Двухканальный преобразователь перемещения в код

Сооз Советских Сооналнстическнх Республик(51) М Кл,з6 08 С 9/04 с присоединением заявкиГосударственный комитет СССР45) Дата опубликования описания 30,0 б.7 2) Авторы изобретения К. С. Крищюнас, В. В, Лаурушка, В, П. Л рутис и С. Б, Крищюнене унасский политехнический институт им. Антанаса Снечку) Заяпител ВУХКАНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В КОД Изобрете матичсскогИзвестны содержащи буждения т ратор возбу го напряж тельные ка ние относится контроля и ре преобразовате индуктосин с сигнальными о ждения, трансения, усилитсл кады и фильтр к системам автогулирования.чи перемещения, обмотками возбмотками, гене форматор опорно- и, фазочувствиы 1. ль изобретени ости и точност- повышение чувст преобразователя, ел Известные преобразователи не обладают 10 достаточной точностью.Наиболее близким техническим решением к изобретению является двухканальный преобразователь перемещения в код, содержащий две индуктивные измерительные це пи, первая из которых соединена с входамп усилителя-ограничителя, триггер, парафазный усилитель и ключ 2.К недостаткам этого преобразователя относятся нелинейность кусочно-аналоговой характеристики преобразования, так как она формируется из половины синусоиды, из-за чего в краях линейных кусков характеристики нелинейность оказывается значительной, а также отсутствие сигнала, ука зывающего направление перемещения, что делает невозможным определение полного перемещения по числу дискретных импульсов.Це я ви Поставленная цель достигается тем, что в двухканальный преобразователь перемещения в код ввсдсны индикаторы нулей, блок определения направления перемещения, элементы И и ИЛИ, дополнительныс индуктивные измерительные цепи, ключи, индикаторы нуля, триггер и усилители-ограничители. Выход каждой нндуктивной измерительной цепи соединсн с первым входом соответствующих ключей, второй вход каждого из которых соединен с соответствующим выходом дополнительного триггера, а выход через индикатор нуля - с соответствующими входами одного из элементов ИЛИ и д.- полнительного триггера. Выходы второй и дополнительных индуктивных измерительных цепей через соответствующис усилители-ограничители подключены к входам блока определения направления перемещения, выходами подсоединенного к одним из входов элементов И, другие входы которых соединены с выходами индикаторов нуля. Выходы элементов И через последовательно соединенные другой элемент ИЛИ и триггер соединены с одним из входов парафазного усилителя, другие входы которого подключены к выходам ключей.На фиг. 1 прсдставлена функциональная схема преобразователя, на фиг. 2 и 3 - эпюры, поясняющие работу преобразователя,3Преобразователь содержит индуктивные измерительные цепи 1 - 4, две из которых (3, 4) дополнительные, ключи 5 - 8, парафазный усилитель 9, индикаторы 10 - 13 нулей, триггер дополнительный 14, первый элемент ИЛИ 15, усилители-ограничители 16 - 19, блок 20 определения направления перемещения, элементы И 21, 22, элемент ИЛИ 23 и триггер 24.Индуктивные измерительные цепи 1 - 4, содержащие также фазочувствительные выпрямители и фильтры пульсаций, выполнены в виде катушек индуктивности с сердечниками и общего грсоснчатого якоря, причем сердечники смещены друг относительно друга на одну позицию (шаг), Зависимости их выходных сигналов 1l, 4 от перемещения гребенчатого якоря 1 показаны на фиг. 2, а, Ключи 5 - 8 переключают выходнои сигнал измерительных цепей 1 - 4 либо к парафазному усилителю 9, либо к индикаторам 10 - 13, в зависимости от управляющих сигналов, получаемых из многофазного триггера 14. 1 арафазный усилитель 9 имеет четыре одинаковых входа, а знак его коэффициента псредачи зависит от выходного сигнала тр иггср а 24.Индикаторы 10 - 13 нулей выдают высокис потенциалы при переходе изменяющегося выходного сигнала измерительных цепей через нулсвыс уровни. Многофазный триггер 14 управляет работой ключей 5 - 8. Ыысокии потенциал имеет только тот выход многофазного триггера 14, на соответствующии вход которого был подан короткий импульс от индикатора нуля. 1 аким образом, с входом парафазного усилителя 9 соединяется та измерительная цепь, сигнал на выходе которои переходит через нулевой уровснь, Элемент ИЛИ 15 вырабатывает дискретный выходной сигнал Ьд, показанный на фиг. 2, в в виде коротких импульсов при поступлении импульсов с выходов индикаторов нулей, а тем самым при прохождении сигнала в любой измерительной цепи через нуль.Усилители-ограничители 1 б - 19, блок 20 определения направления перемещения, элементы И 21, 22, элемент ИЛИ 23 и триггер 24 со счетным входом. выполняют функцию установления знака коэффициента усиления парафазного усилителя 9. Как видно из фиг. 2, а, характеристики преобразования У 1 4=) (/) измерительных цепей имеют чередующиеся между собой положительные и отрицательные наклоны. Чтобы получить кусочно-линейную характеристику, показанную на фиг. 2, б, необходимо инвертировать отрицательные наклоны характеристик преобразования. Коэффициент усиления парафазного усилителя 9 должен менять знак на противоположный, при движении якоря направо - в точках а (фиг. 2, а), а при движении налево - в точках б. С этой целью усилители-ограничители 16 - 19 формируют 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 прямоугольные сигналы (фиг. 2,г) из выходных сигналов первой - четвертой измеритсльных цепей.Используя эти сигналы 016, 047, 018 и У 49, блок 20 определения направления перемещения выдает высокий уровень элементу И 21 при перемещении гребенчатого якоря направо, а при движении якоря налево высокий уровень выдает второй элемент И 22. Таким образом, на выходе элемента И 21 появляются короткие импульсы при переходе выходного сигнала псрвой измерительной цепи через нулевой уровень (точки а на фиг, 2, а) при движении якоря направо (фиг. 2, д), а на выходс элемента И 22 - при движении якоря палево и переходе через нулевой уровснь выходного сигнала четвертой измерительной цепи (точки б на фиг. 2, а), как показано на фиг. 2, е. Элемент ИЛИ 23 пропускает на счетный вход триггсра 24 выходные импульсы элементов И 21 и 22. Каждый поступивший импульс на вход триггера 24 меняет уровень его выходного сигнала и тем самым изменяет знак коэффициента усиления парафазного усилителя 9 (фиг. 2,ж, з). Как и требуется, при движении якоря направо знак коэффициента парафазного усилителя меняется в точках а, а при движении налево - в точках б. Характсристика преобразования Она=(1) принимает вид, показанный на фиг. 2, б. В ней пунктирными линиями указаны участки, полученные путем инвертирования характеристик У 4=(1).Благодаря применению четырех измерительных цепей и описанной логической схемы управлсния кусочно-аналоговый сигнал С кроме информации о положении якоря между позициями также несет информацию и о направлении перемещения, амплитуда которого прсвышает одну позицию. При перемещении направо этот сигнал имеет только положительную полярность, а при движении налево - отрицательную. Высокая линейность характеристики преобразования аналогового канала получается за счет того, что используются только начальные части характеристик синусоидальной формы. Таким образом, совокупность сигналов У и У полностью отражает величину перемещения якоря.Работает двухканальный преобразователь перемещения следующим образом.В момент 1, гребенчатый якорь, двигаясь направо, переходит границу первой позиции (шага). На выходе первого индикатора 10 нуля формируется короткий импульс (фиг. 3, в), запоминающийся многофазным триггером 14, на первом выходе которого (04, фиг. 3, з) появляется высокий уровень, Триггер переключает первый ключ 5 так, что выход измерительной цепи 1 соединяется с входом парафазного усилителя 9, а вход индикатора 10 нуля отключается, Короткий импульс индикатора 10 нуля че10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 рез элемент ИЛИ 15 также подается на выход дискретного канала преобоазоватсля (фиг. З,ж) и на вход элемента И 21. Так как направление движения якопя - направо, то на первом выходе блока 20 определения направления перемещения имеется высокий уровень (фиг. З,л). Поэтому короткий импульс индикатора 10 ноэля через элементы И 21 (Ацг. 3, о) и ИЛИ 23 опрокидывает триггер 24 (фиг. 3, р), который устанавливает знак + коэффициенту парафазного усилителя 9 (фиг. 3, с),В моментвыходной сигнал измсритсл. - ной цепи 2 переходит через нуль, поэтому на выходе второго индикатора 11 наля формируется короткий импгт 1 с (фиг. З,г), который через элемент ИЛИ 15 подается на дискретный выход преобразователя (фцг.3, ж), а также на второй вход многофазного триггера 14. Триггеп пепекл 1 очается, на его втором вьходе (014 фиг. 3, и) появлястся высокий уровень, а на первом и всех остальных - низкий (фиг. З,з, г 1, к). Поэтому ключ 5 переключается, т. е, выход измерительной цепи 1 отключается от входа парафазного усилителя 9. и соединяется с индикатором 10 нх ля. Пепекл 1 оча ется и ключ 6, соединяОПий цзмерительнуто цепь 2 с входом парафазного усилителя 9 и отключающий вход индикатора 11 нуля. Выходной сигнал кусочно-аналогового канала (фиг, 3, б) смешается к нулю. Больше никаких переключений не наблюдается до момента 1 зВ моменты 6, 1, происхочят аналогичные переклОчсния, а в момент 6, кроме аналогичных переключений, как и в моменты 1, 11, 6, еще и дополнительные переключения, а именно: выходной сигнал индикатора 10 нуля чеоез элементы И 21 (фиг. З,о) и ИЛИ 23 опрокидывает триггер 24 (фиг. З,р), который меняст знак коэфсвициенту усиления папафазного усилителя 9 (фиг. 3, с) на- . Переключения в момент 1 аналогичны переключениям в момент . В момент 17 двцжение якоря меняет направление, однако блок 20 определения направления перемещения это почувствует только в момент 1 (фиг. З,л, 3, и), В моменты 1, 18 больше никакие переключения не происходят благодаря тому, то индикатор 11 нуля отключен ключом 6 (фиг. 3, и). В момент 1только меняются Вттхочньс уровни в обоих элементах И 21 и 22 (фиг. 3, л, и). В момент 11 направленце движения меняется еще раз и это блок 20 определения направления перемещения почувствует в момент 11, тогда меняются уровни на выходах элементов И 21 и 22 (фиг, З,м, и). В моменты 11 д 115, 1 6 происходят аналогичные переклочения, как и в моменты 12, Ь, 4, а в момент 114 - переключения, как в момент б,Таким образом, полное перемещение мокет быть определено путем определения олцчества дискретных шагов (позиций) ц прибавлением к результату величины псрсмещенця в зоне одноц позиции, определяемой по вьходцому кусочно-ацалоговох 1 сигналу. Дискретное число шагов определяется суммируя число импульсов, выданных при положительном кусоччо-аналоговом сигнале, считая цх положцтсльцымц, с чцслом импульсов дцскрстцого Выхода, выданных прц отрццательцоц полярности кусочно-аналогового сигнала, считал цх отрццатсльцымц.Использоваццс новых элементов, сосдпнсцных по пред,1 агасмой схем, Выгочцо Отличает прсдлагасъ 11 й,1 В хканальнзЙ прсоб разоватсль псрсмсщсцця, так как линейнОсть юсочно-ацалОГОВО 11 хаоактсрцстцкц преобразован:1 я цовьщтастся, по знак кхсочно-аналогового сцгцала можно определить направленце псрсмсценця; в конечном счете повышается точность т 1 рсобразоватсля,Формула пзобрстснця Двухканальный прсобразогатсль перемещения в код, содсржап 11 П две 1 идуктцвцье цзхСрТ 1 тслыыс цспц, первая цз котопь 1 х соединена с входом усилителя-ограничителя, триггер, пар афазный усилитель ц ключ, отличающийся тем, что, с целью повышения чугстгцтсл 1 ностц и точности преобразователя, в него гвсдены цндикаторы пулей, блок опрсделенця направления псрсмсщс цця, элсъ 1 сцть И ц ИЛИ, дополнцтельныс ццдуктцвцыс цзх 1 срцтельцые цепи, клО 1 ц, индикаторы триггер ц усилители-ограничители, выход каж."О 11 индуктивной цзхСрцтельной цепи сос;днсн с первым входом соответствующих ключей, второй вход каждого цз которых соединен с соответствуюцпм выходом дополшг сльного триггера, а выход через индикатор нуля - с соответстч ющцмц входамц одцого цз элементов ИЛИ ц дополнцтелы 1 ого триггера, выходы второй ц дополнительных индуктивных измерительных 1 СНС 11 через соответствующие усилители-ограц 1 цпггслц подключены к входам блока определения направления перемещения, выходы которого подключены к одним цз входов элементов И, другие Входы которых сосдццсцы с входамц индикаторов нуля, выходы элементов И через последовательно соединенные другой элемент ИЛИ и триггер соединены с однцм пз входов парафазного усилителя, другие входы которого соедцнснь с выходамц ключей,Источники информации,принятые во внимание прц экспертизе 1. Авторское свцдетел 1 ство СССР386418, кл. 6 08 С 9/04, 1971.2. Лвторское свидетельство395881, кл. С 08 С 9/04, 1971.670954 г 3 оставитель И. НазаркинТехред А, Камышнико Корректор Р. Беркович Грузова акт ипография, пр. Сапунова,аз 1301/17 Изд. ЛЪ 387 Тираж 727 Подписное О Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, 1 К.35, Раушская наб., д. 4/5