Пребразователь перемещения в код

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в устройствах для измерения и регистрации перемещений, в том числе в дискретных уровнемерах жидкостей. Целью изобретения является повышение точности преобразователя . Преобразователь работает следующим образом. От генератора синусоидальных напряжений осуществляется питание двумя напряжениями, сдвинутыми относительно друг друга на 180 , датчика, выполненного в виде катушек индуктивности. В зависимости от положения магнита на одном или двух выходах датчика появляется напряжение, которое передается через коммутатор в блок управления, вьтолненный в виде порогового элемента, элемента ИПИ- НЕ и двух счетчиков. Коммутатор управляется блоком управления, который формирует управляющие сигналы от сигналов генератора и формирователя импульсов . По результатам обработки сигнала с выхода коммутатора блок управления управляет работой формирователя кода признака уровня, выполненного в виде блока триггеров и элемента ИСКгаОЧАЩЕЕ ИЛИ, и формирователя кода перемещения, выполненного в виде двух регистров, сумматора и преобразователя кода. 1 з.п. ф-лы. 3 ил. СЛ to 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

<5Н 4 Н 03 М 1/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

6 ХЬЛ - :,, л

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ питание двумя напряжениями, сдвинутыь ми относительно друг друга на 180 датчика, выполненного в виде катушек индуктивности. В зависимости от положения магнита на одном или двух выходах датчика появляется напряжение, которое передается через коммутатор в блок управления, выполненный в виде порогового элемента, элемента ИПИНЕ и двух счетчиков. Коммутатор управляется блоком управлейия, который формирует управляющие сигналы от сигналов генератора и формирователя импульсов. По результатам обработки сигнала с выхода коммутатора блок управления управляет работой формирователя кода признака уровня, выполнен ного в виде блока триггеров и элемента ИСКЛ10ЧАЮЩЕЕ ИЛИ, и формирователя кода перемещения, выполненного в виде двух регистров, сумматора и преобразователя кода. 1 з.п. ф-лы. 3 ил.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3855367/24-24 (22) 19.12.84 (46) 07.07.86. Бюл. ¹ 25 (72) В.Н.Бурахин, В.П.Канунников, В.К.Колесниченко, А.П.Константинов, В.Н.Покатаев и А.К.Флоров (53) 681.325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 748479, кл. G 08 С 9704, 1978.

Авторское свидетельство СССР № 826384, кл. G 08 С 9/04, 1979. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В КОД (57) Изобретение относится к конт рольно-измерительной технике и может быть использовано в устройствах для измерения и регистрации перемещений, в том числе в дискретных уровнемерах жидкостей. Целью изобретения является повышение точности преобразователя. Преобразователь работает следующим образом. От генератора синусоидальных напряжений осуществляется

SU,» 124309) А1

1243091

Изобретение относится к контрольно †измерительн технике и может быть использовано в устройствах для измерения и регистрации перемещений, в том числе в дискретных уровнемерах жидкостей.

Цель изобретения — повьппение точности преобразователя перемещения в код, На фиг. 1 приведена схема преобразователя перемещения в код, на фиг. 2 — схема датчика; на фиг. 3 временные диаграммы, поясняющие работу датчика.

Преобразователь содержит генератор 1 синусоидальных напряжений,датчик 2 перемещений, магнит 3 на поплавке (не показан), коммутатор формирователь 5 импульсов, блок 6 управления, формирователь 7 кода уровня и формирователь 8 кода перемещения .

Блок 6 управления выполнен в виде счетчика 9 циклов, порогового элемента 10, элемента ИЛИ-H=" "11 и счетчика 12 импульсов.

Формирователь 7 кода признака уровня выполнен в виде блока 13 триггеров и элемента ИСКЛЮЧЛЮШЕЕ ИПИ 14, Формирователь 8 кода перемещения выполнен в виде регистров 15 и 16, сумматора 17 и преобразователя 18 кода. Датчик 2 может быть выполнен в виде немагнитной трубы (не показана), устанавливаемой в контролируемые резервуары с агрессивной жидкостью. На трубе на одинаковом расстоянии расположены катjjIIII(H 19-28 индуктивности, соединенные попарно последовательно, а пары — параллельно (фиг ° 2), т.е ° дифференциально.

Преобразователь перемещения в код работает следующим образом.

Выходной сигнал катушки 19-28 формируется за счет взаимодействия с перемещающимся магнитом 3 на поплавке, отслеживающим уровень жидкости.

При отсутствии магнита 3 в зоне действия электромагнитного поля дифференциальной пары катушек 19-28 амплитуда выходного сигнала равна нулю, а при взаимодействии возникают балансно-модулированные колебания. Причем в зависимости от того, поле какой катушки 19-28 датчика 2 пересекает магнит 3, фаза сигнала на его выход О дах принимает значение 0 или 180 относительно опорной (фиг „За) . По5

ЗО 5

55 скольку магнит 3 може-, перекрыть по длине одну или частично две катушки

19-28, то в определенный момент времени сигнал выделяется только на од— ном пибо ча двух выходах датчика 2 одновременно.

Комбинация сигналов различной амплитуды и фазы на выходах датчика 2 определяет положение магнита 3 относительно катушек 19-28. В исходном состоянии на первом выходе датчика 2 о сигнал имеет фазу 0 относительно опорной (фиг. Зб) — первый уровень отсчета. При появлении на втором выходе датчика ? сигнала с фазой 180 (фиг. 3B) относительно опорной имеем второй уровень отсчета, т.е. когда однсвременно присутствуют сигналы на о первом выходе датчика 2 с.фазой 0 (фиг. Зб) и на втором выходе с фазой

180 (фиг. Зв). Третьему уровню отс счета соответствует сигнал только на о втором выходе с фазой 180, четвертому уровню — сигнал на втором выходе с фазой 180 (фиг. Зв) и сигнал на третьем выходе с фазой 0 (фиг. Зг) и т.д.

С выхода генератора 1 напряжения с фазой 0 (опорное) и 180 постуС о пают на входы датчика 2 (фиг. 2), а опорное (фиг. 3a) — на вход формирователя 5 импульсов. Использование фазы сигналов повышает точность отсчета и уменьшает количество выходов датчика 2, необходимых для отсчета дискретных уровней. Выходы датчика 2 соединены с аналоговыми входами коммутатора 4 таким образом, что для уровней 1-9 (фиг. 3) сигйалы, синфазные с опор ным напряжением, будут т ол ько на нечетных входах коммутатора 4, а для уровней 10-19 (фиг. 3) — на четных.

С выхода формирователя 5 импульсы поступают на. счетный вход счетчика 9 цикла, с выхода которого информация в двоичном коде поступает на управляющие входы коммутатора 4 и соответ— ствующий вход коммутируется на выход.

Каждым восьмым импульсом счетчик 9 цикла сбрасывается в исходное состояние., завершая цикл опроса входов коммутатора 4. С выхода коммутатора 4 сигнал поступает на вход порового элемента 10, где сравнивается с заданным порогом, и на его выходе появится импульс,. Этот импульс поступает на С вЂ вхо D-триггеров блока 13 и

1243091 на информационный вход счетчика !2 управления записью в регистры, который считает по модулю два и производит запись в регистры l5 или 16.

При появлении кода 000 на выходе счетчика 9 цикла и уровня "Лог. 0" на первом выходе счетчика 12 на выходе элемента ИЛИ-НЕ 11 появляется импульс, который устанавливает счет. чик 12 управления записью в регистры 10 в нулевое состояние. С выходов счетчика 9 цикла двоичный код поступает на D — входы триггеров блока 13, а на

D-вход одного из них — опорный импульс с выхода формирователя 5. 15

Функциональное назначение блока 13 триггеров — буферная память кода коммутируемого входа коммутатора 4 и коо да фазы сигнала. Сигнал с фазой 0 (опорная) кодируется уровнем ",Лог. 1"., 20 а с фазой 180 — уровнем "Лог. 0".

Элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 14 формирует бит признака положения магнита 3, который принимает значение "Лог. 0" в пределах 1-9 уровней, а "Лог. 1" — 25 в остальных. Такое кодирование достигается за счет того, что при нахождении магнита 3 в пределах уровней 1-9

0 сигнал с фазой 0 появляется только на нечетных входах коммутатора 4 и на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 14 в это время имеется уровень "Лог. 0".

В пределах остальных уровней сигнал о с фазой 0 есть только на четных входах коммутатора 4 и на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 14 имеется уровень "Лог. t . Бит признака положения магнита 3 позволяет увеличить количество измеренных дискретных отсчетов. В течение одного цикла опроса на вых -де порогового элемента 10 появляютс. .. два или один импульс (сигналы н= дв;. . или на одном выходе датчиг.а 2) .

В первом случае соответствующий код с выхода формирователя 7 кода уровня записыва": ч в регистры 15 и 16, во втором случае — в регистр 15, а в следующем цикле — в регистр 16.

Коды выходов регистров 15 и 16 суммируются сумматором 17. На выходе последнего формируется код уровня, отличающийся от двоичного, поэтому он преобразуется в двоичный. Преобразователь 18 кодов представляет собой 55 постоянное запоминающее устройство.

С выхода су;матора 17 код уровня поступает на ад;>:cные входы лреобразователя 18, в ячейках которого записан двоичный (при необходимости двоичнодесятичный) код уровня.

Формула и з обретения

1. Преобразователь перемещения в код, содержащий генератор синусоидальных напряжений, первый выход которого соединен с первым входом датчика перемещений, против которого расположен магнит, формирователь импульсов, формирователь кода перемещения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразоФ вателя, в него введены коммутатор, блок управления, формирователь кода уровня, второй выход генератора синусоидальных напряжений соединен с входом формирователя импульсов и с вторым входом датчика перемещений, выходы которого соединены с информационными входами коммутатора, выход которого соединен с информационным входом блока управления, выход формирователя импульсов соединен с тактовыми входами формирователя кода уровня и блока управления, информационные выходы которого соединены с управляющими входами коммутатора и формирователя кода уровня, управляющие выходыс управляющими входами формирователя кода перемещения, тактовый выход соединен с тактовым входом формирователя кода уровня, выходы формирователя кода уровня соединены с информационными входами формирователя кода перемещения, выходы которого являются выходами преобразователя.

2. Преобразователь по п. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что блок управления выполнен в виде счетчика циклов, элемента ИЛИ-НЕ, порогового элемента и счетчика импульсов, вход порогового элемента является информационным входом блока управления, а выход соединен с первым тактовым входом счетчика импульсов и является тактовым выходом блока управления, выходы счетчика импульсов являются управляющими выходами блока управления, первый из которых соединен с вторым тактовым входом счетчика импульсов и первым входом элемента ИПИНЕ, выход которого соединен с входом установки нуля счетчика импульсов, первый тактовый вход счетчика циклов является тактовым входом блока управления, выход старшего разряда счетчи12430 Э1 ка циклов соединен с входом установки нуля счетчика циклов, а выходы остальных разрядов соединены с остальными входами элемента ИЛИ-НЕ, и явля1 ют с я инф ор ма ци он ными выходами блока управления, выход младшего разряда счетчика циклов соединен с вторым тактовым входом счетчика циклов.

1 243091

Уро/ж

Составитель А. Сидоренко

Техред О.Сопко Корректор С.Шекмар

Редактор И.Дербак

Заказ 3716/55

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная„ ч

5аИ 1 йlХР ЬIХ.7 Юд/Х4 бб!Х 5 ф Г

1 Z Z e S ю z г ю ттгцнтипюют

Тираж 816

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

0m геюраmopa сжу- .

СОЫЬЮАФ/Х лолой жЫ