Преобразователь перемещения в код

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскиисоциалистическиеРеспублик(23) Приоритет 3 Ъаударстееииый комитет СССР ао делам иэабретеиий и атерытий(72) Авторы изобретения Л. ф, Берзин и Г. Я. Кабков Киевский институт автоматики им, ХХ съезда КПСС(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В КОД Изобретение относится к автоматике и измерительной технике.и может найти применение в системах автоматизации прокатных станов и металло- режущих станков.Известен преобразователь перемещения в код, использующий гониометрический преобразователь масштаба угла ( синусно-косинусный вращающийся трансформатор, индуктосин и др.),1 О работающий в амплитудном режиме. Преобразователь содержит датчик переме" щения, выход которого через усилитель подключен к фазочувствительному выпрямителю, управляющему работой генератора, подключенного церез логическое устройство к входу реверсивного счетчика 1.Недостатками преобразователя является низкая помехоустойчивость и невысокое быстродействие.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является преобразователь перемещения в код,2содержащий генератор импульсов, выход которого соединен с входом первого делителя частоты, первые два выхода которого через соответствующие усилители соединены с входами датчика перемещения, выход которого через последовательно соединенные фильтр нижних частот и усилитель-формирователь подключен к первому входу фазоимпульсного сравнивающего устройства, первый выход которого соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика, с управляющим входом первого ключа непосредственно и с входом второго ключа через инвертор, второй выход фазоимпульсного сравнивающего устройства соединен с суммирующим входом реверсивного счетчи-. ка, управляющими входами третьего и четвертого ключей, выходы четных ключей через первый блок сложения соединены с входом второго делителя частоты, первый выход которого соединен с вторым входом фазо 3импульсного сравнивающего устройства, выходы нечетных ключей через второй блок сложения соединены с входом реверсивного счетчика, выходы которо" го подключены к блоку индикации, ин Формационные входы четных ключей под. ключены соответственно к третьему и четвертому выходам первого делителя частоты, информационные входы нечетных ключей объединены и подключены к пятому выходу первого дели" теля частоты, счетный вход реверсив- ного счетчика соединен со счетным входом нереверсивного счетчика, выход которого соединен с третьим входом Фазоимпульсного сравниваюшего устройства через третий блок сложе- . ния, установочный вход нереверсивного счетчика соединен с вторым вы" ходом второго. делителя частоты и третьеим входом сравнивающего устройства через третий блок сложения 2Недостатками известного преобразователя являются малое быстродействие и низкая помехозащищенность.Цель изобретения - повышение бы" стродействия и помехоустойчивости преобразователя.Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь перемещения в код, содержащий генератор импульсов выход которого соединен с входом пер" вого делителя частоты, первые два выхода которого через соответствующие импульсные усилители соединены с входами датчика перемещения, выход которого через последовательно соединенные фильтр нижних частот и усилитель-формирователь подключен к первому информационному входу Фазоимпульсного сравнивающего устройства, первый выход которого соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика, с управляющим входом первого ключа непосредственно и с входом второго ключа через инвертор, второи выход фазоимпульсного сравнивающего устройства соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика, с управляющими входами третьего и четвертого ключей, выходы вто" рого и четвертого ключей через первый блок сложения соединены с входом второго делителя частоты, один выход которого через второй блок сложения соединен с установочным входом Фазоимпульсного сравнивающего устройства, выходы первого и третье 2092 4го ключей через третий блок сложения соединены со счетными входами нереверсивного и реверсивного счетчиков, выходы последнего подключенык блоку индикации, информационные входы второго и четвертого ключей подключены соответственно к третьему и четвертому выходам первого де 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 лителя частоты, информационнже входы первого и третьего ключей подключены к пятому выходу первого делителя частоты, выход третьего блока сложения соединен со счетным входом нереверсивного счетчика, выход которого соединен с вторым входом второго блока сложения, введены пятый ключ и иНвертор, вход которого соединен с выходом нереверсивного счетчика, а выход - с первым входом пятого ключа, второй вход которого соединен с другим выходом второго делителя частоты, выход пятого ключа соединен с вторым информационным входом Фаэоимпульсного сравнивающего устрой. ства, установочный вход нереверсивного счетчика соединен с выходом усилителя-Формирователя.На чертеже приведена схема преобразователя перемещения в код.Преобразователь содержит генератор 1 импульсов, делитель 2 частоты импульсные усилители 3 и 4, датчик 5 перемещения, фильтр 6 нижних частот, усилитель-Формирователь 7, фазоимпульсное сравнивающее устройство 8, ключ 9, реверсивный счетчик 10, инвертор 11, ключи 12-14, блок 15 сложения, делитель 16 частоты, блок 17 сложения, блок 18 индикации, нереверсивный счетчик 19, блок 20 сложения, инвертор 21 и ключ 22 Э.Преобразователь работает следующим образом.На вход делителя 2 частоты поступает сигнал с генератора 1. С первого и второго выходов делителя 2 частоты импульсные сигналы, сдвинутые на четверть периода, через усилители 3 и 4 поступают на синуснокосинусные обмотки датчика 5 перемещения. Фаза первой гармоники на выходе датчика 5 определяется перемещением ротора датчика 5 относительно статора. Выделение первой гармоники осуществляется фильтром 6 нижних частот. Далее в усилителе-формирователе 7 выделяется фазовый импульсв момент перехода напряжения через нуль в одном направлении, который поступает на первый вход и:тройст". ва 8, которое в соеркупности с элементами 11, 12, 13, 15 и .16, 20 и 22 образует Фаэоимпульсную следящую систему (,ФИСС).Фазоимпульсное сравнивающее устройство 8 формирует выходной импульс длительность которого равна интервалу времени между двумя импульсами, поступающими на его первый ивторой вход, Если первым приходитимпульс на второй вход то сигналФормируется на первом выходе, еслипервым приходит импульс на первыйвход, то сигнал Формируется на втором выходе, При одновременном приходе импульсов сигнал на выходе неформируется. Сброс устройства 8 висходное состояние осуществляетсясигналом со второго выхода делителя 16, поступающим на установочный вход устройства 8 через блок 20 сложения. ФИСС работает следующим образом. Допустим сигналы на первый и второй входы устройства 8 пришли одно 1временно. В этом случае через инеертор 11 сигналом с первого выходаустройства 8 открывается ключ 12,ключ 13 закрыт. Частотно-импульсныйсигнал с четвертого выхода делителя2 частоты проходит через ключ 12 иблок 15 сложения на вход делителя16 частоты. КоэФфициент деления делителя 16 частоты таков, что импульсы на его первом выходе следуют спериодами сигналов запитки датчика5, и поэтому, если нет перемещения ротора датчика 5, сигналы на первыйи второй входы устройства 8 постоянно приходят одновременно. Сигнал совторого выхода делителя 16, сбрасывающий устройство 8 в исходное состояние, сдвинут относительно сигнала на первом выходе на полпериода. Если происходит перемещение ротора датчика 5 и сигнал на второй вход устройства 8 приходит раньше, чем на первый вход, то импульс на первом выходе через инвертор 11 закрывает ключ 12, и на вход делителя16 импульсы не поступают. Одновременно сигнал с первого выхода уст"ройстеа 8 открывает ключ 9, и навычитающий счетный вход реверсивного счетчика 10 поступают импульсысчета на вычитание,10 15 20 25 30 35 40 45 50 При перемещении ротора датчика впротивоположном направлении сигналс второго выхода устройства 8 открывает ключи 13 и 14, Через ключ 13 навход делителя. 16 поступает удвоенная частота с третьего выхода делителя 2. Число импульсов, проходящих через ключ 14, определяется величиной перемещения, но импульсы поступают на вычитающий и счетный входысчетчика 10, в котором в этом случае осуществляется сложение. Число,зафиксированное в счетчике 10, выводится на блок 18 индикации,Помеха, наводящаяся в выходнойобмотке датчика 5 и соединительномкабеле между датчиком 5 и Фильтром 6,вводит усилитель-Формирователь 7 внасыщение. В результате, на времядействия помехи импульсы на выходеусилителя-формирователя 7 отсутствуют, что приводит к включению вработу ФИСС как во втором случае.При этом импульсы перемещения с выхода блока 17 сложения подсчитываютсясчетчиком 19, импульс переполнениякоторого через блок 20 сложения сбрасывает устройство 8 в исходное состояние. После сброса на выходах устройства 8 нет импульса, вследствиечего открывается ключ 12 и закрывается ключ 13. Частотно-импульсный сигнал с выхода делителя 2 частоты поступает на вход делителя 16, и черезодин период запитки датчика 5 напервом выходе делителя 16 появляется импульс переполнения, которыйне попадает в устройство 8, так каквыходной сигнал счетчика 19 черезинвертор 21 закрывает ключ 22. Этосостояние сохраняется до окончанияпомехи, после чего появляется фазовый импульс с выхода усилителя-формирователя 7, который сбрасываетсчетчик 19 и включает устройство 8.В течение одного периода запиткидатчика 5 ФИСС возвращается в состояние, которое было перед моментом действия помехи,Емкость счетчика 19 в предлагаемом устройстве может быть значительно больше, чем у прототипа, и приближаться к величине шага датчика 5. Вследствие этого предлагаемое устройство обладает большим быстродействием, а помехоустойчивость его не зависит от длительности помехи.Экономический эффект от использования предлагаемого преобразователи перемещения в код определяется его техническими преимуществами.формула изобретенияПреобразователь перемещения в код, содержащий генератор импульсов, вы ф ход которого соединен с входом первого делителя частоты, первые два выхода которого через соответствующие импульсные усилители соединены с входами датчика перемещения, выход которого через последовательно соединенные фильтр нижних частот и усилитель-формирователь подключен к первому информационному входу фа" зоимпульсного сравнивающего устрой ства, первый выход которого соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика, с управляющим входом первого ключа непосредственно и с входом второго ключа через инвертор, 2 з второй выход фазоимнульсного сравнивающего устройства соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика, с управляющими входами третьего и четвертого ключей, выходы второ 30 го и четвертого ключей через первый блок сложения соединены с входом второго делителя частоты, один выход которого через второй блок сложения соединен с установочным входом фазоимпульсного сравнивающего устройства, выходы первого и третьего ключей через третий блок сложения соединены со счетными входами нереверсивного и реверсивного счетчиков, выходы последнего подключены к блоку индикации информационные входы второго и четвертого ключей подключены соответственно к третьему и четвертому выходам первого делителя частоты, информационные входы первого и третьего ключей подключены к пятому выходу первого делителя частоты, выход третьего блока сложения соединен со счетным входом нереверсивного счетчика, выход которого соединен с вторым входом второго блока сложения, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия и помехоустойчивости преобразователя, в него введены пятый ключ и инверторР вход которого соединен с выходом не- реверсивного счетчика, а выход - с первым входом пятого ключа, второй вход которого соединен с другим выходом второго делителя частоты, выход пятого ключа соединен с вторым информационным входом фазоимпульсного 1сравнивающего устройства, установочный вход нереверсивного счетчика соединен с выходом усилителя-Формирг вателя. Источники информации принятые во внимание при экспертизе1. Зверев А. Е. и др. Преобразователи угловых перемещений в цифровой код. Л., "Энергия", 1974, с, 138.2. Авторское свидетельство СССР й 561208, кл. С 08 С 9/00, 1976 (прототип),942092 Составитель Е. Техред К.Мыцьо даринаКорректор М. Редактор Н. Чубел 2 П омитета ССС писное ткрытииская наб 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектн аказ 4847/43 ВНИИПИ Госуда по делам из 113035 Москв