Преобразователь перемещения в код

 

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЬЩНИЯ В КОД, содержащий синусно-косинусный датчик, выход которого через полосовой усилитель подключен к входу фазочувствительного формирователя импульсов , а входы соединены с выходами широтно-импульсного модулятора, генератор импульсов , подключенный к первому входу широтно-импульсного модулятора . и через делитель частоты - к второму его входу, третий и четвертый входы щиротно-импульсного модулятора подключены к информационным выходам первого реверсивного счетчика, входаа которого объединены с входами второго реверсивного счетчика, отличающий с я тем, что, с целью повышения динамической точности преобразователя , в него введены триггер, дешифратор , два реверсивных счетчика, элемент задержки, два злемента И и два элемента ИЛИ, причем вход злемента задерзкки подключен к выходу делителя частоты, один выход злемента задержки подключен к управляющему входу фазочувствительного формирователя им;пульсов , другой ВЫХОД злемента задержки - к управляющему входу третьего реверсивного счетчика, один, выход фазочувствительного формирователя импульсов подключен к одному входу первого элемента ИЛИ и к суммирующему входу четвертого реверсивного счетчика , другой выход фазочувствительного формирователя импульсов подключен к одному входу второго злемента ИЛИ и к вычитающему входу четвертого реверсивного счетчика, выходы переполнения которого подключены к установочным входам триггера, выходы старших разрядов четвертого реверсивноi . го счетчика подключены к установочным входам третьего реверсивного СЛ счетчика, прямой выход триггера - к первому входу одного элемента И, а его инверсный выход - к первому входу другого элемента И, вторые входы элементов И подключены к выходу генератора импульсов, выходы одного и другого элементов И подключены соответственно к другим входс1М первого и второго элементов ИЛИ и к вычитающему и суммирующему входам третьего со о реверсивного счетчика, выходы разрядов которого через дешифратор подключены к третьим входам одного и оо другого элементов И, выход первого элемента ИЛИ подключен к суммирующим входам первого и второго рюверсивных 4 счетчиков, а выход второго элемента ИЛИ - к вычитающим входам первого и второго реверсивных счетчиков.

„„SU„„1030824 А

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ЗСЮ С 08 С 9 00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTMA

1

"" - "- -- «В"" g q

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ :."::- :::.-:.::-.,:.1

К ABT0PCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3431003/18-24 (22) 26.04. 82 (46) 23.07.83. Бюл. Р 27 (72) A.E.Çåëåíèí и A.Ã.Oäèíöoé (53) 621. 314(088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 693411, кл. Q 08 С 9/00, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

В 746652, кл. G 08 С 9/00, 1978.

3. Авторское свидетельство СССР

Р 746651 кл. G 08:С 9/00, 1978 (прототип). (54)(57) ПРГОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЦЕНИЯ

В КОД, содержащий синусно-косинусный датчик, выход которого через полосовой усилитель подключен к входу фазочувствительного формирователя импуль сов, а входы соединены с выходами широтно-импульсного модулятора, генератор импульсов, подключенный к первому входу широтно.-импульсного модулятора и через делитель частоты — к второму . его входу, третий и четвертый входы широтно-импульсного модулятора подключены к информационным выходам первого реверсивного счетчика, входы которого объединены с входами второго реверсивного счетчика, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения динамической точности преобразователя, в него введены триггер, дешифратор, два реверсивных счетчика, -элемент задержки, два элемента И и два элемента ИЛИ, причем вход элемента задержки подключен к выходу делителя частоты, один выход элемента задержки подключен к управляющему входу фазочувствительного формирователя импульсов, другой выход элеме нт а задержки — к управляющему входу третьего реверсивного счетчика, один. выход фазочувствительного. формирователя импульсов подключен к одному входу первого элемента ИЛИ и к суммирующему входу четвертого реверсивного счетчика, другой выход фазочувствительного формирователя импульсов подключен к одному входу второго элемента ИЛИ и к вычитающему входу четвертого реверсивного счетчика, выходы переполнения которого подключены к установочным входам триггера, выходы старших разрядов четвертого реверсивно.го счетчика подключены к установоч- Q ным входам третьего реверсивного счетчика, прямой выход триггера — к первому входу одного элемента И, а его инверсный выход — х первому вхо- С» ду другого элемента И, вторые входы элементов И подключены к выходу генератора импульсов, выходы одного и другого элементов И подключены соответственно к другим входам первого и второго элементов ИЛИ и к вычитающему и суммирующему входам третьего реверсивного счетчика, выходи разря- Сбд дов которого через дешифратор под- ( ключены к третьим входам одного и другого элементов И, выход первого QO элемента ИЛИ подключен к суммирующим Я входам первого и второго реверсивних счетчиков, а выход второго элемента ИЛИ - к вычитающим входам первого и второго реверсивных счетчиков.

1030824

Изобретение атнрсится к автоматике и вычислительной технике и может найти применение .для измерения перемещений рабочих органов металлорежу.,щих станкЬв.

Известен преобразователь перемещения в код, который содержит миагоРазрядную кодовую шкалу, относительйа которой установлены считывающие элементы, а также амплитудные дискри:минаторы, соединенные с входами ин-. верторов, элементы И, подключенные к, .вхаду элемента ИЛИ, ключи, к управля-". ющим входам которых подключен элемент ИЛИ, а другие входы подключены

М выходам считывающих элементов f1). 5

Недостатком такого преобразователя

-является невысокая статическая точность °

Известен также преобразователь,,: содержащий последовательно соединен- 0 ные генератор импульсов, делитель частоты, блок питания, фазовращатель; умножитель частоты, фазосдвигающий элемент, выход которога и выход генератора импульсов подключены к Фор- 25 мирователю импульсов перемещения, знаковый выход которого подключен к управляющему входу реверсивного счетчика, кроме того, дополнительный реверсивный счетчик, дешиФратор, эле- 30 .мент И и элемент задержки, входы дополнительного реверсивного счетчика

Подключены к выходам формирователя импульсов перемещения, а выход через дешифратор подключен к одному входу элемента И, другой вход которого через элемент задержки соединен с счетным входом дополнительного реверсивного счетчика, а выход подключен к счетному входу реверсивного счетчи.ка (2). 40

Недостатком преобразователя является большая динамическая погрешность, Наиболее близким техническим решением к изобретению является преобра- 45 3оватеЛь перемещения в код, содержа-: ...щий синусно-косинусный датчик, выход которого через паласовой- усилитель подключен к входу фазочувствительно- .

;:го фоРмиРователя импульсов, а входы 50 соединены с,выходами широтна-импульсного модулятора, генератор импульсов, .-подключенный к первому входу широтно- . импульснаго модулятора и через дели-,. тель частоты, к второму его входу, .

:. третий и четвертый входы широтно-им-; пульсного модулятора подключены к информационным выходам первого реверсивного счетчика, входи которого объединены с входами второго РЕверсивнога счетчика и подключены .к выхо-б0 . дам фазочувствительного формирователя импульсов, а выход делителя часто-. ты подключен к управляющему входу фа-; зочувствительнага формирователя им- . пульсов (3). .б5

Недостатком .известного преобразователя является динамическая погрешность.

Целью изобретения является повышение динамической точности преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь перемещения в код, содержащий синусно-косинусный датчик, выход которого через поло-. совой усилитель подключен-к входу фазачувствительного формирователя импульсов,-а входы соединены с выходами широтно-импульсного модулятора, генератор импульсов, подключенный к первому входу широтно-импульсного модулятора и через делитель частоты к второму его входу, третий и четвертый входы широтно-импульсного модулятора подключены к информационным выходам первого.:реверсивного счетчика, входы которого объединены с входами второго реверсивного счетчика, введены триггер, дешифратор, третий и четвертый реверсивные счетчики, элемент задержки, один и другой элементы И, первый и второй элементы ИЛИ, вход элемента задержки подключен к выходу делителя частоты, один выход элемента задержки .подключен к управляющему входу фазочувствительного формирователя импульсов, другой выход элемента задержки подключен к. управляющему входу третьего реверсивного счетчика, один выход фазочувствительного формирователя импульсов подключен к одному входу первого элемента ИЛИ и к суммирующему входу четвертого реверсивного счетчика, другой выход фазочувствительнаго формирователя импульсов подключен.к одному входу второго элемента ИЛИ и к вычитающему входу четвертого реверсивного счетчика, выходы переполнения которого подключены к установочным входам триггера, выходы старших разрядов четвертого реверсивного счетчика подключены к установочным входам третьего реверсивного счетчика, прямой выход триггера .подключен. к первому входу одного элемента.И, а его инверсный выход подключен к первому входу другого эле,мента И, вторые входы одного и другого элементов И подключены к выходу ! генератора импульсов, выходы одного и другого элементов Й подключены соответственно к другим входам первого

И второго элементов ИЛИ и к вычитающему и -суммирующему входам третьего реверсивного счетчика, выходы разрядов которого через дешифратор подключены .к третьим входам одного и другого элементов И, выход первого элемента ИЛИ подключен к суммирующим входам первого и второго реверсивных . счетчиков, а выход второго элемента

ИЛИ подключен к вычитающим входам

1030824 первого и втррого реверсивных счетчиков

На фиг.1 представлена блок-схема преобразователя перемещения в код, на фиг.2 - блок-схема широтно-импуль-сного модулятора.

Синусно-косинусный датчик 1 через полосовой усилитель 2 подключен к входу фазочувствительного формирователя 3 импульсов, суммирующий и вы-. читающий входы первого 4 и второго 10

5 реверсивных.счетчиков соединены между собой соответственно, выход генератора б импульсов подключен к входу делителя 7 частоты и=к первому входу "а" широтна-импульсного мо- 35 дулятора 8. Выход делителя 7 частоты подключен к элементу 9 задержки, один выход которого подключен к управляющему входу фазочувствительного формирователя 3 импульсов, вы- 2О ходы фазочувствительяого формирователя 3 импульсов подключены к сумми- . рующему и вычитающему входам ревер-. сивного счетчика 10 соответственно.

Выходы переполнения реверсивного счетчика 10 подключены к установочным входам триггера 11, выходы старших разрядов реверсивного счетчика 10 подключены к установочным входам ре.версивного счетчика 12, через дешифратор 13 подкл ены к, р тьим вход . 30 элементов И 14 и 15, вторые входы которых подключены к выходу генератора б импульсов, а первые входы элементов И .15 и 14 подключены к инверсному и прямому выходам триггера 11 соответственно. другой выход элемента 9 задержки подключен к управляющему входу реверсивного счетчика 12, выходы фазочувствительного формирователя 3 импульсов подключены к од- 40 ним входам элементов ИЛИ 16 и 17, выходы элементов И 14 и 15 подключены . к другим входам элементов 16 и 17 и к входам сложения и вычитания реверсивного счетчика 12, а выходы элемен-45 тов 16 и 17 подключены к входам реверсивных счетчиков 4 и 5.

Выход делителя 7 частоты подклю« чен к второму входу.с широтно-импульс ного модулятора 8, информационные выходы реверсивного счетчика 4 подключены к третьему и четвертому входам широтно-импульсного модулятора 8 ("е" - младший разряд, — старшие разряди), входы синусно-косинусного . датчика 1 соединены с выходами широт-.55 . ,но-импульсного модулятора 8, информа ционные выходы реверсивного счетчика

5 являются выходом преобразователя.

Широтно-импульсный модулятор 8 (фиг.2) содержит два счетчика 18 и 6О

19, элемент ИЛИ 20, элемент И 21, формирователь 22 импульсов питания.

Информационные входы 1 обоих .счетчиков 18 и 19 подключены к инфор:. мационным выходам, кроме младшего 65 разряда реверсивного счетчика 4. Выход младшего разряда реверсивного счетчика 4 соединен с первым, входом

"е" элемента И 21. Второй вход "с" элемента И 21. и управляЮщие входы счетчиков 18 и 19 подключены к выходу делителя 7 частоты.. Выход элемен- 1 та И 21 подключен к второму входу элемента ИЛИ 20, а первый вход элемента ИЛИ:20 и вход счетчика 18 подключены к выходу .генератора 6 импульсов. Выход элемента ИЛИ 20 подключен к входу вычитания счетчика 19. Выхо :ды разрядов счетчиков 18 и 19 подключены к входам формирователя 22 импульсов питания, выходы которого соединены с входами "ф" и "Й" синусно-косинусного датчика 1. .Преобразователь перемещения в код работает следующим образом.

В реверсивном счетчике 4 хранится число, пропорциональное текущему положению ротора синусно-косинусного датчика 1. Ширина импульоов напряже-, ния, вырабатываевеах широтно-иьшульсным модулятором 8 и поступающих на входные синусную и косинусную обмотки датчика 1, определяется числом, записанным в реверсивном счетчике 4.

Изменение этого числа вызывает измЕ-. нение ширины синусного и косинусного сигналов Запитки датчика 1. В статически согласованном положении эти сигналы таковы, что на выходе датчика 1 величина напряжения близка к нулю.

При этом триггер 11 находится в единичном состоянии, а реверсивные счетчики 10 и 12 в нулевом состоянии.

При перемещении подвижной части датчика 1 íà его выходе возникает сигнал рассогласования. Полосовой усилитель 2 усиливает сигнал рассог-, ласования и выделяет первую гармони ку этого сигнала. Усиленный сигнал рассогласования поступает на вход фазочувствительного формирователя 3 импульсов. Сигнал, поступающий с одного выхода элемента задержки 9, сдвинут на 1/4 периода T or его начала и приходится на максимум сигнала рассогласования. Если величина рассогласования больше порога срабатывания фазочувствительного формирователя 3 импульсов, то по одному из выходов (в зависимости от фазы рассогласования) выдается импульс. Так при положительном перемещении подвижной части датчика 1 возникает положительное рассогласование и фазочувствительный формирователь 3 импульсов выдает импульсы, которые поступают через элемент HJIH 17 на реверсиввый счетчик 4, увеличивая хранящееся в нем число. Кроме того, эти импульсы поступают на суммирующий счетный

1030824 вход реверсивного счетчика 10, увели-. чивая хранящееся в нем число.

По сигналу с другого выхода элемента 9 задержки (.который сдвинут на 1/2 Т от начала периода) происхо- 5 дит перезапись числа из старших разрядов реверсивного счетчика 10 в реверсивный счетчик 12. Если это число не равно нулю, то дешифратор 13 вырабатывает единичный сигнал, раз- 1О решающий прохождение импульсов с генератора 6 импульсов через элемент И

15 при единичном состоянии триггера

11, Импульсы с выхода элемента И 15 поступают через элемент ИЛИ 17 на суммирующие счетные входы реверсивных счетчиков 4 и 5. Одновременно импульсы с выхода элемента И 15. посту- пают на вход вычитания реверсивного счетчика 12. Когда число в реверсивном счетчике 12 станет нулевым, дешифратор 13 запрещает прохождение импульсов через элементы И 14 и 15. Если число импульсов, поступающих каждый период, соответствует величине перемещения датчика 1 за период, то на выходе датчика 1 сигнал рассогласования будет равен нулю. При уменьшении положительной скорости перемещения датчика 1 или при отрицательном перемещении возникает отрицательное рассогласование. Фазочувствительный формирователь 3 выдает импульсы, которые поступают на вход вычитания реверсивного счетчика 10, а через элемент ИЛИ 16 на входы вычитания реверсивных счетчиков 4 и 5.

Когда состояние старших разрядов реверсивного счетчика 10 станет равно нулю, а состояние реверсивного счетчика 4 будет соответствовать положению датчика 1, сигнал рассогласования на выходе датчика 1 будет равен нулю.

При отрицательном перемещении датчика 1 импульс переполнения реверсивного счетчика 10 устанавливает триггер 11 в "0". По сигналу с второго выхода элемента 9 задержки число из реверсивного счетчика 10 заносится в реверсивный счетчик 12, дешифратор

13 выдает разрешение прохождению импульсов генератора б через элемент И

14, которые через элемент ИЛИ 16 поступают на входы вычитания реверсивных счетчиков 4, 5 и на суммирующий вход реверсивного счетчика 12.. Когда состояние .реверсивного счетчика 12 станет равным нулю, дешифратор 13 запретит прохождение импульсов через элементы И 14 и 15. Таким образом, в старших разрядах реверсивного счетчика 10 будет записано число, соответствующее скорости перемещения датчика 1, а в реверсивном счетчике

5 в каждый период Т будет записано число, соответствующее текущему положению датчика 1. Независимо от скорости перемещения датчика 1 погрешность будет составлять не более 2 единиц мпадшего разряда преобразователя.

Технико-экономические преимущества преобразователя заключаются в снижении динамической погрешности.

1030Â24, 1030824 Ъг 2

Составитель A Ñìèðíîâ

Редактор Н.Джуган Техред A.Áàáèíåí Корректор А, Повх

Заказ 5216/50 Тираж 618 Подпи сиое

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауйская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4