Преобразователь перемещения в код

Изобретение атнрсится к автоматике и вычислительной технике и можетнайти применение .для измерения перемещений рабочих органов металлорежу.,щих станкоов,Известен преобразователь перемещения в код, который содержит миогоразрядную кодовую шкалу, относитель"но которой установлены считывающиеэлементы,. а также амплитудные дискри:минаторы, соединенные с входами ин-.верторов, .элементы И, подключенные к,.входу элемента ИЛИ, ключи, к управля-.ющим входам которых подключен элемент ИЛИ, а другие входы подключеныМ выходам считывающих элементов 1, 5Недостатком такого преобразователяявляется невысокая статическая точностьо Известен также преобразовательсодержащий последовательно соединенные генератор импульсов, делительчастоты, блок питания, фазовращатель;умножитель частоты, фазосдвигающийэлемент, выход которого и выход генератора импульсов подключены к Формирователю импульсов перемещения,знаковый выход которого подключен куправляющему входу реверсивного счетчика, кроме того, дополнительный реверсивный счетчик, дешифратор, эле.мент И и элемент задержки, входы дополнительного реверсивного счетчикаПодключены к выходам Формирователяимпульсов перемещения, а выход черездешифратор подключен к одному входуэлемента И, другой вход которого через элемент задержки соединен с счетным входом дополнительного реверсивного счетчика, а выход подключен ксчетному входу реверсивного счетчика 2. 40Недостатком преобразователя является большая динамическая погрешность,Наиболее близким техническим решением к изобретению является преобрааоватеЛь перемещения в код, содержа-:.щий синусно-косинусный датчик, выходкоторого через полосовой усилительподключен к входу фазочувствительного формирователя импульсов, а входы 50соединены с,выходами широтна-импульсного модулятора, генератор импульсов,подключенный к первому входу широтно-:. третий и четвертый входы широтно-им-;пульсного модулятора подключены кинформационным выходам первого реверСивного счетчика, входы которогообъединены с входами второго рЕверсивного счетчика и подключены .к выхо-б 0. дам фазочувствительного формирователя импульсов, а выход делителя часто-.ты подключен к управляющему входу фа-;зочувствительного Формирователя им- .пульсов 3, б 5 Недостатком известного преобразователя является динамическая погрешность,Целью изобретения является повышение динамической точности преобразователя.Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь перемещения в код, содержащий синусно-косинусный датчик, выход которого через поло-. совой усилитель подключен к входу фазочувствительного формирователя импульсов, а входы соединены с выходами широтно-импульсного модулятора, генератор импульсов, подключенный к первому входу широтно-импульсного модулятора и через делитель частоты к второму его входу, третий и четвертый входы широтно-импульсного модулятора подключены к информационным выходам первого:реверсивного счетчика, входы которого объединены с входами второго реверсивного счетчика, введены триггер, дешифратор, третий и четвертый реверсивные счетчики, элемент задержки, один и другой элементы И, первый и второй элементы ИЛИ, вход элемента задержки подключен к выходу делителя частоты, один выход элемента задержки .подключен к управляющему входу фазочувствительного Формирователя импульсов, другой выход элемента задержки подключен к управляющему входу третьего реверсивного счетчика, один выход фазочувствительного формирователя импульсов подключен к одному входу первого элемента ИЛИ и к суммирующему входу четвертого реверсивного счетчика, другой выход Фазочувствительного формирователя импульсов подключен.к одному входу второго элемента ИЛИ и к вычитающему входу четвертого реверсивного счетчика, выходы переполнения которого подключены к установочным входам триггера, выходы старших разрядов четвертого реверсивного счетчика подключены к установочным входам третьего реверсивного счетчика,прямой выход триггера подключен. к первому входу одного элемента.И, а его инверсный выход подключен к первому входу другого элемента И, вторые входы одного и другого элементов И подключены к выходугенератора импульсов, выходы одногои другого элементов Й подключены соответственно к другим входам первого И второго элементов ИЛИ и к вычитаю- . щему и суммирующему входам третьегореверсивного счетчика, выходы разрядов которогочерез дешифратор подключены .к третьим входам одного и другого элементов И, выход первого элемента ИЛИ подключен к суммирующим входам первого и второго реверсивных . счетчиков, а выход второго элемента ИЛИ подключен к вычитайщим входампервого и втррого реверсивных счетчиков,На фиг,1 представлена блок-схемапреобразователя перемещения в код,на Фиг,2 - блок-схема широтно-импульсного модулятора.5Синусно-косинусный датчик 1 черезполосовой усилитель 2 подключен квходу фазочувствительного Формирователя 3 импульсов, суммирующий и вы-.читающий входы первого 4 и второго 05 реверсивных счетчиков соединенымежду собой соответственно, выходгенератора б импульсов подключен квходу делителя 7 частоты и=к первому входу па" широтна-импульсного модулятора 8. Выход.делителя 7 частотыподключен к элементу 9 задержки,один выход которого подключен куправляющему входу фазочувствительного Формирователя 3 импульсов, вы Оходы фазочувствительиого формирователя 3 импульсов подключены к сумми- .рующему и вычитающему входам реверсивного счетчика 10 соответственно.Выходы переполнения реверсивногосчетчика 10 подключены к установочнымвходам триггера 11, выходы старшихразрядов реверсивного счетчика 10подключены к установочным входам ре.версивного счетчика 12, через дешиф-ратор 13 подкл ,ены к ,ретьим вход . 30элементов И 14 и 15, вторые входыкоторых подключены к выходу генератора б импульсов, а первые входы элементов И .15 и 14 подключены к инверсному и прямому выходам триггера 11соответственно. другой выход элемента 9 задержки подключен к управляющему входу реверсивного счетчика 12,выходы Фазочувствительного Формирователя 3 импульсов подключены к одним входам элементов ИЛИ 1 б и 17, выходы элементов И 14 и 15 подключенык другим входам элементов 16 и 17 ик входам сложения и вычитания реверсивного счетчика 12, а выходы элемен тов 16 и 17 подключены к входам реверсивных счетчиков 4 и 5,Выход делителя 7 частоты подключен к второму входу.с широтно-импульсного модулятора 8, информационныевыходы реверсивного счетчика 4 подключены к третьему и четвертому входам широтно-импульсного модулятора 8.,но-импульсного модулятора 8, информационные выходы реверсивного счетчика5 являются выходом преобразователя.Широтно-импульсный модулятор 8( фиг.2) содержит два счетчика 18 и 6 О19 элемент ИЛИ 20, элемент И 21,формирователь 22 импульсов питания.Информационные входы 1 обоих.счетчиков 18 и 19 подключены к инфор:.мационным выходам, кроме младшего 65 разряда реверсивного счетчйка 4. Выход младшего разряда реверсивного счетчика 4 соединен с первым, входом "е" элемента И 21. Второй вход фс" элемента И 21.и управляЮщие входы счетчиков 18 и 19 подключены к. выходу делителя 7 частоты,.Выход элемен-та И 21 подключен к второму входу элемента ИЛИ 20, а первый вход элемента ИЛИ:20 и вход счетчика 18 подключены к выходу .генератора б импульсов, Выход элемента ИЛИ 20 подключен к входу вычитания счетчика 19. Выхо;ды разрядов счетчиков 18 и 19 подключены к входам формирователя 22 импульсов питания, выходы которого соединены с входами "ф" и "Ь" синус- но-косинусного датчика 1..Преобразователь перемещения в код работает следующим образом.В реверсивном счетчике 4 хранится число, пропорциональное текущему положению ротора синусно-косинусного датчика 1, Ширина импульоов напряже-, ния, вырабатываеваас широтно-иьщульсным модулятором 8 и поступающих на входные синусную и косинусную обмотки датчика 1, определяется числом, записанным в реверсивном счетчике 4. Изменение этого числа вызывает измЕ-. нение ширины синусного и косинусного сигналов запитки датчика 1. В статйчески согласованном положении эти сигналы таковы, что на выходе датчика 1 величина напряжения близка к нулю.При этом триггер 11 находится вединичном состоянии, а реверсивныесчетчики 10 и 12 в нулевом состоянии. При перемещении подвижной части датчика 1 на его выходе возникает сигнал рассогласования. Полосовой усилитель 2 усиливает сигнал рассог-, ласования й выделяет первую гармони ку этого сигнала, Усиленный сигнал рассогласования поступает на вход фазочувствительного Формирователя 3 импульсов. Сигнал, поступающий с одного выхода элемента задержки 9, сдвинут на 1/4 периода Т от его начала и приходится на максимум сигнала рассогласования. Если величина рассогласования больше порога срабатывания Фазочувствительного формирователя 3 импульсов, то по одному из выходов ( в зависимости от Фазы рассогласования ) выдается импульс. Так при положительном перемещении подвижной части датчика 1 возникает положительное рассогласование и Фазочувствительный формирователь 3 импульсов выдает импульсы, которые поступают через элемент ИЛИ 17 на реверсиввый счетчик 4, увеличивая хранящееся в нем число. Кроме того, эти импульсы поступают на суммирующий счетныйвход реверсивного счетчика 10, увели-.чивая хранящееся в нем число.По сигналу с другого выхода элемента 9 задержки (.который сдвинут на 1/2 Т от начала периода) происхо дит перезапись числа из старших разрядов реверсивного счетчика 10 в реверсивный счетчик 12. Если это число не равно нулю, то дешифратор 13 вырабатывает единичный сигнал, раз решающий прохождение импульсов с генератора 6 импульсов через элемент И 15 при единичном состоянии триггера 11, Импульсы с выхода элемента И 15 поступают через элемент ИЛИ 17 на суммирующие счетные входы реверсивных счетчиков 4 и 5. Одновременно импульсы а выхода элемента И 15. посту- пают на вход вычитания реверсивного счетчика 12. Когда число в реверсивном счетчике 12 станет нулевым, дешифратор 13 запрещает прохождение импульсов через элементы И 14 и 15. Если число импульсов, поступающих каждый период, соответствует величине перемещения датчика 1 за период, то на выходе датчика 1 сигнал рассогласования будет равен нулю. При уменьшении положительной скорости перемещения датчика 1 или при отрицательном перемещении возникает отрицательное рассогласование, фазочувствительный формирователь 3 выдает импульсы, которые поступают на вход вычитания реверсивного счетчика 10, а через элемент ИЛИ 16 на входы вычитания реверсивных счетчиков 4 и 5. Когда состояние старших разрядов реверсивного счетчика 10 станет равно нулю, а состояние реверсивного счетчика 4 будет соответствовать положению датчика 1, сигнал рассогласования на выходе датчика 1 будет равен нулю.При отрицательном перемещении датчика 1 импульс переполнения реверсивного счетчика 10 устанавливает триггер 11 в "0 ф. По сигналу с второго выхода элемента 9 задержки число из реверсивного счетчика 10 заносится в реверсивный счетчик 12, дешифратор 13 выдает разрешение прохождению импульсов генератора б через элемент И 14, которые через элемент ИЛИ 16 поступают на входы вычитания реверсивных счетчиков 4, 5 и на суммирующий вход реверсивного счетчика 12 Когда состояние .реверсивного счетчика 12 станет равным нулю, дешифратор 13 запретит прохождение импульсов через элементы И 14 и 15. Таким образом, в старших разрядах реверсивного счетчика 10 будет записано число, соответствующее скорости перемещения датчика 1, а в реверсивном счетчике 5 в каждый период Т будет записано число, соответствующее текущему положению датчика 1, Независимо от скорости перемещения датчика 1 погрешность будет составлять не более 2 единиц мпадшего разряда преобразователя.Технико-экономические преимущества преобразователя заключаются в снижении динамической погрешности.,1030824 Составитель А.Смирновган Техред А.Бабинец Корректор А.Пов Редак акаэ 5216/5 Филиал ППП "Пате Ужгород, ул.Проектная,0 Тираж 618 НИИПИ Государственн по делам изобретен 13035, Москва, 3-35 о коми и отк РауйскПодписноеета СССРытийя наб д,4/