Устройство для измерения перемещений

.8)о СССР1980.СССР1981. 31. 717 (О идетельс 1 В 7/00 во О,етел1 В ние относится к измерике. Цель изобретения - ности и сокращение врея больших перемещений. держит преобразователь, объединяющий датчик пе атчик температуры, стер начала отсчета, регисткомпараторы, КБ-триггеИзобретной техн повышение точ и измерен Устройствоконструктив ремещения жень, датч цифровые ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ н деторСНоью СвидетельСтвм(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕИЕШЕНИЙ(57)е ры, элементы задержки, эадатчики кодов, элемент ИЛИ, элемент И-НЕ, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, одновибраторы,П-триггер, реверсивный счетчик, дешифраторы, индикаторы старших разрядов, индикатор младших разрядов, счетчики, блоки памяти, генератор импульсов, шину питания. Выходные сигналыдатчиков преобразуются в код 11 хбольших перемещений, в код И к малыхперемещений, в корректирующий кодИ (для компенсации температурнойпогрешности датчика). В частотно-цифровом преобразователе малых перемещений для обеспечения прямого отсчета при нелинейной характеристике датчика использован блок памяти, а вчастотно-цифровом преобразователетермозависимого сигнала использованблок памяти для формирования кодакоррекции 11. 4 ил.Изобретение относится к измерительной технике и предназначено дляцифрового измерения больших перемещений в робототехнике.Цель изобретения - повышение точности и сокрашение времени измерениябольших перемещений за счет компенсации температурного дрейфа и расширения динамического диапазона чувствительности устройства.На фиг. 1 представлена блок-схемаустройства на фиг. 2 - график зависимости частоты выходного сигналадатчика от величины перемещения нафиг, 3 и 4 - временные диаграммы работы устройства,Устройство содержит (Фиг. 1) пре-.образователь 1, конструктивно объединяющий датчик 2 перемещения идатчик 3 температуры, стержень 4,датчик 5 начала отсчета, регистры6-8, цифровые компараторы 9-13, КБтриггеры,14-16, элементы 17-19 задержки, задатчики 20-25 кодов, элемент ИЛИ 26, элемент И-НЕ 27, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 28, одновибраторы 29-33, П-триггер 34, реверсивный счетчик 35, дешифраторы 36 и 37,индикатор 38 старших разрядов, индикатор 39 младших разрядов, счетчики 40-43, блоки 44 и 45 памяти, генератор 46 импульсов, шину 47 питания.Выход датчика 2 подключен к счетному входу счетчика 40, выход которого подключен к адресному входублока 44 памяти, выход данных которого через дешифратор 37 подключенк индикатору 39 младших разрядов.Выход датчика 5 подключен к установочному входу 0-триггера 34,выход которого подключен к счетномувходу счетчика 35, выход которогочерез дешифратор 36 подключен к индикатору 38 старших разрядов. Устройство работает следующим образом.По переднему Фронту интервала счета Б, (фиг. 3) разрешается запись кода Х, в счетчик 40 и последу щий счет им ульсов 1 8 ых по входу Е счетчика. За интервал счета О, на выходах Р-счетчика 40 формируечся код Я А 1 -где С - длительность единичногосостояния сигнала О,;п - число двоичных разрядовсчетчика 40Значение кода И выбрано из усло- вия 2 йВых. мин 10 где вык мин - минимальное значениечастоты Г, датчика 2.По заднему фронту Б интервала П происходит считывание двоично-десятичного кода Ииз ячейки с адресом1ИА блока 44 памяти. Этот код по1сигналу П с выхода блока 44 заносится в регистр 7, где хранится до конца следующего цикла преобразования частоты Г ц в код МНа индикаторе 39 высвечивается значение х малых перемещений. С выходов регйстра 7 код Иподается на выход устройства для автоматической регистрации и управления перемещением (при необходимости). Код И т можно считывать при наличии сигнала Мкоторый кратковременно принимает нулевое значение лишь при перезаписи информации в регистр 7.формирование кода И из частотного сигнала Гт происходит аналогичт. но формированию кода И ,. В результате счета импульсов Гт в течение интервала Б в счетчике 43 к концу интервала Формируется код 15 20 25 30 35 ф + т)тА 2 22 где т - длительность интервала БЧ - число двоичных разрядовсчетчика 43.45 По сигналу П 4. с выхода одновибратора 31 (фиг. 2) задержанному элементом 17, сигналом Б, осуществляется запись кода И А в регистр 6, свыходов которого код НА подается 50 на входы В компараторов 9-11.На входах А компаратора 9 спомощью задатчика 20 задан код адреса Х иц, а на входах А компаратора10 с помощью задатчика 21 задан код 55 адреса И ма кВ результате этого сигнал П Формируется при минимальном значениичастоты Г , а сигнал У- при макВЬХ фсимальном значении частоты Г рц, Посов на выходе генератора46,Длительностьравна г. = - ге5опдатчика 24. интервала НМ - код с за Формула изобретения 50Устройство для измерения перемещений, содержащее стержень, датчик, три счетчика, два дешифратора, индикатор старших разрядов, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью павы-щения точности и сокращения времени измерения больших перемещений, в него введены датчик начала отсчета, три регистра, пять цифровых компара 3 13576 каждому из сигналов Н и Н формируется счетный импульс Б , который подается на вход +1 реверсивного счетчика 35 (фиг. 2). Режим работы счетчика 35 задается по входу Е сигналом Н : если Б= 1, то счетчико35 работает на сложение, при Б =О, счетчик 35 работает на вычитание. Сигнал Н формируется 0-триггером 34, на тактовый вход которого пода ется сигнал Б , формируемый при из менении направления перемещения стержня 4 относительно датчика 2 (фиг. 1) с помощью компаратора 11 триггера 16 и одновибратора 29. 15Триггер 16 необходим для запоминания результата сравнения на время отсутствия кода И, на входах А компаратора 11. Элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 28 разрешает прохождение сигна ла Б на триггер 34 только при несовпадении сигналов Би Б (при формировании сигнала Б ). Триггер 34 работает в режиме делителя частоты следования сигналов ц , а каждый 25 сигнал Бз информирует о смене знака перемещения х. Сигналы Б формируются после изменения х на величину 1 (длина секции стержня 4), поэтому код И, накопленный в счетчике 35, 30 соответствует перемещению х=И1Длительность , интервала Б равна: 95 4торов, три КБ-триггера, три элемента задержки, шесть задатчиков кодов,элемент ИЛИ, элемент И-НЕ, элементИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, пять одновибраторов, О-триггер, реверсивный счетчик,индикатор младших разрядов, дополнительный счетчик, два блока памяти,генератор импульсов и шина питания,а датчик выполнен в виде конструктивно объединенных датчика перемещения и датчика температуры, выходыпервого и второго задатчиков кодовподключены к первым входам соответственно, первого и второго цифровыхкомпараторов, прямой выход первогоцифрового компаратора и инверсныйвыход второго цифрового компаратораподключены к Б-входам, соответственно, первого и второго КЯ-триггеров,выходы которых подключены к входамэлемента, ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого подключен к первому входуэлемента И-НЕ, выход которого подключен к синхровходу Э-триггера, выходкоторого подключен к информационномувходу реверсивного счетчика, выходкоторого через первый дешифраторподключен к входу индикатора старшихразрядов, прямой выход первого цифрового компаратора через первый элемент задержки подключен к К-входувторого КБ-триггера и первому входуэлемента ИЛИ, выход которого подключен к входу управления реверсивногосчетчика, инверсный выход второгоцифрового компаратора через второйэлемент задержки подключен к К-входупервого КБ- триггера и второму входуэлемента ИЛИ, инверсный выход 0 триггера подключен к его информационному входу, выход датчика температуры подключен к установочному входу0-триггера и входу сброса реверсивного счетчика, выход третьего задатчика кода подключен к входу предустановки первого счетчика, выход которого подключен к первому входу третьего цифрового компаратора и информационному входу первого регистра,выход которого подключен к вторымвходам первого, второго и третьегоцифровых компараторов, прямой и инверсный выходы третьего цифровогокомпаратора подключен соответственнок К- и Я-входам третьего КЯ-триггера, выход которого через первый одновибратор подключен к второму входу элемента И-НЕ, выход датчика перемещения подключен к информационному входу первого счетчика, выходкоторого подключен к адресному входупервого блока памяти, выход данныхкоторого подключен к информационномувходу второго регистра, выход которого через второй дешифратор подключенк входу индикатора младших разрядов,выход генератора импульсов подключенк информационному входу второгосчетчика, выход которого подключенк первому входу четвертого цифровогокомпаратора, инверсный выход которого через последовательно соединенныевторой одновибратор и третийэлементзадержки подключен к входу управления первого регистра, инверсный выход четвертого компаратора черезтретий одновибратор подключен к входу управления предустановкой первогосчетчика, инверсный выход четвертогокомпаратора подключен к входу управления счетом первого счетчикавыходчетвертого задатчика кода подключенк группе старших разрядов второговхода четвертого цифрового компаратора, прямой выход которого подключен к входу сброса второго счетчика,выход генератора импульсов подключенк информационному входу третьегосчетчика, выход которого подключен кпервому входу пятого цифрового компаратора, инверсный выход которогочерез четвертый одновибратор подклю 13576956чен к входу сброса второго блока памяти, выход данных которого подключен к информационному входу третьегорегистра, выход которого подключен кгруппе младших разрядов четвертогоцифрового компаратора, выход второгоодновибратора подключен к входусброса первого блока памяти, управляющий выход которого подключен квходу управления второго регистра,выход пятого задатчика кода подключен к второму входу пятого цифровогокомпаратора, инверсный выход кото 15 рого подключен к входу управлениясчетом дополнительного счетчика ивходу пятого одиовибратора, выходкоторого подключен к входу управления предустановкой дополнительногосчетчика, выходкоторого подключенк адресному входу второго блока памяти, управляющий выход которогоподключен к входу управления третьего регистра, выход шестого задатчи 25 ка кода подключен к входу предуста-,новки дополнительного счетчика, выходдатчика температуры подключен к информационному входу дополнительногосчетчика, прямой выход пятого цифрового компаратора подключен к входусброса третьего счетчика, шинапитания подключена к входамчетвертого и пятого задатчикакода.1357695 Составитель В.ПоТехред А.Кравчу я КоРРектоР О,Кравцова Редактор Г.Волков аказ 5986/3 по113035, М кая наб. ул. Проектная, 4 изводственно-полиграфическое предприятие жго Тираж 677 Государственного елам изобретений сква, Ж, Рауш Подпикомитета СССРи открытий