Преобразователь импульсов датчика перемещения

 

Изобретение относится к преобразователям угловых и линейных перемещений в цифровой код и может найти применение в системах передачи информации о перемещении исполнительных органов станков, роботов, автоматических линий. Целью изобретения является упрощение преобразователя импульсов датчика перемещения. Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь импульсов датчика перемещения, содержащий дешифратор, элемент задержки, три триггера и четыре элемента И, введены новые связи между этими элементами. Дешифратор преобразует последовательность иыг пульсов, сдвинутых на четверть перИ ода один относительно другого, в им пульсы на своих выходах. Последовательность импульсов на выходах дешифратора определена в зависимости от направления перемещения При перемещении в одном направлении импульсы поступают на одну из выходных шин, при перемещении в другом направлении импульсы поступают на другую выходную шину. В случае отсутствия импульсов на одном из входов дешифратора на выходных шинах импульсы отсутствуют. 1 з.п. ф-лы, 5 ил. i (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (д1) 4 Н 03 М 1/22 Л".00ая

ГАТЕК1Ю тдИМЕСИАН

E ëÜ, HQ;: ;,д

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ХОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM

llPH ГКНТ СССР (21) 4294125/24-24 (22) 04. 08. 87 (46) 28.02.89. Бюп. ¹ 8 (71) Специальное конструкторское бюро деревообрабатывающих станков № 4 (72) А.А. Мочалов, М,А. Мельц и В.А. Цымбал (53) 682.325 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 879617, кл. Н 03 М 1/22, 1980.

Авторское свидетельство СССР. № 1226505, кл, Н 03 M 1/22, 1984. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ИМПУЛЬСОВ ДАТЧИКА ПЕРЕМЕЩЕНИЯ (57) Изобретение относится к преобра-. зователям угловых и линейных перемещений в цифровой код и может найти применение в системах передачи информации о перемещении исполнительных органов станков, роботов, автоматических линий. Целью изобретения является упрощение преобразователя

Изобретение относится к преобразователям угловых и линейных переме щений в цифровой код и может найти применение в системах передачи информации о перемещении исполнительных органов станков, роботов, авто.= матических линий, Целью изобретения является упро-. щение преобразователя импульсов датчика перемещения.

На фиг.1 представлена функционапьная схема предлагаемого преобразователя импульсов датчика перемещения:

ÄÄSUÄÄ 1462476 А I импульсов датчика перемещения. Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь импульсов датчика перемещения, содержащий дешифратор, элемент задержки, три триггера и четыре элемента И, введены новые связи между этими элементами. Дешифратор преобразует последовательность им" пульсов, сдвинутых на четверть пери» ода один относительно другого, в им пульсы на своих выходах. Последовательность импульсов на выходах дешифратора определена в зависимости от направления перемещения, При перемещении в одном направлении импульсы поступают на одну из выходных шин, при перемещении в другом направлении импульсы поступают на другую выходную шину. В случае отсутствия импульсов на одном из входов дешифратора на выходных шинах импульсы отсутствуют. 1 з.п. ф-лы, 5 ил °

2 на фиг. 2 — 5 — временные диаграммы, поясняющие работу преобразователя (на диаграммах цифра соответствует номеру элемента, с выхода которого снимается данный сигнап) °

Преобразователь импульсов датчика перемещения содержит элементы И

1 и 2, выходы 3 и 4 которых являются выходами преобразователя .: входы

5 и 6 преобразователя являются вхо-! дами дешифратора 7, содержащего два повторителя-инвертора 8 и 9 и три элемента И 10-12, элемент И 13, эле1462476 з мент 14 задержки, триггер 15, элемент И 16 триггеры 17 и 18, входы

5 и 6 преобразователя подключены к датчику 19 перемещения, который содержит кодовую шкалу 20 и чувствительные элементы 21 и 22.

Чувствительные элементы 21 и 22 отстоят друг от,цруга на расстоянии . IPst(n + 0,25), где P — mar квантова-, ния кодовой шкалы 2, à n - целое натуральное число, Элемент 14 задержки формирует на ,.своем выходе импульс,, задний фронт ,которого совпадает с задним фронтом импульса на входе этого элемента, ,а передний фронт задержан на время

Т по отношению к переднему фронту ,;импульса на входе этого элемента.

Преобразователь импульсов датчи ка перемещения работает следующим об. разом.

В исходном положении (например, после подачи питания) триггеры 17 и 18 находятся в состоянии логического "0" (на фиг. l узел и цепи подачи сигнала установки триггеров ) 7 и 18 в исходное состояние не показаны) °

На входы повторителей - инверторов 8 и 9 поступают сигналы от чувствительных элементов 21 и 22. При пе" ремещении кодовой шкалы 20 мимо чувствительных элементов 21 и 22 пос- ледние формируют сигналы дискретизации углового или линейного перемещения кодовой шкалы 20.

Эти прямоугольные сигналы типа

"Йеандр" смещены по фазе один относительно другого на четверть периода, Элемент И 10 декодирует комбинацию 10, элемент И 11 декодирует комбинацию 00, а элемент И 12 декодирует комбинацию 01. При перемещении кодовой шкалы 20 в прямом направлении (фиг.2а-р) сигналы с чувствительного элемента 21 опережают сигналы 2 с чувствительного элемента 22 (фиг.2а и б) и имеет место чередование комбинаций сигналов (00-10-1101-00...) на выходах чувствительных элементов 21 и 22. Комбинация сигналов 11 дешифратором 7 не дешифрируется в импульс, т,е. на его выходах появление импульсов соответствует чередованию комбинаций сигналов 0010-01-00... (фиг.2д,е и ж). При перемещении кодовой шкалы 20 в обрат ком направлении (фиг.Ça-р)сигналы с чувствительного элемента 22 опережают сигналы с чувствительного элемента 21 (фиг.За и б), а на выходах де"

5 шифратора 7 появление импульсов соот ветствует чередованию комбинаций сигналов 00-01-10-00... (фиг.Зд,е и ж). На фиг.2 в„г и фиг.3 в, r представлены сигналы с инверсных вы10 ходов повторителей- инверторов 8 и 9..

Допустим, что перемещение кодовой шкалы 20 начинается тогда, когда имеет место комбинация сигналов 00 на выходах чувствительных элементов 21

15 и 22 (триггеры 17 и 18 привепены в состояние "0" эа счет поступления им" пульса на их R-входы с выхода элемента 14 задержки(фиг.2 з и .фиг.З з), т.е, на инверсных выходах триггеров

20 17 и 18 присутствуют сигналы "1", подготавливающне элементы И 13 и 16 к приему информации(юг.2 л-о).

В зависимости от направления пере25 мещения на выходах чувствительных элементов 21 и 22 возникает комбинация сигналов 10 (дешифрируется элементом И 10) или комбинация сигналов

01 (дешифрируется элементом И 12).

30 B результате сигнал "1" поступает на

S""âõoä триггера 15 и вход элемента

И 13 либо на К-вход триггера 15 и вход элемента И 16. Триггер 15 переходит в состояние "l" (либо "0")

gr фиг.2,3 и, к, при этом состояние

"1" принимает триггер 17 (либо триггер 18).

При дальнейшем перемещении кодовой шкалы 20. в том же направлении

40 возникает комбинация сигналов 11, не изменяющая состояние триггеров

15, 17 и 18. Затем возникает комбинация сигналов 01 (либо 10), которая дешифрируется элементом И 12

45 (либо И 10), Триггер 15 изменяет свое состояние на противоположное (при этом триггеры 17 и 18 свое состояние не изменяют, так как на вход элемента И 16 (либо И 13) продолжает

g0 поступать сигнал "0" с инверсноro выхода триггера 17 (либо 18), приняв шего состояние "1" в предыдущем такте дешифрации сигналов).

При дальнейшем перемещении кодо"

55 вой шкалы 20 в том же направлении, возникает комбинация сигналов 00 (на выходе. элемента И 11 возникает сигнал "1", поступающий на входы элементов И 1 и 2). Если перемещение

1462476 6

1О

20

30

55 происходит в прямом направлении, то в этот момент сигнал "1" начинает поступать с выхода элемента И 1 (фиг.2 п) на выходную шину 3. Если перемещение происходит в обратном направлении, то в этот момент сигнал "1" начинает поступать с выхода элементаИ 2 (фиг.3р) на выходную шину 4.

После этого, с выдержкой времени

Т» определяемой элементом 14 задержки, на R-входы триггеров 17 и

18 поступает сигнал (фиг.2з и Зз) установки триггеров 17 и 18 в исходное состояние "0", в результате чего элемент И 1 (либо 2) блокируется сигналом "0", поступающим с прямого выхода триггера 17 (либо 18).

На выходной шине 3 (либо 4) формируется задний фронт выходного импульса (фиг 2,3п,р)(длительность которого определяется элементом 14 задержки) °

Рассмотрим работу преобразователя в случае колебательных движений ко-. довой шкалы 20.

На фиг.4 а-р показаны временные диаграммы работы преобразователя импульсов датчика перемещения при колебательном движении кодовой шкалы

20, в результате которого на выходе чувствительного элемента 21 присутствует сигнал "0", (фиг.4а), а. навыходе чувствительного элемента 22 формируется серия импульсов ("дребезг" кодовой шкалы 20 амплитудой менее -)(фиг,4б). На фиг.4 в,г предP

4 ставлены сигналы с выходов повторителей-инверторов 8 и 9.

На выходе элемента И 10 будет присутствовать все время сигнал "0" (фиг.Ад), триггеры 15 и 17 будут ост ав ать ся в состоянии "0" (фиг. 4и-м), т.е. элемент И 1 будет все время блокироваться сигналом "0" с прямого выхода триггера 17 (фиг.4п), а .элемент И 2 будет все время блокироваться сигналом "0" с прямого выхода триггера 15 (фиг.4р), хотя триггер

18 вырабатывает импульсы (фиг.4 н,о1

С выхода элементов И 11" и 12 и с выхода элемента 14 задержки импульсы (фиг.4 е,ж и з) не влияют на состоя ние выходных шин 3 и 4.

На фиг.5 показана временная диаграмма "дребезга". кодовой шкалы 20 с амплитудой менее Р/4, при котором (так же, как и в предыдущем случае) на выходе чув стви тельного элемент а

22 формируются импульсы (фиг.5б ), но на выходе элемента 21 все время присутствует сигнал "1" (фиг.5а) . Сигналы,, с выхода повторителей-инверторов 8 и

9 представлены на фиг.5в,г, В этом случае на выходе элемента

И 11 и на выходе элемента 14 задержки будет все время присутствовать сигнал "0" (фиг.5е,э). На выходе эле мента И 12 также будет . постоянно сигнал "0" (фиг.5ж), а на выходе эле " мента И 10 будут присутствовать импульсы (фиг.5д). При этом триггеры

l5, 17 и 18 не изменяют своего состо. яния (фиг. 5и-о) . Следовательно, на выходы элементов И 1 и 2 импульсы поступать не будут (фиг.5п,р) °

Формул а из обретения.

1. Преобразователь .импульсов дат» чика пер емещения, содержащий первый и второй триггеры, прямые выходы котО рых соединены с первыми входами соот ветственно первого и второго элементов И, третий триггер, третий и чет-: вертый элементы И, элемент задержки, дешифратор, отличающийся тем, что, с целью упрощения преобразователя, в нем элемент задержки выполнен в виде элемента задержки переднего фронта импульса, первый и второй входы дешифратора являются входами преобразователя, первый выход дешифратора соединен с первым входом третьего триггера и с первым входом третьего элемента И, выход которого соединен с первым входом первого триггера, инверсный выход которого соединен с первым входом четвертого элемента И, выход которого соединен с первым входом-второго триггера, инверсный выход которого соединен с вторым входом третьего элемента И, второй выход дешифратора соединен с вторыми входами первого и второго элементов И и с входом элемента задержки, выход которого соединен с вторыми входами первого и второго триггеров, третий выход дешифратора соединен с вторым входом четвертого элемента И и с вторым входом третьего триггера, прямой выход

1462476

15

1У

Которого соединен с третьим входом второго элемента И, а инверсный выЖод соединен с третьим входом первого элемента И, выходы первого и вто5 рого элементов И являются выходами преобраэователя импульсов датчика перемещения .

2 Преобразователь по п.1, о т—

Мич ающий ся тем, чтодефратор содержит три элемента И и а повторителя-инвертора, входы коорых являются соответственно первым вторым входами преобраэователя, прямой выход первого повторителя-инвертора соединен с первым входом первого элемента И, выход которого является третьим выходом дешифратора, инверсный выход первого повторителяинвертора соединен с первыми входами второго и третьего элементов И, выходы которых являются соответствен" но первым и вторым . выходами дешифратора, прямой выход второго повторителя-инвертора соединен с вторым входом второго элемента И, а инверсный выход соединен с вторыми выходами первого и третьего элементов И, 1462476 ф 22

В 9

В ф 10

Е 11

Э 14 и 15 к

Л и 17 ур 1В

1В и 19

Щив. 2 а 3 ь ь в

Ь 10 с и к 2 и /5 и tS

Л 11 м 17 и

0 и и 1ь р 20

Фиа. 3

1462476

Ф 1

Е 1 и 15 к

Л 17

pt 17 и ц

0 ft

fl 19 о го

Фие. 7

9 е > а а е и

И 15 к тЧ

Л 17

11 17

0 И

Л 19 р И

Фив. 5

Составитель Е.Бударина

Редактор Ю.Середа Техред М.Ходанич Корректор И.Муска

Заказ 735/55 Тираж 879 Подписное

BHHHtIH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Я изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,!01 роизводс