Устройство для измерения перемещения

 

Изобретение относится к автоматике и измерительной технике и может быть использовано в системах числового nporpai iMHoro управления, при контроле размеров деталей в машиностроении . Цель изобретения - упрощение устройства путем измерения текущего значения фазы в диапазоне О - 360 и определения числа переходов фазы через нулевое значение. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения перемещения , содержащее генератор I импульсов , формирователь 2 питающих напряжений, фазовый датчик 3 перемещений , формирователь 4 измерительных сигналов, триггерный фазометр 5, реверсивный счетчик 6, датчик 7 зоны опорной точки, два триггера 12 и 13, три элемента И 14-16, введены задатчик 8 подмножеств фазы, три цифровых компаратора 9 - 1 и элемент ИЛИ 17. Упрощение устройства достигнуто за счет того,что сигналы перехода фазы через нулевое . значение формируются вновь введенными элементами путем сопоставления цифровыми компараторами 9-11 текуще-с го значения фазы и трех подмножеств значений фазы, формируемых задатчи- КОМ.8. Указанные сигналы используют-, ся также в качестве пространственных меток для целей восстановления отсчета после выключения питания. 2 ил. fS (Л Од ISD ih 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) < 11 4 Н 03 М l/54

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНОЬ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ, И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (2!) 4140293/24-24 (22) 18.07.86

46) 28 02.89.Бюл. И- 8 (72) С..Е.Токовенко, И.Д.Свидлер, В,И.Вдовиченко, В.Г.Оснач, Г.В.Талызин и А.В.Выговский (53) 681.325 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 930154, кл. Н 03 М 1/54, 1978.

Авторское свидетельство СССР

11с 1229957, кл. Н 03 M 1/54, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ Л (57) Изобретение относится к автоматике и измерительной технике и мо- жет быть использовано в системах числового программного управления, при контроле размеров деталей в машиностроении. Цель изобретения — упрощение устройства путем измерения текущего значения фазы в диапазоне

0 — 3600 и определения числа переходов фазы через нулевое значение.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения перемещения, содержащее генератор 1 импульсов, формирователь 2 питающих напряжений, фазовый датчик 3 перемещений, формирователь 4 измерительных сигналов, триггерный фазо-метр 5, реверсивный счетчик 6, датчик 7 зоны опорной точки, два триггера 12 и 13, три элемента И 14-16, введены задатчик 8 подмножеств фазы, три цифровых компаратора 9 — ll u элемент ИЛИ 17. Упрощение устройства достигнуто за счет того,что сигналы перехода фазы через нулевое . значение формируются вновь введенными элементами путем сопоставления цифровыми компараторами 9-11 текущего значения фазы и трех подмножеств значений фазы, формируемых задатчиком 8. Указанные сигналы используют-. ся также в качестве пространственных меток для целей восстановления отсче та после выключения питания. 2 ил.

1462480

Изобретение относится к автоматике и измерительной технике и может

ыть использовано в системах числового программного управления при

5 контроле размеров деталей в машиноСтроении.

Целью изобретения является упрощение устройства измерения перемещения путем измерения текущего значе- 10 ния фазы в диапазоне от 0 до 360 определения числа переходов фазы ерез нулевое значение.

На фиг.l представлена структурная хема устройства; на фиг.2 — временная диаграмма его работы. устройство для измерения перемег ения содержит генератор 1 импульсов, ормирователь 2 питаюших напряжений, аэовый датчик 3 перемещений, форми- 20 ователь 4 измерительных сигналов, риггерный фазометр 5, реверсивный четчик 6 грубого отсчета, датчик 7 . сны опорной точки, задатчик 8 падножеств значений фазы, первый 9, торой 10 третий 11 цифровые компараоры, первый 12 и второй 13 триггеры, первый 14, второй 15 и третий 16 элементы И и элемент 17 ИЛИ.

Преобразователь работает следующим образом.

Генератор 1 формирует высокочастотные сигналы, являющиеся квантуюЩими при определении текущего значения фазы фазометром 5. При этом опор- 35 ные сигналы f (фиг.2а) формируются путем деления. частоты с помощью формирователя 2, который обеспечивает питание фазового датчика 3. Выходные сигналы Е „ (фиг.2Ь) формирователя 4 40 при изменении положения фазовращателя изменяют свое положение относительно f,.

Измерение текущего значения с .

1 фазы заключается в квантовании сиг.— 45 нала (фиг.2с) сигналами с выхода

Генератора. g. измеряется в относи1 тельных долях периода следования

Сигналов f, поэтому вся совокупиость значений фазы 0 с g. 41 °

Общий результат измерения перемещения состоит в определении фазы в

)пределах одного оборота с помощью фазометра 5, определения числа оборотов с помощью счетчика 6. 55

Блоки 8-15 обеспечивают формироВание.сигналов при переходе значения фазы через "О" для подсчета числа оборотов следующим образом.

Задатчик 8 подмножеств значений фазы вырабатывает сигналы, соответствующие значениям g.>0,7; 0,2 < Ч. (« 0,7 и g; <0 2, показанные на фиг.2 d,å,f соответственно. Из временной диаграммы фиг,2 с видно, что последовательность значений фазы при увеличении обязательно сопровождается переходом значения ср. в двух

1 соседних: циклах измерения, определяемых периодом следования сигналов

f (фиг.2а), из подмножества значений ч"; >0,7 (фиг.2d) в подмнажестве Ч;(0,2 (фиг.2f), что фиксируется с помощью цифровых компараторов 9 и 10.

Если в периоде Тl было зафиксировано значение 1,= 0,9, то триггер

12 устанавливается в единичное состояние. В результате в периоде Т2, когда ц, (0,2, на выходе элемента

15 H формируется сигнал "+1", который сосчитывается счетчиком 6, так что общий результат будет ср. =l 1.

Триггер 12 устанавливается в нулевое состояние с; гналом с выхода элемента И 15 (или следующим сигналом f0).

При изменении фазы в другом направлении сигнал "-1" перехода через ноль (фиг.2i) формируется аналогично на выходе элемента И 14.

Таким образом, видно, что сигналы, сформированные на выходах элементов И 14 и 15, однозначно фиксируют момент перехода значения фазы через "О" и соответствуют согласованному с ними показанию фазометра

5, обеспечивающего абсолютный отсчет в пределах одного оборота.

Исходя из этого, указанные сигналы "+1", формируемые при одном и . том же положении фазовращателя (датчика) могут быть использованы в качестве опорных пространственных меток при воссгановлении отсчета после выключения питания или после воздействия помехи.

С помощью датчика 7 (например, путевого выключателя) и элемента

И 16 выделяется одна иэ пространственных меток на выходе элемента

ИЛИ 17, с помощью которой, например, обнуляется счетчик 6. С учетом того, что каждый из сигналов меток формируется элементами И 14, 15 за один оборот, а точные показания младших разрядов, формируемые с помощью фазометра 5, не подвергаются коррек1462480 ции, восстановление показаний счетчика 6 не связано с обеспечением высокого быстродействия. При этом в силу неизменности показаний фазомет5 ра точность восстановления не связана с ограничениями скорости перемещения.

Обнуление счетчика 6 производится всякий раз при срабатывании дат- 10 чика 7 независимо от режима работы устройства, что,в отличие от прототипа, исключает необходимость введения специального режима запоминания или восстановления координат опор- 15 ной точки. Кроме того, подобный режим повышает помехоустойчивость сис-" темы, так как при сбое работы счетчиков регулярный сброс счетчика оборот >s 6 позволяет восстановить показа- 20 ния устройства после воздействия по" мехи при прохождении зоны опорной точки, Видно, что Bосстановление значения (, благодаря абсолютному отсче- ту фазометра и с 1 1 благодаря сбро-. су счетчика 6 при прохождении опорной точки позволяет восстановить полный отсчет.

Предложенная структура может быть- 30 реализована на логических элементах серий 155, 555, 56! и т.п. путем использования типовых решений для счета импульсов, выполнения арифметических и логических операций, запоминания информации.

Преимуществом предлагаемого устройства является, в отличие от прототипа, возможность его реализации на основе микропроцессорных БИС. 40

Формула изобретения

Устройство для измерения перемещения, содержащее генератор импуль- 45 сов, выход которого соединен с входом формирователя питающих напряжений и с первым входом триггерного фазометра, второй вход которого подключен к первому выходу формирователя 50 питающих напряжен», второй выход которого соединен с входом фазового. датчика перемещений, выход которого через формирователь измерительных сигналов подключен к третьему. входу триггерного фазометра, счетчик, датчик зоны опорной точки, два триггера, три элемента И, выход первого элемента И соединен с входом сложения счетчика, выход второго элемента И соединен с входом вычитания счетчика, выход третьего эпемента И соединен с входом установки нулевого положения счетчика, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью упрощения, в него введены задатчик подмножеств значений фазы, три цифровых компаратора, элемент ИЛИ, выход триггерного фазометра, являющийся выходом точного отсчета устройства, подключен к первым группам входов цифровых компараторов, вторые группы вхо" дов которых подключены к первому, второму и третьему выходам эадатчика подмножеств значений фазы соответст венно, выход первого цифрового компаратора соединен с входом установки единичного состояния первого триггера и с первым входом :первого элемента И, выход второго цифрового компаратора соединен с входами установки нулевого состояния первого и второго триггеров, выход третьего цифрового компаратора соединен с входом установки единичного состояния второго триггера и с первым входом второго элемента И, вторые входы первого и второго элементов И .подключены к выходам второго и первого триггеров соответственно, выход первого элемента И соединен с первым входом элемента ИЛИ и с дополнительным входом установки нулевого состояния второго триггера, выход второго элемен— та И соединен с вторым входом элемента ИЛИ и с дополнительным входом установки нулевого состояния первого триггера, выход элемента ИЛИ соединен с первым входом третьего элемента И, второй вход которого подключен к выходу датчика эоны опорной точки., выход счетчика является выходом гру-. бого отсчета устройства.

146?480

Составитель M. Сидорова

Редактор Л«Веселовская Техред M.Õoäàíè÷ Коррек тор А. Обруч ар

Заказ 736/56 Тираж 8?9 Подписное

ВНИИПК Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

11303S, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,101