Устройство для контроля интерполятора

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ИНТЕРПОЛЯТОРА по $вт. СВ. 802933, отличающееся тем, что. с целью повшаения точности и надежностр устройства, в него дополнительно введены компаратор, источник прстоянно1чэ напряжения и два формирователя пилообразного напряжения, вход первого из котохжос подключен к выходу делителя частоты, а выход к первому входу компаратора, второй вход которого соединен с выходом источника постоянного напряжение, а выход - с входом фазЬрасадапителя, причем выход триггер.а через второй формирователь пилообразного напряжения подключен к второму входу блока регистрации.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ и ВИЮЮ

РЕСПУБЛИН

u9) 0)) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИД.:ТЕЛЬСТВУ. (61 ) 8029 33 ! (21) 3360932/18-24 (221 07. 12. 81 (46) 23.04.83. Бюл. В 15 (72) Г.С;Жаунеров и Б.И.Иинцерис ° (71) Вильнюсский -филиал Экспериментального научно-исследовательского . института металлорежущих станков (53 621 ° 396(088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР Р 802933, кл. 4 05-В 23/02 f

0 05 В 19/405, 1979 (прототип ). (54)(57) УСТРОЙСТВО ЛЛЯ КОНТРОЛЯ

ИНТЕРПОЛЯТОРА по авт св Р 802933, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, . УД) 6 05 В 23/02; 05 В 19 405 с целью повышения точности и надежности устройства, в него дополни-! тельно введены компаратов, источник постоянного напряжения и два формирователя пилообразного напряжения, вход первого иэ которых подключен к выходу делителя частоты, а выходк первому входу компаратора, второй вход которого соединен с выходом источника постоянного напряжения, а выход — с входом фазЬрасщвпителя, причем выход триггера через второй формирователь пилообразного напряжения подключен к второму входу блока регистрации.

1013913

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, и

1 может быть использовано для автоматической проверки точности работы интерполяторов, предназначенных для интерполяции сигналов измерительных-преобразователей перемещений.

По основному авт, св. Р 802933 известно устройство для контроля интерполятора, содержащее блок регистрации, генератор импульсов, выход которого соединен с входом делителя частоты и первым входом триггера, подключенного другим входом к, выходу интерполятора, а также интегратор, частотные фильтры и фаэорасщепитель, вход которого подключен к выходу делителя частоты, выходы — через частотные фильтры к входам интерполятора, вход интегратора соединен с выходом триггера, а выход — с входом блока регистрации 1 ).

Однако изветное устройство характеризуется недостаточными точностью и надежностью, так как запаздывание интегрирующих звеньев (интегратора ) приводит к динамической погрешности и может иметь место потеря информации в виде выпадания отдельных информационных импульсов иэ алгоритма обработки из-эа неправильной фаэировки опорной и исследуемой последовательностей сигналов

Целью изобретения является повышение точности и надежности устройства.

Цель достигается тем, что в устройство введены компаратор, источник постоянного напряжения и два формирователя пилообразного напряжения, вход первого иэ которых подключен к выходу делителя частоты, а выход — к первому входу компаратора второй вход которого соединен с выходом источника постоянного напря+ жения, а выход - с входом фаэорасщепителя, причем выход триггера через второй формирователь пилообраз . ного напряжения подключен к второму; входу блока регистрации, На фиг. 1 изображена блок-схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы сигналов.

Устройство (фиг. 1) содержит генератор 1 импульсов, делитель 2 частоты, формирователи 3 и 4 пилообразного напряжения, компаратор $ источник б постоянного напряженйя, фаэорасщепитель 7, частотные фильтры 8 и 9, контролируемый интерполятор 10, триггер 11, интегратор 12 и блок 13 регистрации.

Устройство работает следующим.об разом.

Генератор 1 формирует последовательность импульсов с частотой f °

Это частота делителя на и в делителе 2. Далее импульсы поступают на

Формирователь 3. Сигналы на выходах генератора, делителя и Формирователя показаны на фиг. 2а, б, в. Пилообразное напряжение (фиг. 2в) пос. тупает на один вход компаратора 5, на другой вход которого. подается опорное напряжение с источника б (показано на фиг. 2в штриховой ли10 нией ). В зависимости от величины опорного напряжения отн сительно сигналов гейератора 1 меняется поло. жение коротких импульсов, сформированных из переднего фронта сигнала, 15 полученного на выходе компаратора 5.

Сдвинутая (сфазированная ) последовательность коротких импульсов относительно импульсов генератора

20,1 (так называемая их фазировка с сдвигом в® )показана на фиг. 2г.

Эти сигналы поступают на фазорасщепитель 7, который на своих выходах образует две последовательности импульсов — синусоидальную и косину соидальную (например, в виде симметричных прямоугольных сигналов - меандров). Принцип работы Фаэорасщепителя 7 может быть использован любой. например, он может быть построен на двух счетных триггерах, каждый иэ которых срабатывает либо от переднего, либо от заднего Фронтов импульсов, поступающих на вход Фазорасще,пителя 7, при этом его выходные оротогональные сигналы имеют частоту в два раза меньшую, чем входные.

На обоих выходах фазорасщепителя

7 установлены соответственно фильтры 8 и 9, которые выделяют первую гармонику, т.е. на их выходах образуются соответственно синусоидальный и косинусоидальный гармонические сигналы. Эти два сигнала поступают на входы интерполятора 10, на его выходе, как устройства внутришагового деления, образуется последовательность коротких импульсов, расстояние между которыми по оси времени в некоторое число раэ, равное коэффициенту интерполяции, меньше периода входного сигнала. Поэтому практически интерполятор представляет собой умножитель частоты. Если предположить, что фазорасщепитель

7 обеспечивает разделение фаз без изменения частоты, на вход интерполятора поступают ортогональные сигналы частоты Гб/n. При коэффициенте интерполяции, равном и, на

его выходе последовательность коротких импульсов имеет частоту fo (,фиг. 2д ). Коэффициент интерполяции интеполятора 10 известен,и, исходя из него, выбирается коэффициент деления делителя 2.

1013913

Сиги,злы с выхода интерполятора

10 поступают на один из входов триггера 11, на другой вход которого подается прямоугольное напряжение с выхода генератора 1. Триггер 11 фронтом (например, передним ) импульсов = генератора 1 переводится из исходчого логического состояния в другое, а фронтом импульсов с выхода интерполятора 30 триггер

11 переводится обратно в исходное

I Ь логическое состояние, т.е. если интерполятор 10 не обладает погрешностью (это значит, что расстояние по оси времени между короткими импульсами на выходе интерполятора - одинаково, т.е. внутришаго вое деление (фиг. 2д ) производится точно и равномерно), на выходе триг» гера 11 формируются прямоугольные импульсы одинаковой длительности (Фиг. Яр ). Поэтому на выходе интегратора 2 образуется постоянное напряжение, которое регистрируется блоком 13.

Если интерполятор характеризуется погрешностью, т.е. расстояние по оси времени между короткими импульсами на его выходе неодинаковое (фиг. 2з ), то внутришаговое деление производится неравномерно, прямоугольные импульсы на выходе триггера

11 имеют неодинаковую длительность (фиг. 2и ), которая меняется в течение периода пропорционально погрешности, т.е. на выходе три1гера

11 имеет место широтно-импульсная

Модуляция (ШИМ ). При интегрировании

ШИМ- импульсов на выходе интегратора

12 образуется кривая погрешности, фиксируемая блоком 13. Из-за инерционности интегратора возможна ошибка запаздывания, что искажает записываемую кривую погрешность, т.е. в принципе вносит неточности измерений, искажая достоверность результатов. При необходимости увеличить точность измерений, повышая достоверность, выходные ШИМ-импульсы с вых да триггера 11 поступают на вход формирователя 4. При этом при отсутствии погрешности интерполяции у интерполятора 10, на выходе этого формирователя 4 образуется последовательность импульсов пилообразной формы с одинаковой амплитудой (фиг. 2ж ). При определенном шаге (периоде) с импульсов с выхода интерполятсра 10 амплитуда сигналов пилообразной формы характеризуется величиной U, причем межцу этими величинами существует вэаимооднозначное соответствие.

Если интерполятор 10 имеет погрешность, последовательность ШИМимпульсов на выходе триггера 11 преобразуется в формирователе 4 в пилообразные. импульсы (фиг. 2к) с неравномерным распределением амплитуды. Величина этой неравномерности

4О, характеризует погрешность, которая выражается в долях периода пос5 ледовательности коротких импульсов на выходе интерполятора и определяется из пропорции

7 wu р д() по формуле

401

Г U

При таком подходе исключены погрешности интегратора, кроме того при наблюдении последовательности пилообразных импульсов, например, на экране осциллографа создается возможность фиксации детального распределения этих импульсов и тем самым установления неточной работы или неисправности того узла интерполятора 10, который ответственен эа неправильное распределение того короткого импульса, которое и определяет погрешность. Кроме. того, при определеннных случаях возможно резкое возрастание погрешности из-за того что происходит потеря информации, в частности (Фиг. 2 а, з ) короткие импульсы (заштрихованные ) информа30 ции не дают и поэтому погрешность фиг. 2к велика. !

Это происходит потому, что импульсы с выхода генератора 1 в первом

35 случае приходят на вход триггера 11 подряд два раза, так как расстояние между двумя импульсами, поступающими на второй вход триггера с выхода интепролятора 10, больше расстоя40 . ния между импульсами с выхода генератора 1 и триггер 11 получает два импульса подряд (фиг. 2а, з ) на Ьдин вход и поэтому на второй импульс гене-: ратора 1 не реагирует. Во втором

l случае расстояние между двумя импульсами с выхода интерполятора 10 меньше и они поступают на второй вход триггера 11 два раза подряд (фиг. 2а, з ) и поэтому триггер 11 не реагирует на второй импульс и информация о нем теряется.

Однако, если произвести фазировку коротких импульсов с помощью формиро«, вателя 3 комиаратора 5 и источника б, т..е. сдвинуть по фазе на величину

4 Он ., например, вправо последова- . тельность коротких. импульсов (фиг.28, а после сдвига фиг. 2л) на выходе интерполятора 10 сдвига входных сиг

60 налов, то иэ ШИМ-сигналов, получен ных после этого сдвига (фиг. 2м), образуется последовательность пилообразных сигналов (фиг. 2н ), причем точность измерений повысилась, Те 5 перь перепад амплитуд, несущий ин1013913

Фиг. Я

Составитель В. Дианов

Редактор Н. Джуган Техред И.Гайду Корректор NМакаренко

Заказ 3016/56. Тираж 872 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, м-35, Раушская наб., д, 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная 4

В формацию от этой погрешности, равен йО, что соответствует истине, так как все импульсы участвуют в формировании сигналов ШИМ, следовательно, и пилообразных. Пилообразное напряжение теперь состоит иэ семи пилооб раэных импульсов (фиг. 2н), так как семь импульсов с интерполятора 10 несут информацию, а не иэ шести (фиг. 2к).

Использование предлагаемого устройства позволяет получить технико» зкономический эффект, заключающийся в повышении точности и надежности контроля интерполяторов и в расширении функциональных возможностей устройства, которое может обнаруживать расстройку или неисправность тех основных узлов, которые зту погрешность вызывают.