Преобразователь перемещения в код

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоцналистнческнкРеспублик(51) М. Кл,с присоединением заявки М О 08 С 9/00 9 щрарстаепай вамвтет СИР вв лвлам аэобратевв 11 н атаев(23)Приоритет Опубликовано 23. 09. 82. бюллетень М 3 Дата опубликования описания 23.09.82(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕИЕЩЕНИЯ В К ются ог зуемого область Изобретение относится к автомати ,ке и вычислительной технике, в частности к устройствам, преобразующий угловое или линейное перемещение в цифровой код, и может быть исполь".зовано для контроля величины перемещения механизмов на станках и уста". ., новках, предназначенных для обработ" ки крупногабаритных и длинномерных иэделий. Известен преобразователь переме" щения в код, содержащии генератор, делитель, фазорасщепитель, фазовращательт нуль-орган и регистр.1.13,Недостатками, преобразователя яв" ляются ограниченный диапазон преобразуемого перемещения и ограниченная область применения.Наиболее близким по технической сущности является преобразователь перемещения в код, содержащий генера тор, четыре делителя частота, вход .первого из .которых соединен с выходом генератора и счетным входом вто 2.рого делителя частоты, а выход соединен с входом третьего делителячастоты, фаэорасщепитель, вход которого подключен к выходу третьего де" 5лителя частоты, фазовращатель, входкоторого соединен с выходом фазорасщепителя, квантователь, первый входкоторого подключен к выходу фаэовращателя, а второй вход - к выходу второго делителя частоты и счетному вхо-,ду четвертого делителя частоты, регистр, информационный вход которогосоединен с выходом четвертого делителя частоты, вход синхронизации - свыходом квантователя, а выход - скодовой виной, и .формирователь импуф льсов, вход которого подключен к выходу третьего делителя частоты, авыход подключен к входам сброса вто Ф рого и четвертого делителя частоты 2,Недостатками преобразователя являраниченный диапазон преобрапереиещенияи ограниченнаяприменения.Э 96.0882Целью изобретения является расширение диапазона преобразуемого перемещения и расширение области применения преобразователя.Указанная цель достигается тем,что в преобразователь перемещенияв код, содержащий генератор, четыре делителя частоты, вход первого изкоторых соединен с выходом генератора и счетным входом второго дели-, 16теля частоты, а выход соединен с входом третьего делителя частоты, Фазорасщепитель, вход которого подключенк выходу третьего делителя частоты,Фазовращатель, вход которого соединен 15с выходом фазорасщепителя, квантователь, первцй вход которого подключен квыходу Фазовращателя, а второй входк вцходу второго делителя частоты исчетному входу четвертого делителячастоты, регистр, информационный входкоторого соединен с вьходом четвертого делителя частоты, вход синхронизации- с выходом квантователя, а выход - с кодовой шиной, и первый Фор- ,;мирователь импульсов, выход которого подключен к входу сброса второгоделителя частоты, введены счетчикчисла оборотов вала азовращателя,запоминающее устройство, счетчик числа периодов опорного сигнала и второй Формирователь импульсов информационный вход счетчика числа оборо"тов вала Фазовращателя соединен с выходом третьего делителя частоты, тре"тьим входом квантователя и входомвторого Формирователя импульсов,вход синхронизации - с выходом квантователя, а выход - с адресным входом считывания запоминающего устрой 40ства, выход которого подключен квходу предустановки четвертого делителя частоты, вход синхронизациичетвертого делителя частотысоединен с выходом второго формирователя импульсов и входомсчетчика числа периодов опорного сигнала, первый выход которого подкпючен к входу первого Формирователяимпульсов, а также тем, что в неговведен пятый делитель частоты, счет- вный вход которого соединен с выходомвторого делителя частоты, вход сброса - с выходом первого формирователя импульсов, а выход - с информационным входом запоминающего устройства, адресный вход записи которогоподключен к второму выходу счетчикачисла периодов опорного сигнала. фНа Фиг. 1 представлена блок-схема преобразователя перемещения в код; на фиг, 2 - пример структурной схемы запоминающего устройства; на Фиг. 3 - диаграммы, поясняющие работу преобразователя.Преобразователь перемещения в код(Фиг, 1) содержит генератор 1, делители 2-4 частоты, фазорасщепитель 5, Фазоврэщатель 6, формирователь 7 импульсов, делитель 8 частоты, квантователь 9, делитель 10 частоты, регистр 11, кодовую шину 12, формирователь 13 импульсов, счетчик 14 числа оборотов вала Фазовращателя, запоминающее устройство 15, счетчик 16 числа периодов опорного сигнала, кроме того, на фиг.1 изображено звено 1 кинематической связи вала фазовращателя 6 с механизмом 18, перемещение которого преобразуется в код.Запоминающее устройство 15 (Фиг.2)содержит накопитель 19, коммутатор 20, дешифратор 21 адреса считывания " и дешифратор 22 адреса записи. Накопитель 19 содержит и многоразрядных регистров 23 памяти, а коммутатор 20 - и многоразрядных ключей 24, Первые входы регистра 23 памяти соединены с информационным входом запоминающего устройства 15, вторые входы регистров 23 памяти соединены с соответствующими выходами дешифратора 22 адреса записи,а выход каждого регистра 23 памяти подключен кпервому входу соответствующего ключа 24, второй вход которого соединен с соответствующим выходом дешифратора 21 адреса считывания, выходы ключей 24 соединены с выходом запоминающего устройства 15.Преобоазователь перемещения работает следующим образом.Импульсы тактовой частоты поступают с выхода генератора 1 на делители 2 и 3 частоты, отношение козффициентов деления которых соответствует передаточному отношению звена 1 кинематической связи вала фазовращателя 6 с перемещающимся механизмом18, Выходной сигнал делителя 2 частотц используется для получения при помощи делителя 4 частоты сигналов кодовой развертки для фазорасщепителя 5 Формирующего двухфазную или трехфазную сйстему питающих напряжений для Фазовращателя 6 типа вращающегося трансформатора или сельсина, На выходе фазовращателя 6 образует5 96088 ся сигнал, фазовый сдвиг которого относительно опорного сигнала - одной из Фаз питания фазовращателя б (фиг. 3 а ) пропорционален угловому перемещению вала Фазовращателя 6, а 5 следовательно, и перемещению механизма 18, связанного с валом фазовращателя б через звено 17. Этот сигнал поступает на первый вход квантователя 9. На второй вход кван тователя 9 приходят импульсы с выхода делителя 3 частоты, которые используются для квантования по фазе выходного сигнала Фазовращателя 6. На выходе квантователя 9 формируются 15 узкие квантованные по фазе импульсы (фиг. 3 б ), частота которых при вращении вала фазовращателя б в сторону отставания фазы выходного сигнала ниже частоты опорного сигнала, 26 а при вращении вала фазовращателя б в сторону опережения фазы выходного сигнала выше цастоты опорного сигнала. Сигналы, поступающие с выхода делителя 4 частоты на третий вход 25 квантователя 9, исключают появление двух квантованных по Фазе импульсов в течение одного периода опорного сигнала, когда частота сигнала на вы- ходе фазовращателя б становится выше цастоты опорного сигнала, При этом на выход квантователя 9 проходит в каждом периоде опорного сигнала только один- первый из квантованных импульсов, На фиг, 3 б пунктиром отме 35 чен квантованный импульс, не прошедший на выход квантователя 9. Квантованные по фазе импульсы поступают на вход синхрожизации регистра 11 и вход синхронизации счетцика 14 числа оборотов вала фазовращателя б, В счетчике 14 они используются для получения сигналов направления счета. Сигналы счета вырабатываются в счетчике 14 из сигналов, поступающих45 на его информационный вход с выхода делителя 4 частоты. Счет числа оборотов вала фазовращателя б осу" ществляется счетчиком 14 в момент прихода на его информационный вход кодовой комбинации, соответствующей началу оборота вала фазовращателя 6. Переключение счетчика 14 (фиг. 3) происходит при нулевой кодовой комбинации на его информационном входе. Выходной сигнал (фиг, 3 в ) счетчика 14 поступает на адресный вход считывания запоминающего устройства 15 (Фиг. 2), в котором он управляет че 2 брез дешифратор 21 ключами 24, осуще-; ствляющими выборку информации из соответствующих регистров 23 памяти и передачу ее на выход запоминающего устройства 15.Информация, хранящаяся в регистрах 23 памяти, представляет собой .коды перемещений ;, соответствующие началу оборотов вала Фазовращателя 6:;= а(-1),где в - число дискрет перемещения,приходящихся на один оборотвала фазовращателя б,целое число, изменяющее от 1до и.Коды перемещений1 используютсядля установки в исходное состояниекодовых разверток, соответствующихразлицйым оборотам вала фазовращателя б в диапазоне контролируемыхперемещений механизма 18.При постоянном коэффициенте масштабирования коды перемещений 1 имеют Фиксированные значения и могутбыть внесены в регистры 23 памяти,например, путем подключения к нулевой шине при помощи перемычек входовзаписи "1" и "0" соответствующихячеек памяти регистров 23 (не показанных), В этом случае информационный вход и адресный вход записи запоминающего устройства 15 и делитель8 частоты не используются,В общем случае коэффициент масштабирования является величиной переменной и запоминающее устройство 15 автоматически обеспечивает изменениесодержимого регистров 23 памяти приизменении коэффициента масштабирования. Это достигается формированиемпри помощи делителя 8 частоты кодо .вой развертки (фиг. 3 г ), соответствующей максимальному диапазонуперемещений механизма 18, а при помощи делителя 10 частоты - кодовой развертки (фиг. 3 д ),соответствующей пе"ремещениям механизма 18 в пределахтекущего оборота вала фазовращателяб, На счетные входы делителей частоты 10 и 8 поступают с выхода делителя 4 частоты импульсы, имеющие весодной дискреты перемещения. Делитель 8 частоты сбрасывается в нулевое состояние импульсами с выходапервого Формирователя 13 импульсовпри нулевой комбинации в счетчике16 числа периодов опорного сигнала,запускаемом импульсами с выхода7 960 второго Формирователя 7 импульсов. Со второго выхода счетчика 16 числа периодов опорного сигнала посту" пает на адресный вход записи запоминающего устройства 15 кодовая комби-. нация, которая преобразуется дешифратором 22 в импульсы, обеспечиваю" щие выборку кодовых значений из кодовой развертки делителя 8 частоты и запись их в регистры 23 памяти накопителя 19 запоминающего устройства 15. Установка в исходное состоя" ние делителя 10 частоты производится в каждом периоде опорного сигнала по входу синхронизации импульсом с выхсда формирователя 7 импульсов. Исходное состояние делителя 10 часто" ты определяется кодовой комбинацией на его входе предустановки. Сигна Лы кодовой развертки, формируемой делителем 10 частоты, поступают на информационный вход регистра 11, Выборка и перенос кода в регистр 11 осуществляется импульсами, поступающими с выхода квантователя 9 на вход синхронизации регистра 11. Характер изменения кода на выходе регистра 11 (на кодовой шине 12) отображен на фиг. 3 е.Как видно из Фиг, 3 д и Фиг, 3 е преобразование перемещений в код осуществляется однозначно и практически с периодичностью опорного сигнала независимо от числа оборотов вала фазовращателя 6.Формула изобретенияПреобразователь перемещения в код содержащий генератор, четыре делителя частоты, вход первого из которыя соединен с выходом генератора и счетным входом второго"делителя частоты, а выход соединен с входом третьего делителя частоты, Фазорасщепитель, вход которого подключен к выходу третьего делителя частоты фазовращатель, вход которого соединен с выходом фазорасщепителя, нвантователь, первый вход которого подключен к выходу Фазовращателя,а вто" рой вход " к выходу второго делителя. частоты и счетному входу четвертого делителя частоты, регистр, инерционный вход которого соединен с выходом четвертого делителя частоты, вход синхронизации - с выходом квантователя, а выход - с кодовой шиной, и первый формирователь импульсов, выход которого подключен к входу сброса второго делителя частоты,о т л ич а ю щ и й с я тем,что,с целью расширения диапазона преобразуемого перемещения, в него введены счетчик числа оборотов вала фазовращателя, запоминающее устройство, счетчик числа периодов опорного сигнала и второй Формирователь импульсов, информационный вход счетчика числа оборотов вала фазовращателя соединен с выходомтретьего делителя частоты, третьимвходом квантователя и входом второгоформирователя импульсов, вход синхронизации - с выходом квантователя, а выход - с адресным входом считывания запоминающего устройства, выход которого подключен к входу предустановки четвертого делителя частоты, вход синхронизации четвертого делителя частоты. соединен с выходом второго формирователя импульсов и входом счетчика числа периодов опорного сигнала, первый выход которого подключен к входу первого формирователя импульсов,2, Преобразователь по и. 1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с це" лью расширения области применения преобразователя, в него введен пятый делитель частоты, счетный вход кото" рого соединен с выходом второго делителя частоты, вход сброса - с выходом первого формирователя импульсов,а выход - с информационным входом запоминающего устройства, адресный входзаписи которого подлкючен к второмувыходу счетчика числа периодов опор"ного сигнала.Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Зверев А, Е, и др. Преобразователи угловых перемещений в цифровойкод. Л., "Энергия", 1971, с. 156,рис. 80.2. Авторское свидетельство СССРИ 842901/18-2 Й, кл. С 08 С 9/01,1979 (прототип),960882 Составитель Е. БударинаТехред Е.Харитонцик Корректор Г. Решетникщ ев Редактор Т. Киселе аказ 1289/6 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная Тираж8 НИИПИ Государпо делам и113035, Москва 42 Подписное венного комитета СССР бретений и открытийЖРаущская наб., д.