Реверсивный импульсный датчик перемещения

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах автоматического управления и регулирования для измерения линейных и угловых перемещений, Целью изобретения является повышение точности измерений за счет исключения появления на выходе устройства ложных импульсов при установлении исходного (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

G.Ol В 7/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР пО делАм изОБРетений и ОткРытий (21) 4056505/24-28 (22) 14.04.86 (46) 15,10,87. Бюл. У 38 (71) Киевский институт автоматики им. XXV съезда КПСС (72) В. С, Котляр и Г. И, Кошман (53) 531.71?(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 566125, кл. G 01 В 7/00, 1975.

Авторское свидетельство СССР

Р 460429, кл. G Ol В 7/00, 1972.

ÄÄSUÄÄ 1345() 52 А1 (54) РЕВЕРСИВН61Й ИМПУЛЬСНЫЙ ДАТЧИК

ПЕРЕМЕЩЕНИЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах автоматического управления и регулирования для изме рения линейных и угловых перемещений, Целью изобретения является повышение точности измерений за счет исключения появления на выходе устройства ложнйх импульсов при установлении исходного

1345052 состояния считывающих элементов, например, при включении датчика. При перемещении кодирующега элемента l относительно считывающих элементов

2,3, сдвинутых один относительно другого на расстояние nil/4 шага кодирующего элемента, на выходах элементов И 4,5,6,7 появляются последовательностй сигналов в комбинациях, зависящих от направления перемещения кодирующега элемента, Укаэанные сигналы поступают на входы триггеров

16-)9 и первые входы элементов И 815, на вторые входы этих элементов поступают сигналы с ныходов триггеров 16-19. В зависимости от направления перемещения кодирующего элемента 1 появляются сигналы на входах

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использанана н системах автоматического управления и регулирования для измерения линейных и угловых перемещений.

Целью изобретения является повышение точности измерений за счет исключения появления на выходе устройства ложных импульсов при установлении исхОднОГО сОстаяния считывающих элементов, например, при включении датчика.

На чертеже предстанлена блок-схема 4)) датчика.

Датчик содержит кодирующий элемент

1, считывающие элементы 2 и 3, отстоящие один от другого на расстоянии и+1/4 шага кодирующего элемента, 4> двенадцать элементов И 4-15,, четыре триггера 16-19, шесть элементов

ИЛИ 20-25, реверсинный счетчик 26.

Кроме того, устройство содержит триггер 27 и элемент ИЛИ 28. Первые четыре элемента И 4 — 7 и связаны своими первыми и вторыми входами аатветственна с первым и вторым считывающими элементами, Выход первого элемента

И 4 подключен к первым входам пятага и девятага элементов И 8 и )2 и к единичному входу первого триггера

)6, выход второго элемента И 5 подключен к единичному входу третьего элементов ИЛИ 20 или 25, поступающие с выходов, соответственно элементов

И 8-11 или 12-15. При этом ренерсивный счетчик 26 подсчитывает число импульсов, пропорциональных перемещению. Одновременно сигналы с выходов элементов И 8-15 поступают на входы соответствующих элементон ИЛИ 21-24, а с них на сбрасывающие входы соответствующих триггеров 16-19, подготавливая их к дальнейшей работе и обеспечивая формирование на входах элементов ИЛИ 20,25 коротких импульсов, Триггер 27 и элемент ИЛИ 28 служат соответственно для указания направления перемещения и выработки сигнала Запрет считывания" со счетчика 26 в процессе счета. ) ил.

2 триггера 8 и к перным входам седьмого и десятого элементов И 10 и 13, выход третьего элемента И 6 связан с единичным входом второго триггера 17 и первыми нхадами шестаго и одиннадцатого элементов И 9 и 14, выход четвертого элемента И 7 подключен к единичному входу четвертого триггера 19 и первым входам носьмого и двенадцатого элементов И 11 и 15. Выходы пятого, шестого, седьмого и восьмого элементов И 8 — 11 подключены к соатнетствующим входам первого элемента ИЛИ 20 и первым входам соответственно r::òaðoãо, третьего, четвертога и пятсго элементов ИЛИ 21-24, выходы девятого, десятого, одиннадцато. га и двенадцатого элементов И !2 — 15 подключены к соответствующим входам шестого элемента ИЛИ 25 и вторым входам соответственна четвертого, второго, пятого.и третьего элементов

ИЛИ 23,21,24,22, Выход первого элемента ИЛИ 20 соединен с прямым входом реверсивного счетчика 26, а выход шестого элемента ИЛИ 25 — с реверсивным входом счетчика 26, кроме того, выход элемента ИЛИ 20 соединен с одним из входов триггера 27 и элемента ИЛИ 28,а выход элемента 25 ИЛИс другими входами триггера 27 и элемента ИЛИ 28.

1345052

Устройство работает следующим об-. разом.

Кодирующий элемент 1, перемещаясь относительно считывающих элементов 2 и 3, расположенных для обеспечения разрешающей способности в 1/4 шага кодирующего устройства на расстоянии й+I/4 шага кодирующего устройства, изменяет их состояние. Эти изменения воспринимаются дешифратором, состоящим из элементов И 4,5,6 и 7, причем если обозначить элемент

2 через А, а элемент 3 — через В, то приняв за перемещение вперед такое, при котором первым возбуждается элемент 2, можно представить изменение состояний считывающих элементов при ходе вперед в виде AB AB AB »

-«А — АВ, а при реверсе обратное.

Триггеры 16 — 19 в исходном положении находятся в нулевом состоянии.

Цепи сброса для простоты не показаны.

Предположим, что исходное состояние считывающих элементов АВ, т ° е. оба считывающих элемента не возбуждены, При этом сигнал "1" появляется на выходе элемента И 5, регистрирующего это состояние. На выходах осталь ных элементов И 4,6 и 7 — "0". Сигнал с выхода элемента 5 поступает с выхода триггера 18 на вторые входы элементов 9 и 15, но так как в этот момент на первых входах этих элементов установлены "0", поступающие соответственно с выходов элементов 6 и 7, то далее сигнал по этим цепям не распространяется, Кроме того, "1" с выхода элемента

5 поступает на первые входы элементов 13 и 10, но так как на вторых входах этих элементов И присутствуют сигналы "0, поступающие с выходов соответствующих триггеров 17 и 19, то и здесь сигнал далее не распространяется ° Таким образом, во время установления исходного состояния устройство не пропускает на вход счетчика никаких импульсов, способных привести к ошибке в счете.

При движении кодирующего элемента вперед наступает состояние считывающих элементов, соответствующее АВ, При этом "1" появляется на выходе элемента 6, на выходах элементов 4.5, 7 — "0", Сигнал элемента 6 устанавливает триггер 17 в "1", Этот сигнал триггера поступает на вторыс входы элементов 13 и 8, на первых входах

55 которых присутствуют 0, поступающие соответственно с выходов элементов 4 и 5. Совпадения нет, и по этим цепям сигнал не проходит. Кроме того, "1" с выхода элемента И б поступает на первые входы элементов 14 и 9 ° На втором входе элемента 14 присутствует "0", поступающий с выхода триггера 16, а на втором входе элемента

9 — "1", поступающая с триггера 18, на котором хранится информация о предыдущем состоянии считывающих элементов. Совпадение сигналов на входе элемента 9 устанавливает "1" на его выходе, Этот сигнал поступает на один из входов элемента ИЛИ 20 и на прямой вход реверсивного счетчика 26.

Кроме того, "1" с выхода элемента 9 поступает на первый вход элемента

ИЛИ 22, выходной сигнал которой, воздействуя на нулевой вход триггера

18, сбрасывает его в "0", подготавливая триггер для дальнейшей работы, Единичный сигнал от триггера 18, поступавший на второй вход элемента 9, исчезает, устанавливается в "0, и элемент 9, на входе которого сигналы перестают совпадать, прекращает выдавать "!" на элемент ИЛИ 20 и прямой вход счетчика 26.

Длительность импульса весьма мала, так как определяется временем срабатывания элемента ИЛИ 22, триггера 18 и элемента И 9. Таким образом, при перемещении вперед на 1/4 шага в счетчик датчика записывается "1", что однозначно соответствует перемещению кодирующего устройства.

При дальнейшем движении вперед

"1" устанавливается на выходе элемента И 4 (состояние AB) и, попав на первый вход элемента И 8, совпадает с "1", хранящейся в триггере 17 с предыдущего такта. Единичный сигнал поступает на вход элемента ИIIII 20, прямой вход счетчика 26 и на первый вход элемента ИЛИ 21, который обнуляет триггер 17, завершив тем самым формирование счетного импульса.

При реверсе (например,из исходного состояния АВ) получают следующее.

Единичный сигнал на выходе элемента

4 устанавливает триггер 16 в "1", которая поступает на вторые входы элементов И 11,14, так как на первых входах, этих элементов присутствуют

"0, поступающие соответственно с выходов элементов 6 и 7, то сигнал

5 13450 далее не распространяется ° Единичные сигналы, поступающие с выхода элемента 4 на первые входы элементов

И 8 и 12, также далее не распространяются, так как на вторые входы этих

5 элементов поступают от соответствующих триггеров 17 и 19 сигналы "0", ТаКим образом, при установлении исходного состояния считывающих элементов передача счетного импульса в счетчик не происходит, исключая, таким образом, возможность ошибки н счете. При. дальнейшем реверсе "1" появляется на выходе элемента И б, соответствующей состоянию АВ, Устанавливается н "1" триггер 17, подав

"1" на вторые входы элементов И 8 и

13, но так как на первых входах этих элементов "0", то сигнал не распространяется далее. Единичный сигнал с выхода элементов И 6 поступает на первый нход элемента И 9, но на ее втором входе "0", и далее сигнал не распространяется, Поступает "1" с выхода элемента 6 и на перный вход элемента И 14, на втором входе которого "1", поступающая с триггера 16, хранящего информацию о предыдущем состоянии считывающих элементов, Сигнал с ныхода элемента 14, на входах которого сигналы совпали, поступает на один из входов элемента ИЛИ 25 и через него — на реверсивный вход счетчика 26, Кроме того, он поступает на второй нход элемента ИЛИ 2 и, пройдя его, сбрасывает триггер 16 н

"0", закончив тем самым формирование счетного импульса. В счетчик записывается 1", Дальнейший ход реверса

40 аналогичен и также осуществляется без ошибок в счете импульсов, Группа элементов И 11,9,8, 10 осуществляет сравнение при ходе вперед и передает сформированные импульсы через элемент HJIH 20 на прямой вход счетчика, Группа элементов И 14,15, 13,12 осуществляет сравнение при реверсе и передает сформированные импульсы через элемент ИЛИ 25 на ренерсный вход счетчика 26, 50

Триггеры 16 — 9 совместно с элементами ИЛИ 24,,22,21,23 образуют элементы памяти, хранящие информацию

О текущем состоянии считывающих эле55 ментов до момента формиронания счетного импульса, являющегося результатом сравнения предыдущего и наступившего состояний считывающих элементов, 52 в.." ° е. результатом выбора направления перемещения ° Триггер 27 предназначен для представления информации о направлении перемещения кодирующего элемента, а элемент ИЛИ 28 служит для выработки во время прохождения прямых и реверсных счетных импульсов сигнала "Запрет считывания", позволяя избежать считывание информации из счетчика в момент перезаписи. формула изобретения

Реверсивный импульсный датчик перемещения, содержащий кодирующий элемент, считывающие элементы, отстоящие один от другого на расстоянии n+1/4 шага кодирующего элемента, где ив целое натуральное число, реверсивный счетчик, десять элементон И, четыре элемента ИЛИ, два триггера, выход первого считывающего элемента соединен с первыми входами первого, второго, третьего и. четвертого элементов И, выход второго считывающего элемента соединен с вторыми входами этих элементов И, первый из которых имеет оба входа прямые, второй — оба входа инверсные, третий — первый вход прямой, второй инверсный, четвертый — перный нход инверсный, второй прямой, выходы первого и третьего элементов И соединены соответственно с единичными входами первого и второго триггеров и с первыми входами пятого и шестого элементов И, выходы второго и четвертого элементов И соединены соответственно с первыми входами седьмого и восьмого элементов

И, выходы первого и второго триггеров соединены соответственно с вторыми входами восьмого и пятого элементов

И, выходы пятого, шестого, седьмого и восьмого элементов И соединены с. соотнетстующими входами первого элемента ИЛИ, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, устройство снабжено третьим и четвертым триггерами, одиннадцатым и двенадцатым элементами И, пятым и шестым элементами ИЛИ, выходы первого, второго, третьего и четвертого элементсв И соединены соответственно с первыми входами девятого, десятого, одиннадцатого и двенадцатого элементов И, выходы второго и четвертого элементов И соединены соответственно с единичными входами тре) 345052

Составитель Ю. Петраковский

Редактор Н. Швыдкая Техред Л.Сердюкова Корректор А. Зимокосов

Заказ 4909/40 Тираж 676 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул, Проектная, 4 тьего и четвертого триггеров, выходы первого и второго триггеров соединены соответственно с вторыми входами одиннадцатого и десятого элементов

И, выходы третьего и четвертого

5 триггеров соединены соответственно с вторыми входами шестого, двенадцатого и седьмого, девятого элементов И, выходы пятого, шестого, седь- 10 мого и восьмого элементов И соединены соответственно с первыми входами второго, третьего, четвертого и пятого элементов ИЛИ, выходы девятого, десятого, одиннадцатого и двенадцатого элементов И соединены с соответствующими входами шестого элемента

ИЛИ и соответственно с вторыми входами четвертого, второго, пятого и третьего элементов ИЛИ, выходы которых соединены соответственно с ну" левыми входами четвертого, второго, первого и третьего триггеров, а выходы первого и шестого элементов ИЛИ соединены соответственно с прямым и реверсивным входами реверсивного счетчика,