен совходом инвертора.Повышение разрешающей способностиустройства преобразования перемещения вкод достигается благодаря тому, что введение новых элементов и связей позволяетосуществлять контроль направления двикения четыре раза за один период следованияимпульсов от импульсного датчика, т,е. покаждому фронту импульсов, поступающихот импульсного датчика, в отличие от известного, выбранного за прототип преобразователя, где информация об изменениинаправления движения может изменятьсятолько один раз за период следования импульсов импульсного датчика,На фиг.1 приведена функциональнаясхема устройства; на фиг.2 - диаграммы,поясняющие его работу.. Устройство содержит импульсный датчик 1, элемент 2 задержки, первый и второйэлементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3 и 4, инвертор 5, формирователь б импульсов попереднему и заднему фронтам, первый ивторой элементы И 7 и 8, реверсивный счетчик 9, причем, первый выход импульсногодатчика 1 соединен со вторым входом второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 4 ивходом элемента 2 задержки, выход которого соединен со вторым входом первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3, выходкоторого соединен с первым входом второгоэлемента И 8 и через инвертор 5 с первымвходом первого элемента И 7, выход которого соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика 9, второй выходимпульсного датчика 1 соединен с первымвходом первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕИЛИ 3 и с первым входом второго элементаИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 4, выход которогочерез формирователь 6 соединен со вторымвходом первого элемента И 7 и вторым входом второго элемента И 8, выход которогосоединен с суммирующим входом реверсивного счетчика 9.Импульсный датчик 1 вырабатывает насвоих выходах две последовательности импульсов, сдвинутых по фазе друг относительно друга на четверть периода.Элемент 2 задержки должен осуществлять задержку входных импульсов на времяа) для круговых импульсных датчиков1тз (,4 пггде и - максимальная частота вращения датчика;г - количество импульсов, вйрабатываемых датчиком за один оборот;б) для линейных импульсных датчиков13 4 ЧКгде Ч - максимальная линейная скоростьперемещения датчика;. К - количество импульсов, вырабатываемых датчиком за единицу длины.Формирователь 6 вырабатывает нормированные импульсы длительностью тф покаждому фронту (положительному или отрицательному перепаду) запускающих импульсов и для надежной работынастраивается на время;ф гзУстройство работает следующим образом.Импульсный датчик 1 вырабатывает надвух своих выходах сдвинутые импульсы.При одном направлении движения импульсы, появляющиеся на первом выходе опережают по фазе импульсы, появляющиеся навтором выходе импульсного датчика. Припротивоположном движений импульсы, появляющиеся на первом выходе отстают пофазе от импульсов, появляющихся на второмвыходе импульсного датчика, В исходном состоянии на обоих выходах импульсного датчика 1 присутствуют нулевые сигналы,реверсивный счетчик 9 находится в сброшенном состоянии, а на его счетных входах присутствуют нулевые сигналы.Рассмотрим случай с опережающимиимпульсами, поступающими с первого вы 15 20253035 40 455055 мирователь 6, Формирователь 6 вырабатывает положительный импульс, который через открытый ключ на элементе И 8 поступает на суммирующий вход реверсивного счетчика 9, При приходе импульса со второго выхода импульсного датчика 1 на входе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 4 появляется кодовая комбинация 1-1, а на выходе появится низкий уровень, который запускает формирователь 6. Формирователь 6 вырабатывает положительный импульс, а так как элемент задержки 2 задерживает переключение элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3, на входе которого еще сохраняется кодовая комбинация 0-1 и на выходе присутствует высокий уровень, то второй положительный импульс с формирователя 6 через ключ на элементе И 8 поступает на суммирующий вход реверсивного счетчика 9. После отработки заданной выдержки времени на выходе элемента 2 задержки появляется высокий уровень, а на входе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3 появляется кодовая комбинация 1 - 1, а на выходе появляется низкий уровень. После окончания импульса с первого выхода импульсного датчика 1 на входах элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3 и 4 будет присутствовать комбинация 1 - 0 и на их выходах появится высокий уровень, Высокий уровень с выхода элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 4 запускает формирователь 6, который вырабатывает положительный импульс. Так как на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕИЛИ 3 высокий уровень, то третий положительный импульс с формирователя 6, через ключ на элементе И 8 поступает на суммирующий вход реверсивного счетчика 9, После окончания импульса со второго выходаимпульсного датчика 1 на входах элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 4 будет присутствовать кодовая комбинация 0 - 0 и на его выходе появится низкий уровень, который запустит формирователь 6, который вырабатывает положительный импульс, Так как элемент задержки 2 задерживает переключение элемента ИСКЛ ЮЧАЮ ЩЕ Е ИЛ И 3 на хода импульсного датчика 1. При приходе первым импульса с первого выхода импульсного датчика 1 на входах элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3 и 4 появляется кодоваякомбинация 0-1, а на выходах появится высокий уровень, причем высокий уровень отэлемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИЗдаетразрешение на пропускание положительных импульсов через ключ на элементе И 8 и10. через инвертор 5 запрещает пропусканиеположительных импульсов через ключ на элементе И 7, а высокий уровень от элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 4 запускает фор1795546 10 стит формирователь 6. Третий положительПри приходе первым импульса со второ го выхода импульсного датчика 1, т.е. движение объекта происходит в противоположном направлении, на входе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3 из-за наличия элемента 2 задержки будет присутствовать кодовая комбинация 0 - О, а на выходе будет низкий уровень, запрещающий прохождение положительных импульсов через ключ на элементе И 8, а через иноертор 5 разрешающий прохождение положитель ных импульсов через ключ на элементе И 7, В то же время на входе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 4 появится кодовая комбинация 1-0, а на выходе появится высокий уровень, который запустит формирователь б, Формирователь б вырабатывает первый положительный импульс, который через открытый ключ на элементе И 7 поступит на вычитающий вход реверсивного счетчика 9. После отработки элементом 2 задержки требуемой временной задержки на входах элемента ИСКЛЮЧА 10 ЩЕЕ ИЛИ 3, как и на входах элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 4 будет кодооая комбинация 1-0, а на выходе появится высокий уровень, При приходе импульса с первого выхода импульсного датчика 1 на входах элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3 и 4 появляется кодовая комбинация 1-1, а на выходах появляется низкий уровень. При этом низкий уровень с выхода элемента ИСКЛЮЧА 10 ЩЕЕ ИЛИ 3 через инвертор 5 разрешает прохождение положительных импульсов через ключ на элементе И 7 и запрещает прохождение положительных импульсов через ключ на элементе И 8, Низкий уровень с элемента ИСКЛ 1 ОЧАЮЩЕЕ ИЛИ 4 запускает формирователь 6. Второй положительный импульс с формирователя 6 через открытый ключ на элементе И 7 поступит на вычитаю щий вход реверсивного счетчика 9. После окончания импульса со второго оыхода импульсного датчика 1 на входах элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3 из-за наличия элемента 2 задержки кодовая комбинация 20 30 элементе И 8. Низкий уровень с элемента 35 40 45 50 входе которого еще сохраняется кодовая комбинация 1 - 0 и на выходе присутствует высокий уровень, то четвертый положительный импульс с формирователя 6 через ключ на элемент И 8 поступит на суммирующий вход реверсивного счетчика 9,При дальнейшем движении объекта в том же направлении последовательность появления импульсов на выходах импульсного датчика 1 сохраняется,и импульсы будут поступать только на суммирующий вход реверсивного счетчика 9. не изменится, на его выходе будет присутствовать низкий уровень, запрещающий прохождение положительных импульсов через ключ на элементе И 8 и разрешающий йрохождение положительных импульсов через ключ на элементе И 7. На входах же элемента ИСКЛЮЧА 10 ЩЦ-: ИЛИ 4 появится кодовая комбинация 0-1, а на выходе появится высокий уровень, который запуный импульс с выхода формирователя 6 через ключ на элементе И 7 поступит на вычитающий вход реверсивного счетчика 9, После отработки элементом 2 задержки требуемой временной задержки на входах элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3, как и на входах элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 4. будет кодовая комбинация 0-1, а на выходе появится высокий уровень. После окончания импульса с первого выхода импульсного датчика 1 на входах элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3 и 4 появится кодовая комбинация 0-0, а на выходах появляется низкий уровень. При этом низкий уровень с выхода элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3 через инвертор 5 разрешает прохождение положительных импульсов через ключ на элементе И 7 и запрещает прохождение положительных. импульсов через ключ на ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 4 запускает формирователь б. Четвертый положительный импульс с формирователя б через открытый ключ на элементе И 7 поступит на вычитающий вход реверсивного счетчика 9.При дальнейшем движении объекта в этом же направлении сохранится последооательнссть появления импульсов на выходах импульсного датчика 1 и импульсы будут поступать только на оычитающий вход реверсивного счетчика 9.Таким образом различным направлениям движения объекта с закрепленным на нем импульсным датчиком 1 соответствует поя вление импульсных посл едовател ьностей на соответствующих счетных входах реверсивного счетчика 9, а информация о положении объекта может контролироваться четыре раза за период следования двух импульсных последовательностей от импульсного датчика 1. Следует отметить, что в устройстве обеспечивается определенная помехозащищенность благодаря тому, что сигнал о направлеНии движения выделяется только в моменты изменения выходных сигналов импульсного датчика 1.Совокупность указанных признаков увеличивает надежность работы устройства,179554 6 Формула изобретения Редера Р Г Составитель Г. БабийРедактор В.Трубченко Техред М.Моргентал Корректор М,Ш и арош Тираж Подписное И Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГК- Т С СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5каз 43 ВНИ оизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 10 Устройство для преобразования перемещения объекта в код, содержащее импульсный датчик, реверсивный счетчик, элемент задержки, инвертор, первый и второй элементы И, первый вход первого элемента И соединен с выходом инвертора. вход которого подключен к первому входу второго элемента И, второй вход которого соединен с вторым входом первого элемента И, вход элемента задержки соединен с первым выходом импульсного датчика, выходы элементов И соединены с информационными входами реверсивного счетчика, о тл и ч а ю ще е с я тем, что, с целью увеличения разрешающей способности устройства, в него введены формирователь импульсов по переднему и заднему фронтам, первый и второй элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первые входы которых соединены с вторым выходом импульсного датчика, первый выход которого соединен с вторым входом второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого соединен с входом формирователя импульсов по переднему и заднему фронтам, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И, второй вход первого элемента И СКЛ ЮЧАЮ ЩЕ Е ИЛИ подключен к выходу элемента задержки, а выход первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединен с входом инвертора.