Преобразователь импульсов датчика перемещения

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах передачи импульсной информации о перемещении исполнительных органов станков, роботов и автоматических линий. Цель изобретения - повьппение надежности преобразователя , достигается путем исключения ложных импульсов при сбоях, формирования признаков сбоя и реверса на дополнительных выходах преобразователя и передачи на выходы сигналов с частотой , равной частоте входных воздей-. (Л to 1C в5 ел о СП

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН,5П 4 H 03 М 1/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3801075/24-21 (22) 09..10.84 (46) 23.04.86. Бюл. В 15 (71) Ленинградский ордена Ленина злектротехнический институт им. В.И.Ульянова (Ленина} (72) В.М,Водовозов и Н.Д.Заяц (53) 681.317(088,8) (56) Патент СЕРИА У 4361838, кл. С 08 С 9/00, 1982, Слежановский O.В., Бирюков А.В., Хуторецкий В.М. Устройства унифицированной блочной системы регулирования дискретного типа УБСР-Д. М.: Энергия, 1975, с. 85, рис. 2-34.

„„SU„„1226505 А (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ИМПУЛЬСОВ ДАТЧИКА ПЕРЕМЕЩЕНИЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах передачи импульсной информации о перемещении исполнительных органон станков, роботов и автоматических линий. Цель изобретения — повьппение надежности преобразователя, достигается путем исключения ложных импульсов при сбоях, формирования признаков сбоя и реверса на дополнительных выходах преобразователя и передачи на выходы сигналов с частотой, равной частоте входных воздействий. Преобразователь содержит блок учетверения 1, основные триггеры 2 и 3, дополнительные триггеры 4 и 5, элементы задержки 6-9, логические элементы ЛЭ И 10-13, дешифраторы

14 и 23, формирователи импульсов 15, 226505

16 и 17, ЛЭ ИЛИ 18 и 19, дополнитель ные ЛЭ И 20 и 21, счетчик импульсов

22, входные шины 24 и 25, шину сброса 26, основные выходные шины

27 и 28 и дополнительные — 29 и 30. Зил.

Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение в системах передачи импульсной информации о перемещении исполнительных органов станков, роботов и авто" ,матических линий.

Цель изобретения — повышение надежности преобразователя путем исключения ложных импульсов при сбоях, формирования признаков сбоя и реверса на дополнительных выходах устройства и передачи на выходы сигнапов с частотой, равной частоте входных воздействий.

На фиг.l приведена функциональная схема преобразователя импульсов датчика перемещения; на фиг. 2 и 3— временные диаграммы, поясняющие его работу.

Преобразователь содержит блок 1 учетверения, первый и второй основные триггеры 2 и 3, первый и второй дополнительные триггеры 4 и 5:,.первый, второй, третий и четвертый элементы 6-9 задержки, первый, второй, третий и четвертый .элементы И 10-13,, второй дешифратор 14, дополнительный формирователь 15 импульсов, первый и второй формирователи 16 и 17 импульсов, второй и первый элементы

ИЛИ 18 и 19, первый и второй допол" нительные элементы И 20 и 21, счетчик 22 импульсов, первый дешифратор

23, входные шины 24 и 25, шину 26.сброса, основные выходные шины 27 и

28 и дополнительные выходные шины

29 и 30.

Входные шины 24 и 25 соединены с входами блока учетверения 1, выходы которого подключены к S-входам триггеров 2-5 и входам элемента ИЛИ 18, шина 26 сброса соединена с первыми

R-входами триггеров 2-5 и третьим входом элемента ИЛИ 19, первый и второй входы которого подключены со10

2О

И 10-13, а первый, второй, третий и четвертый выходы дешифратора 14 под" ключены к вторым R-входам соответственно триггеров 2-5, Преобразователь импульсов датчика перемещения работает следующим образом.

На два входа блока 1 учетверения с датчика импульсов через входные шины 24 и 25 поступают импульсные последовательности f f (фиг.2,3 а,б), причем импульсы Е, опережают

Е при вращении вала датчика по часовой стрелке и отстают от f при вращении против часовой стрелки, На первом выходе блока 1 учетверения появЗО

4О ляются прямоугольные импульсы в моответственно к выходным шинам 27 и 28 и выходам. формирователей 16 и 17, входы которых соединены .с выходами дешифратора 23, входы которого подключены к выходам счетчика 2, вхо" ды сложения и вычитания которого со- . единены соответственно с выходами элементов И 20 и. 21, первые входы которых подключены к выходу элемен та ИЛИ 18, а вторые входы соединены соответственно с пятым и шестым выходами дешифратора 14 и первым и вторым входами формирователя 15, выходы которого подключены к выходным шинам 29 и 30, а третий вход соединен с входом сброса счетчика 22 и выходом элемента ИЛИ 19, выходы триг-геров 2-5 подключены соответственно к входам элементов задержки 6-9 и первым входам элементов И 10-13, выходы которых соединены соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым входами дешифратора 14, пятый шестой, седьмой и восьмой входы которого подключены к прямым выходам элементов 6-9 задержки, инверсные выл оды которых соединены с вторыми входами соответственно элементов

3 !2 мент совпадения пауз f H f (фиг ° 2 г

У

3 в), на втором — в момент совпапения паузы f, с импульсом f. (фиг,2, 3 r), на третьем — в момент совпадения импульсов f f (фиг.2,3 д),на четвертом — при совпадении импульса с паузой f (фиг.2,3 е).

Перед началом отсчета перемещений на вход сброса R устройства (шина 26) подается единичный импульс, устанавливающий в "0" триггеры 2-5, формирователь 15 и счетчик 22.

Каждый импульс с блока 1 устанавливает в "1" соответствующий триггер

2-5, передавая сигнал "1" на входы элементов 6-9 задержки и через открытые элементы И 10-13 на первый-четвертый входы дешифратора 14, Так, при поступлении первого импульса последовательности f в момент паузы fez триггер 5 переходит в состояние "1", в результате чего на четвертом входе дешифратора 14 устанавливается "1", Спустя время задержки через элемент

9 на восьмой вход дешифратора 14 поступает "I", а на четвертом входе устанавливается "0".

При поступлении первого импульса последовательности триггер 4 переходит в состояние "1", в результате чего на третьем входе дешифратора 14 устанавливается "1". Результатом сов-, падения сигналов "1" на третьем и. восьмом входах дешифратора 14 является появление сигналов "1" на четвертом и пятом входах дешифратора 14.

Первый из них переводит в "0" триггер 5, переводя в "0" и восьмой вход дешифратора 14, тогда как благодаря второму импульс с третьего выхода блока 1 учетверения проходит через элемент И 20 на вход сложения счетчика 22, переводя его и второй дешифратор 23 в состояние "1". Спустя время задержки, .необходимое для выполнения укаэанных преобразований, через элемент 8 на седьмой вход дешифратора,14 поступает "1", а на третьем входе устанавливается "0".

При наступлении паузы в последовательности fI триггер 3 переходит. в состояние "1", и на втором входе дешифратора устанавливается "1", CoBIIB дение единиц на втором и седьмом входах дешифратора 14 разрешает запись второго импульса в счетчик 22 и пере-ходит в "0" триггер 4 сигналом с третьего выхода дешифратора 14. После этого элемент 7 задержки разрешает

С паузой последовательности триггер 2 устанавливает "1" на первом входе дешифратора 14. Совпадением единиц на первом и шестом входах дешифратор !4 разрешает запись третьего импульса в счетчик 22,. и переводит в "0" триггер 3 сигналом с второго выхода дешифратора 14. Затем через элемент 6 задержки на пятом входе дешифратора 14 устанавливается "1", а на первом входе — "0".

Поступление очередного импульса последовательности f ведет к увели( чению содержимого счетчика 22 до ве" личины "4". Появление кода "4" на первом выходе дешифратора 23 ведет к формированию первого импульса на выходе формирователя 16 (фиг.2ж), свидетельствующего о повороте вала датчика на одну единицу дискретности

25 по часовой стрелке, Одновременно счетчик 22 и формиро ватель 15 сбрасываются в "0" через элемент ИЛИ 19.

Аналогично отрабатывается вторая

30 единица дискретности.

Пусть, далее, в момент отработки третьей единицы дискретности произошел реверс. К моменту реверса в счет. чике 22 накопилось две единицы. Признаком реверса является тот факт, З5 что вслед за совпадением двух импуль. сов последовательностей f и Г и последующей паузой f вновь наступило совпадение двух импульсов f u

f . Это приводит к появлению сигна40 ла 1 на шестом выходе дешифратора

14, разрешающего прохождение сигнала с третьего выхода блока 1 через элемент И 21 на вход вычитания счетчика 22. Кроме того, сигнал "1" с

45 шестого выхода дешифратора 14 вызывает импульс на выходе "Реверс" (шина 29) формирователя 15 (фиг. 2з) °

В процессе дальнейшего движения вала датчика счетчик 22 считает до

5О 4 (код 1100) и через шесть тактов после реверса формирует первый импульс на выходе формирователя 17 (фиг.2а), свидетельствующий о поворо. те вала датчика на одну единицу дис55 кретности против часовой стрелки.

Аналогично, но теперь уже за четыре такта, отрабатываются другие единицы дискретности.

26505 4 передачу 1" на шестой вход дешифратора 14 и переводит в "0" через элемент И 11 второй вход дешифратора 14.

5 122

В случае сбоя по одному из каналов (фиr.3) ситуации, соответствую-, щие реверсу, начинают чередоваться с периодом в два такта.

Например, пусть первая единица дискретности отработана в том порядке, который был рассмотрен по фиг.2, после чего наступил сбой по каналу

Е (фиг.3.1). Совпадение двух пауз

2 после исчезновения импульса в канале ведет к поступлению сигнала "1" на первый вход дешифратора !4, в результате чего на четвертом и шестом выходах дешифратора 14 появляются единицы. Первая из них переводит в

"0" триггер 5, а благодаря второй на выходе формирователя 15 возникает импульс "Реверс" (фиг.3д), а из счетчи, ка, 22 вычитается единица, переводя его в состояние "-l" (llll). Спустя время паузы через элемент 6 задержки на пятом входе дешифратора 14 установится "1, а на первом входе — "0".

Вновь поступивший импульс последовательности К- устанавливает в "1 " триггер 5, приводя тем самым к совпадению сигналов "l" на четвертом и пятом входах дешифратора 14. В результате совпадения на первом и пятом выходах этого дешифратора появятся единицы, первая из которых переведет в "0" триггер 2, а вторая в счетчик

22 запишет "+1", переводя его в "0", и на выходе формирователя 15 повторно. сформирует. импульс "Реверс", а также сигнал "Сбой" (шина 30,, фиг.3к), который можно в дальнейшем использовать для отключения системы, Подача же импульсов с формирователей 16 и 1 7 в этот период прекращена.

Таким образом,, данное устройство обеспечивает высокую надежность преобразования информации благодаря организации автоматического отключения информационных выходов от приемника при сбоях, формированию сигналов

"Сбой" и "Реверс" на дополнительных выходах и соответствию масштабов передаваемой и принимаемой информации.

Внедрение устройства способствует повышению безопасности промышленных установок, их точности и производительности.

Формула изобретения

Преобразователь импульсов датчика перемещения, содержащий блок учетве6505 рения, входы которого соединены с входными шинами, два триггера, четыре элемента И, два элемента ИЛИ и два формирователя импульсов, выходы которых соединены с первым и вторым входами первого элемента ИЛИ и соответственно первой и второй выходными шинами, а первый и второй входы вто10

25

Щ

4S

55 рого элемента ИЛИ подключены соответственно к первому и второму выходам блока учетверения и Я-входам первого и второго триггеров, выходы которых соединены с первыми входами соответственно первого и второго эле" ментов И, а первые R-входы подключены к шине сброса, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения надежности, в него введены дополнительные четыре элемента задержки, два элемента И, счетчик импульсов, два дешифратора, формирователь импульсов и два триггера; выходы которых соединены с первыми входами ,соответственно третьего и четвертого элементов И, а первые R-входы подключены к шине сброса и третьему входу первого элемента ИЛИ, а третий и четвертый выходы блока учетверения соединены соответственно с S-входами первогс и второго дополнительных триггеров и третьим и четвертым вхо-. дамк второго элемента ИЛИ, выход котор о ro подключен к первым вх одам первого и второго дополнительных элементов И, выходы которых соединены соответственно с входами сложения и вычитания счетчика импульсов, выходы которого подключены к входам перво-. го дешифратора, выходы которого соединены с входами первого и второго формирователей импульсов, при этом первый, второй, третий и четвертый входы второго дешифратора подключены к выходам соответственно первого, второго, третьего и четвертого элементов И, вторые входы которых соединены с инверсными выходами соответственно первого, второго, третьего и четвертого элементов задержки, входы которых подключены к первым входам соответственно первого, второго, третьего и четвертого элементов И, а прямые выходы соединены соответственно с пятым, шестым, седьмым и восьмым входами второго дешифратора, первые четыре выхода которого подключены к вторым R-входам соответственно первого и второго ос7 1226505 8 новных и первого и второго дополни- мирователя импульсов, выходы которотельных триггеров, а первый и шестой ro подключены к первой и второй довыходы соединены соответственно с полнительным выходным шинам, а тревторыми входами первого и второго тий вход соединен с входом сброса дополнительных элементов И и первым счетчика импульсов и выходом первогс. и вторым входами дополнительного фор- элемента ИЛИ.

О 7 2 01 ZO J 230 7 23 О

Фиг.Z

z) Фиг.5

Редактор С.Лыжова

Тираж 816 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 2137/51

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

1, 8 д

Е1

Ж 27

3 Z8

И Ре8ерс

Составитель В. Потапов

Техред В.Кадар Корректор С,Черни