Преобразователь перемещений в код

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Своз Советскив Социалистических республик(22) Заявлено 2%0180 (21) 2913620/18-24 с присоедичением заявки Ко -С 08 С 9/04 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий(71) Заявитель Каунасский политехнический институт им,Антанаса Снечкуса(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ В КОД 10 Изобретение относится к системамавтоматического контроля и регулирования,Известен преобразователь перемещения, который содержит две индуктивные измерительные цепи, парафаз -ный усилитель, усилитель-ограничитель, ключ, триггер и дифференцирующую цепь и позволяет получить дискретныйсигнал при перемещении якоря через границы позиций 1. Недостатком преобразователя является отсутствие сигнала, указывающего направление перемещения, что делает невозможным определение полного перемещения по числу дискретных импульсов.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является 20 двухканальный индуктивный преобразователь перемещения, который содержит четыре индуктивные измерительные цепи, усилители-ограничители, компара- . торы знака, ключи, парафаэный усилитель, триггер, многофазный триггер, элементы ИЛИ, И и блок определения направления перемещения 2 .Недостатком известного преобразователя является его сложность. . 30 Цель изобретения - упрощение пре-, образователя.Поставленная цель достигается тем, что в преобразователе перемещения в код, содержащем две индуктивные измерительные цепи, парафазный усилитель, ключи, два элемента И, ИЛИ и блок определения направления перемещения, неинвертирующий выход которого соединен с первым входом первого элемента И, а инвертирующий выход соединен с первым входом второго элемента И, выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, введены шесть элементов И, четыре элемента ИЛИ, компараторы знака и Формирователи импульсов, выходы которых подключены к входам второго элемента ИЛИ, выход первой индуктивной измерительной цепи соединен с первыми входамипервого компаратора знака и первого ключа, выход которого соединен с первым входом парафазного усилителя, неинвертирующий выход первого компа - ратора знака соединен с первым входом блока определения направления перемещения, вторым входом первого элемента И и первым входом третьего элемента И, выход которото соединенс первым входом третьего элементаИЛИ, выход которого соединен с входом первого формирователя импульсови первым входом второго ключа, выходкоторого соединен с вторым входомпарафазного усилителя, неинвертирующий выход блока определения направления перемещения соединен с первымвходом четвертого элемента И, выходкоторого соединен с вторым входомпервого элемента ИЛИ, неинвертирующий выход которого соединен с вторымвходом третьего элемента И, а инвер -тирующий выход соединен с первымвходом пятого элемента И, выход которого соединен с вторым входомтретьего элемента ИЛИ и первым входом 15четвертого элемента ИЛИ, выход которого соединен с третьим входом парафазного усилителя, инвертирующийвыход блока направления перемещения соединен с первым входом шестого 2 Оэлемента И, выход которого соединенс первым входом пятого элемента ИЛИ,неинвертирующий выход которого соединен с первым входом седьмого элемента И, а инвертирующий выход -25с первым входом восьмого элементаИ, выход которого соединен с вторымвходом четвертого элемента ИЛИ ипервым входом шестого элемента ИЛИ,выход которого соединен с входомвторого формирователя импульсов ивторым входом второго ключа, выходвторой индуктивной измерительной цепи соединен с вторым входом второгоключа и входом второго компараторазнака, неинвертирующий выход которого Зсоединен с вторыми вхоДами блоканаправления перемещения, четвертогои восьмого элементов И, а инвертирующий выход соединен с вторым входомвторого элемента И и вторым входом 4 Оседьмого элемента И, выход которогосоединен с вторым входом шестогоэлемента ИЛИ, инвертирующий выходпервого компаратора знака соединенс вторыми входами пятого и шестогоэлементов И и выход первого элементаИ соединен с вторым входом пятогоэлемента ИЛИНа Фиг.1 представлена Функциональная схема преобравбвания на фиг.2эпюры, поясняющие работу преобразо"вателя.Преобразователь содержит индуктивные измерительные цепи 1 и 2,ключи 3 и 4 компаратора знака 5 и б,блок 7 определения направления перемещения, элементы И 9-11, элементыИЛИ 12 и 13, элементы И 14-17, элементы ИЛИ 18-20, формирователи импульсов21 и 22, элемент ИЛИ 23, парафазныйусилитель 2 4, 60Индуктивные измерительные цепи1 и 2, содержащие также фазочувствительные выпрямители и фильтрыпульсаций, выполнены в виде катушекиндуктивности с сердечниками и общего гребенчатого якоря, причем сердечники смещены друг относительнодруга на одну позицию (шаг. Компараторы знака 5 и б предназначены длявыдачи высокого уоовня на неннверторующих выходах, когда выходные сигналы измерительных цепей 1 и 2 положительны и высокого уровня на инвертирующих выходах, когда выходные сигналы измерительных цепей 1 и 2 отрицательны, Влок 7 определения направления перемещения предназначен длявыдачи высокого уровня на неинвертирующем выходе, когда д(/дс)0 и выдачи высокого уровня на инвертирующемвыходе, когда д)/сс 0, где 1 - перемещение гребенчатого якоря,Кусочно-аналоговый сигнал Окс кроме информации о положении якоря междупозициями (т.е. в ичтервале междудвумя дискретными импульсами Ос,(Фиг.2 н) несет информацию и о направлении перемещения, амплитуда которого превышает однупозицию. При перемещении направо этот сигнал имееттолько положительную полярность, апри движении налево - отрицательную.В момент времени сЛ гребенчатыйЯкорь, двигаясь направо, переходитграницу первой позиции. При этом нанеинвертирующем выходе компараторазнака 5 появится высокий уровень(Фиг.2 б), а на инвертирующем выходе - низкий (Фиг.2 в). Под действиемуровней компараторов знака 5 и б иблока 7 определения направления перемещения на выходе элемента ИЛИ 18формируется высокий уровень (фиг.2 з),под действием которого формировательимпульсов 21 Формирует короткий импульс (Фиг.2 л);который проходя элемент ИЛИ 23 появится на дискретномвыходе преобразователя перемещения(Фиг.2 н). Кроме того, под действиемвысокого уровня элемента ИЛИ 18ключ 3 подключает выходной сигналиндуктивной измерительной цепи 1 квходу парафазного усилителя 24, коэффициент усиления которого становится в момент времени сЛ положительным,так как на выходе элемента ИЛИ 19имеется низкий уровень (Фиг.2 и). Домомента времен с на кусочно в аналоговом выходе преобразователя перемещений будет подключен выходной сигнал измерительной цепи 1 (фиг.2 п), вмомент времени 12 выходной сигнализмерительной цепи 2 переходит черезнуль, поэтому на неинвертирующемвыходе компаратора знака б появитсявысокий уровень, а на инвертирующем - низкий (Фиг.2 г,д), Выходныеуровни компаратора знака 5 в моментвремени с 2 не изменяются. Под действием выходных уровней компараторовзнака 5 и б на выходе элемента ИЛИ20 появится высокий уровень, а навыходе ИЛИ 18 - низкий (Фиг,2 з,к).При этом формирователь импульсов 2250 формирует короткий импульс, которыйпроходя элемент ИЛИ 23 появится надискретном выходе преобразователяперемещений (Фиг.2 м, и), Так как навыходе элемента ИЛИ 18 имеется низкийуровень, то ключ 3 переключается иотключает выходной сигнал индуктивной измерительной цепи 1, а ключ 4под действием высокого уровня элемента ИЛИ 20, переключаясь, подключитко входу парафазного усилителя 24,коэффициент усиления которого не меняется, выходной сигнал индуктивнойизмерительной цепи 2. При этом выходной сигнал кусочно-аналоговоговыхода преобразователя смещается кнулю (фиг.2 п), Больше никаких переключений не происходит до моментавремени Г. В момент времени г Э выходной сигнал индуктивной измерительной цепи 1 переходит через нуль,поэтому на инвертирующем выходекомпаратора знака 5 появится высокийуровень, а на неинвертирующем выходе - низкий уровень (Фиг.26,в). Состояние выходных уровней компараторазнака б не меняется. Под действиемвыходных уровней компараторов знака5 и б на выходах ИЛИ 18 и 19 появятся высокие уровни, а на выходе элемента ИЛИ 20-низкий (Фиг.2 з,и,к).При этом на выходе формирователя импульсов 21 формируется короткий импульс, который, пройдя элемент ИЛИ23, появится на дискретном выходепреобразователя перемещений(Фиг.2 л,м). Кроме того, ключ 4 переключается и отключает выходной сигнал индуктивной измерительной цепи2, а ключ 3 под действием высокогоуровня элемента ИЛИ 19 подключитк входу парафазного усилителя 24выходной сигнал индуктивной измерительной цепи 1. Под действием высокого уровня элемента ИЛИ 19 меняетсязнак коэффициента усиления парафазного усилителя 24 с положительногона отрицательный (фиг.2 и,о) . В момент времени г 4. движение якоря меняет направление, однако блок 7 определения направления перемещенияэто определит только в момент времени г и на его инвертирующем выходепоявится высокий уровень, на неинвертирующем выходе - низкий (Фиг.2 е,ж), Больше никаких изменений в момент времени гб не происходит, апоскольку на выходах элементов ИЛИ18, 19 и 20 остаются прежние выходНые уровни, то дискретный сигнал0 и преобразователя не Формируетсяи не происходят никакие переключенияключей 3 и 4 и парафазный усилитель,24 не меняет знака коэффициента усиления (Фиг.2 н).Таким образом, накусочно-аналоговом выходе преобразователя остается подключенным выходной сигнал индуктивной измерительнойцепи 1 (фиг.2 п), В момент времени выходной сигнал индуктивной измери- тельной цепи 2 достигает нулевогоуровня, При этом на ннвертирующемвыходе компаратора знака б появитсявысокий уровень, а на неинвертирующем выходе - низкий (Фиг.2 г,д). Поддействием выходных уровней компараторов знака 5 и б и блока 7 определения направления перемещения на выходе элемента ИЛИ 20 появится высокий,уровень, на выходах элементов ИЛИ18 и 19 - низкие (фиг.2 з,и,к), Приэтом формирователь импульсов 22 Формирует короткий импульс, который,пройдя элемент ИЛИ 23, появится на 15дискретном выходе преобразователя(фиг.2 л,и) . Кроме того, ключ 3 отключит выходной сигнал индуктивнойизмерительной цепи 1, так как наего управлякщем выходе действуетнизкий уровень элемента ИЛИ 18, а 20 ключ 4 подключит к входу парафазногоусилителя 24 выходной сигнал индуктивной измерительной цепи 2. Так какуправляющий сигнал элемента ИЛИ 19имеет низкий уровень, то коэффициент 25 усиления парафазного усилителя становится положительным (Фиг,2 и,о).Выходной сигнал кусочно-аналоговоговыхода поеобразователя перемещенийсмещается к нулю (фиг.2 п),До момента 30 времени с 7 к кусочно-аналоговомувыходу преобразователя будет подключен выходной сигнал индуктивной измерительной цепи 2 (Фиг.2 п) . В моментвремени сб выходной сигнал индуктивной измерительной цепи 1 достигаетнулевого уровня, поэтому на инвертирующем выходе компаратора знака 5появится высокий уровень, а на неинвертирующем выходе - низкий(фиг.2 б,в). Состояние выходных уров ней компаратора знака б не меняется(Фиг.2 г,д).Под действием выходныхуровней компараторов знака 5 и би блока 7 определения направления перемецения на выходе элемента ИЛИ 18появится высокий уровень, а на выходе элемента ИЛИ 20 - низкий (Фиг.2 з,к), Состояние выходного уровня элемента ИЛИ 19 не меняется, При этомформирователь импульсов 21 формирует короткий импульс, который, пройдя элемент ИЛИ 23, появится на дискретном выходе преобразователя(Фиг.2 л,н), Кроме того, в моментвремени г 7 ключ 7 отключает выхоцнойсигнал индуктивной измерительной цепи 2 от входа парафазного усилителя24, а ключ 3 подключает выходной сигнал индуктивной измерительной цепи1 ко входу парафазного усилителя 24,коэффициент усиления которого не ме няется. Таким образом, с кусочноаналоговым выходом преобразователяперемещений соединяется индуктивнаяизмерительная цепь 1.Таким образом, полное перемещение может быть определено путем оп 88 З 948ределения количества дискретных шагов (позиций), прибавляя к результату величину перемещения в зоне одной позиции, определяемую по выходному кусочно-аналоговому сигналу. Причем дискретное число шагов определяется, суммируя число импульсов, выданных при положительном кусочно- аналоговом сигнале, считая их положительными, с числом импульсов дискретного выхода, выданных при отрицательной полярности кусочно- аналогового сигнала, считая их отрицательными.Использование упрощенной индуктивной системы измерительных катушек, т,е. снизив число измерительных цепей с четырех до двух, выгодно отличает предлагаеьий преобразователь перемещений код от известных. Экономический эфФект от использования предлагаемого преобразователя перемещения в код определяется его механическими преимуществаМи.Формул а из обре те ни яПреобразователь перемещений в код, содержащий две индуктивные из - мерительные цепи, парафазный усилитель, ключи, два элемента И, ИЛИ и блок определения направления перемещения, неинвертирующий выход которого соединен с первым входом первого элемента И, а инвертирующий выход соединен с первым входом второго элемента И, выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения преобразователя, в него введены шесть элементов И, четыре элемента ИЛИ, компараторы знака и Формирователи импульсов, выходы которых подключены к входам нторого элемента ИЛИ, ныход первой индуктивной измерительной цепи соединен с первыми входами первого компаратора знака и первого ключа, выход которого соединен с первым входом парафазного усилителя, неинвертирующий выход первого компаратора знака соединен с первым входом блока определения направления перемещения, вторым входом первого элемента И и первым входом третьего элемента И, выход которого соединен с первым входом35 50 5 10 15 20 25 30 40 трет ье го элемент а ИЛИ, ныход каторого соединен с входом первого формирователя импульсов и первым входом второго ключа, выход. которого соединен с вторым входом парафазного усилителя неинвертирующий выход блока определения направления перемеще" ния соединен с первым входом четвертого элемента И, выход которого соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, неинвертирующий выход которого соединен с вторым входом третьего элемента И, а инвертирующий выход соединен с первым входом пятого элемента И,выход которого соединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ и первым входом четвертого элемента ИЛИ, выход которого соединен с третьим входом парафазного усилителя, инвертирующий выход блока направления перемещения соединен с первым входом шестого элемента И, выход которого соединен с первым входом пятого элемента ИЛИ, неинвертирующий выход которого соединен с первым входом седьмого элемента И, а инвертирующий выход - с первым входом восьмого элемента И, выход которого соединен с вторым входом четвертого элемента ИЛИ, и первым входом шестого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом второго формирователя импульсов и вторым входом второго ключа, выход второй индуктивной измерительной цепи соединен с вторым входом второго ключа и входом второго компаратора знака, неинвертирующий выход которого соединен с вторыми входами блока направления перемещения, четвертого и восьмого элементов И, аинвертирующий выход соединен с вторым входом второго элемента И и вторым входом седьмого элемента И, выход которого соединен со вторым входом шестого элемента ИЛИ, иннертирующий выход первого компаратора знака соединен с вторыми вхрдами пятого и шестого элементов И и выход первого элемента И соединен с вторым входом пятого элемента ИЛИ. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРР 395881, кл. С 08 С 9/04, 1972.2, Авторское свидетельство СССР9 670954, кл, С 08 С 9/04, 1977