Способ измерения скорости перемещения и устройство для его осуществления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 119) 111) 3/48 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ных электроприводов станков с программным управлением и промышленныхроботов. 1 ель изобретения - повыше ние динамической точности и расширение диапазона измерения, В способедополнительно в момент прихода импульса тахогенератора Аиксируют величину интервала измерения и в каждом такте генератора эталонной частоты сравнивают значение текущегоинтервала измерения .с величиной заАиксированного интервала измерения,Значения скорости определяют по числу импульсов генератора эталоннойчастоты и соотношению заАиксированного и текущего интервалов измерения.Устройство, реализующее способ, со- Жлержит датчик импульсов, генераторэталоннои частоты, счетчик, блок управления, четыре схемы И, схему (:ИЛИ-НЕ, триггер, блок памяти, четыресхемы ИЛИ, три регистра, блок компараторов, блок синхронизации, определитель знака. 2 с. п, А-лы, 3 ил., Г, и др, ПиАротранзисторными Л,: Энергоатом и ОСТИ ПЕРЕЕГО ОСУ 1 ГСТВИзобретение относит ной технике и может но в числоимпульсных рения скорости автом я к измери ыть ис поль е ис темахизировано з я опорными импул изм Изобретение относитсельной технике и может мпульс дат ыт си спольолнител моме темах в ав ьсн зовано в числоимпу измерения скорости матизированных при программным управл11 елью изобретен ние динамической т ние диапазона измеСпособ измерени щения заключается са датчика Аиксиру вала времени, напр пульсов генератора а в кажцом такте г наприодах снием.я явля анко ется повыш и расшире астоты сравнива ост интервала измерения значением предыдуще мерения. Если до пр импульса датчика зн интервала измерения рения, я скор в подс сти перемеете числа ГОСУДАРСТВЕНН 1 Й КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(54)СПОСОБ ИЗИЕРЕНИЯ СМЕЩЕНИЯ И УСТРОЙСТВО ДПЕНИЯ ьсов генератора эталоннои часв интервале времени между двуами, поступающими чика, при этом дот прихода импульт значение интермер, по числу имэталонной частоты, нератора эталонной текущее значение с заАиксированным го интервала изихода очередного ачение текущего достигает вели 3 159773025 Устройство работает следующим образом. чины предыдущего, то с длнного тактагенератора эталонной частоты и доприхода импульса датчика в каждомтакте скорость определяется по текущему значению интервала измерения,5В противном случае значение скоростиопределяется по числу импульсов генератора эталонной частоты в моментприхода импульса тахогенератора. Таким образом, при снижении скоростии увеличении каждого последующегоинтервала измерения значение скорости может быть получено с большей динамической точностью до прихода сле 15дующего импульса от датчика, чтоуменьшает величину запаздывания сиг, нала скорости и снижает динамическую погрешность измерения.На Аиг. 1 показана структурнаясхема устройства для осуществленияпредлагаемого способа; на Аиг. 2временные диаграммы синхроимпульсов;на Аиг, 3 - временные диаграммы работы устройства по известному (1) ипредлагаемому (11) способам.Устройство для измерения скоростиперемещения (Фиг. 1) содержитимпульсньп датчик 1, первый регистр 2, генератор 3 эталоннойчастоты, блок 4 синхронизации,30ключ 5, первую схему ИЛИ 6,определитель 7 знака, вторую схемуИЛИ 8, вторую схему ИЛИ-НЕ 9, триггер 10, счетчик 11 первую схему И12, второй регистр 13, блок 14 памяти, блок 15 компараторов, блок 16управления, третью 17 и четвертую18 схемы ИЛИ, вторую 19 и третью 20и четвертую 21 схемы И, третий регистр 22.На Аиг, 1 0 - 0- логические переменные соответственно напервом, втором, третьем, четвертомвыходах блока 4 синхронизации; 5Г з - логические Аункции на первом, 45втором, третьем выходах блока 15компараторов; Г - логическая Аункция на выходе первой схемы ИЛИ 6;Г - Е- логические Аункции на первом, втором, третьем, четвертом выходах блока 16 управления; И, - кодтекущего значения интервала измерения; И ф - код заАиксированного предыдущего интервала измерения; Н-код скорости; И- код на выходе55датчика 1,В исходном состоянии в регистре13 записан код максимально возможного интервала измерения, триггер 10сброшен, на его выходе присутствуетуровень логического нуля, счетчик 11и регистры 2 и 22 обнулены, В моментвремени, определяемый периодом Тгенератора 3 эталонной частоты, инАормация с датчика 1 импульсов в параллельном коде переписывается в первый регистр 2, выходы которого объединены схемой. ИЛИ 6, Если во всехразрядах регистра.2 логические нули,то на выходе схемы ИЛИ-НЕ 9 появитсяуровень логической единицы, которыйпоступит на синхронизирующий входсчетчика 11. Через интервал времени,необходимый для завершения переходных процессов в указанных блоках,на счетный вход счетчика 11 приходитимпульс С с блока 4 синхронизации,В счетчике 11 Аормируется текущее.,значение интервала измерения, котороепоступает на первый инАормационныйвход блока компараторов, на второйвход которого с регистра 13 поступаетинФормация о значении предыдущегоинтервала измерения. В начальный момент работы устройства это значениене определено и поэтому задается максимально возможным. На выходах блока15 компараторов Аормируются значениялогическихАункций1, если И М,1 О, если ИИф,т1, если Ит ( ИФ;- Г 1 если 11 тОО, еслибы, =О,1Логическая Аункция Г принимаетзначение единицы, если на выходедатчика 1 присутствует ненулевая инАормация (НО),Значения Г, - Г анализируютсяблоком 16 управления на выходах которого Аормируются логические ФункцииГ - й Г,;(при Г, = 1) выборку и перенос кодаиз блока 14 памяти в регистр 22, Логическая Аункция Г разрешает переноскода из регистра 2 в регистр 22,разрешает перенос кода из счетчика11 в регистр 13, Последовательность5 15 выполнения этих переносов обеспечивается блоком 4 синхронизации.После первого (с момента приходя импульса с датчика 1) такта генера - тора эталонной частоты происходит увеличение содержимого счетчика 11 ня единицу, а состояние остальных блоков остается без изменения, Подобная ситуация повторяется в каждом такте генератора 3 до момента прихода импульса с датчика 1 когда на выходе схемы ИЛИ б устанавливается уровень логической единицы, вследствие чего запрещается счет импульсов счетчиком 11 и завершается Аормирование кода интервала измерения. На выходах блока 15 компяраторов значения Г, = 0; Г = 1; Г = 1, а на выходах блока 16 управления Г = 1; Р = О; Гэ = 1; Г = 1. Импульс С+ произведет выборку кода скорости И из ячейки памяти блока 14 соответствующей коду интервала измерения . и пересылку кода И в регистр 22. Импульс С осуществит перенос кода И из счетчика 11 в регистр 13, зяАиксировяв новый текущий интервал измерения Иф, импульс С сбросит в нулевое состояние регистр 2 и счетчик 11, подготовив их к новому циклу измерения.С этого момента устройство полностью готово для работы по предлагаемому способу измерения.В ячейках блока 14 памяти записаны коды скоросТи И, определяемые из соотношения КИИ + 1тгде К - коэААициент пропорциональности.При измерении угловой скорости2/К = --- , где И - число импульсов ня оборот датчика. Адресуемое пространство блока 14 памяти состоит из двух страниц, соответствующих положительным и отрицательным значениям скорости, Переходом со страницы на страницу управляет определитель 7 знака в соответствии со знаком скорости, При уменьшении измеряемой скорости до нуля код в счетчике .11 увеличивается до И,в соответствунятдх ячейках блока 14 памяти записываются нулевые коды скорости. В следующем такте генератора 3 эта 97730 6лоннойчастоты счетчик 11 переполняется, ня его соответствующем выходе появляется импульс, который устанавливает триггер 10 в единичное состояние, и дальнейший счет импульсовсчетчиком 11 запрещается схемойИЛИ-НЕ 9. Перевод устройства из данного состояния осуществляется сигналом "Пуск" (не показан), которыйустанавливает все блоки в исходноесостояние.Устройство сохраняет работоспособность и в том случае, когда частота обновления инАормации на выходедатчика 1 выше частоты генератора 3,В этом режиме работы устройства выборка из блока 14 памяти не осуществляется, открывается ключ 5 и параллель 2 О ный код скорости с выхода первогорегистра 2 записывается через ключ 5и первые входы схемы ИЛИ Я в регистр22 в каждом такте генератора 3.В качестве импульсного датчика 125 используется Аотоэлектрический датчикскорости с параллельным кодовым выходом. В нижнем диапазоне частот вращения в младшем разряде выхода датчика появляется уровень логическойединицы с периодичностью, пропорциональной периоду оборота или перемещения. В этом случае датчик представляет собой датчик импульсов и устройство работает по предлагаемому способу.При увеличении скорости перемещенияв старших разрядах ня выходе датчикапоявляются уровни логических единици устройство осуществляет сквознойперенос параллельного кода с датчи 40ка 1 на регистр 22,Формула. изобретения1, Способ измерения скорости перемещения путем подсчета числа импульсов генератора эталонной частоты в интервале времени между двумя опорными импульсами, поступающими от датчика, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,. с целью повьппения динамической точности измерения, дополнительно в момент прихода импульса датчика Аиксируют величину интервала измерения, я в каждом такте генератора этялоной частоты сравнивают значение текущего интервала измерения с зяАиксированной величиной предыдущего интервала измерения,и, если до прихода импульсз датчика значение текущего интервалаизмерения достигает величины предыдущего интервала измерения, то е данного такта генератора эталонной частоты и н каждом из последующих скорость определяется по значению теку 5щего интервала измерения,2. Устройство для измерения скорости перемещения, содержащее импульсный датчик, генератор эталонной часто- Оты, счетчик, ключ, блок памяти и регистр, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения динамическойточности и расширения диапазона измерения, в него дополнительно введенывторой и третий регистры, блок синхронизации, четыре схемы ИЛИ, определитель знака, схема ИЛИ-НЕ,триггер,четыре схемы И, блок компараторов иблок управления, причем выход импульс,ного датчика соединен с первым вхопом первого регистра, выход которогосоединен с первым входом ключа, с первым входом определителя знака И свходом первой схемы ИЛИ, выход которой соединен со вторым входом определителя знака и с первым входом схемы ИЛИ-НЕ, второй вход которой соединен с выходом триггера, а выход -с первым входом счетчика, второй 30вход которого соединен с третьим входом определителя знака и с первым выходом блока синхронизации, вход которого соединен со вторым входом первого регистра и с выходом генератораэталонной .частоты, второй выход блока синхронизации соединен со входомимпульсного датчика, с третьимвходом первого регистра и с первымнходом пеРвой схемы И, выход которой 4 Осоединен с третьим входом счетчика,первый выход которого соединен спервым входом второго регистра, с первым входом блока компараторов и с первым входом блока памяти, выход которого соединен с первым входом второй схемы ИЛИ, второй вход которой соединен с выходом ключа, а выходс первым входом третьего регистра, выход которого является выходом устройства, при этом выход второго регистра, соединен с вторым входом блока компараторов, первый, второй и третий выходы которого соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами блока управления, четнертный вход которого соединен с выходом первой схемы ИЛИ, при этом первый вход блока управления соединен с первым входом третьей схемы ИЛИ, второй выход блока управления соединен с вторыми входами ключа и второго регистра и с первым входом четвертой схемы ЮП 1, третий выход блока управления соединен с вторыми входами первой и третьей схемы ИЛИ и с первым входом второй схемы И, второй вход которой соединен с третьим выходом блока синхронизации, а выход - /с третьим входом второго регистра1 причем четвертый вьссод блока синхрони-. зации соединен с первыми входами третьей и четвертой схем И, второй вход третьей схемы И соединен с выходом третьей схемы ИЛИ, а третий вход третьей схемы И - с выходом триггера, вход которого соединен со вторым выходом счетчика, при этом выход третьей схемы И соединен со:вторым входом блока памяти и со вторым входом четвертой .схемы ИЛИ, выход которой соединен со вторым входом четвертой схемы И, выход которой соединен со вторым входом третьего регистра, при этом выход определителя знака соединен с третьим входом блока памяти1597730 Составитель А,Кирилюкедактор И.11 улла Техред М,Дидык Корректор М.Шароши роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина аказ 3049 Вираж. 461 НИИПИ Государственного комитета по 113035, Москва, Жобретени Раушская Подписное и открытиям при ГКНТ С б., д. 4/5