Преобразователь перемещения в код

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в измерительных системах линейных и круговых перемещений. Цель изобретения - повышение быстродействия и расширение диапазона измерения преобразователя. Для этого в преобразователь, содержащий синусно-косинусный датчик 1, компараторы 2 и 3, двухполупериодные выпрямители 4 и 5, вычитатель 6, двухполупериодные выпрямители 8 и 9, АЦП 12, ПЗУ 13, введены блок 16 индикации, счетчик 15, блок 14 формирования счетных импульсов. Последний формирует импульсы грубого отсчета, фиксируемые в счетчике 15 в зависимости от направления перемещения. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

24177 А2

09) (И) 15ц 4 Н 03 М 1/38

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Фиг.1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPbfTHRM

ПРИ ГКНТ СССР

Н А BTQPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (61) 1309311 (21) 4384871/24-24 (22) 28.12.87 (46) 23.11.89. Бюл. У 43 (71) Вильнюсский филиал Экспериментального научно-исследовательского института металлорежущих станков (72) В .Ю.Каваляускас, Я .А.Каружа, Л.И.Кулис и Б.И.Минцерис (53) 681.325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1309311, кл, Н 03 М 1/38, 1985. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В

КОД (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и мо2 жет быть использовано в измерительных системах линейных и круговых перемещений. Цель изобретения — повьппение быстродействия и расширение диапазона измерения преобразователя. В греобразователь, содержащий синусно-косинусный датчик 1, компараторы 2 и З,двухполупериодные выпрямители 4 и 5, вычитатель 6, двухполупериодные выпрямители 8 и 9, АЦП 12, ПЗУ 13, введены блок 16 индикации, счетчик 15, блок 14 формирования счетных импульсов. Последний формирует импульсы грубого отсчета, фиксируемые в счетчике

15 в зависимости от направления перемещения. 2 ип.

1524) 77

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, может быть использовано в измерительных системах линейных и круговых перемещений

5 и является усовершенствованием изобретения по авт. св. Ф 1309311.

Целью изобретения является повышение быстродействия и расширение диапазона измерения преобразователя.

На фиг.1 представлена блок-схема преобразователя перемещения в код, на фиг.2 — структурная схема блока формирования счетных импульсов.

Преобразователь перемещения в код содержит синусно-косинусный датчик 1, компараторы 2 и 3, двухполупернодные выпрямители 4 и 5 и вычитатель 6, составляющие формирователь 7 треугольного напряжения, двухполупериодные 20 выпрямители 8 и 9 и сумматор 10, составляющие формирователь 11 опорного напряжения, аналого-цифровой преобразователь 1? (АЦП), постоянное sanoминающее устройство (ПЗУ) 13, блок 14 25 формирования счетных импульсов, счетчик 15 и блок 16 индикации. Блок 14 формирования счетных импульсов состоит иэ элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 17, одновибраторов 18, 18 D-триггера )9,30 элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 20, элементов И 2) и 22.

Преобразователь работает с.тедующим образом.

При перемещении измеряемого объекта (йе показан) датчик 1перем щения с квадратурным выходом вырабатывает два ортогональных сигнала, т.е. синусоидальный и косинусоидальный. Эти сигналы поступают на формирователь 40 треугольного напряжения, в котором осуществляется преобразование ортогональных сигналов датчика 1 в треугольный сигнал. Например, осуществляя двухполупериодное выпрямление каждого из сигналов датчика 1 в выпрямителях 4 и 5 и последующее вычитание в вычитателе 6, т.е. на выходе вычитателя 6, а значит, и всего формирователя 7 треугольного напряжения, 50 образуется сигнал (sing f — f qos(g(.

Эта функция представляет собой треугольное напряжение с линейностью 2Х, Полученное треугольное напряжение поступает на АЦП 12 на опорные входы

Э

55 которого подается постоянное опорное напряжение, пропорциональное амплитуде выходных сигналов датчика 1. HsMeнения этой амплитуды всегда имеют место в датчиках перемещений (например, в датчиках фотоэлектрического типа из-эа старения осветителя, колебаний светового потока, загрязнения растровых мер и т.д.). Такое опорное напряжение в формирователе 11 может быть получено, например, при оеуществлении двухполупериодного выпрямления каждого из сигналов датчика 1. При этом образованные сигналы (sing1 и (cosql складываются в сумматоре 10 — на его выходе, а значит, и на выходе формирователя 11 получается напряжение (зг) (+(cos ф, пропорциональное амплитуде сигналов датчика 1. Это опорное напряжение с прямого и инверсного выходов сумматора 10 поступает на опорные входы АЦП 12. В АЦП происходит преобразование аналогового треугольного напряжения в цифровую форму в ниде двоичного кода. Цифровые выходы АЦП 12 (число разрядов, напри" мер, m) соединены с ПЗУ 13, причем эти цифровые выходы вместе с выхода" ми компараторов 2 и 3 используются как адреса ПЗУ. Счетчик 15 соединен с компараторами 2 и 3 через блок 14 формирования счетных импульсов и является счетчиком грубого отсчета.

Блок формирования счетных импульсов (фиг.2) работает следующим образом.

Сигналы меандров А и В с компарао. торов 2 и 3, смещенных на 90, поступают на входы блока 14 формирования счетных импульсов. С выхода элемента

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 17 сигнал С поступает на D-вход D-триггера !9. Кроме того, пз сигнала B в одновибраторах 181, 18> происходит формирование коротких импульсов 0 и Е соответственно от задних и передних фронтов сигнала В.

Импульсы D и Е объединяются элементом HCKJIIO×AÞ!))ÅÅ ИЛИ 20 в одну последовательность К, которая подается на

С-вход D-триггера 19. Выходные сигналы D-триггера управляют элементами И

21 и 22. При этом на выходе Ь - высокий уровень, а на выходе М вЂ” серия счетных импульсов )1, подаваемая на один иэ входов реверсивного счетчика

15. При перемещении в другом направлении блок 14 формирования работает аналогично, но счетные импульсы появляются на выходе L, а на выходе Мвысокий уровень, следовательно, задействован другой вход реверсивного счетчика 15, т.е. осуществляется счет

15241 импульсов с учетом направления. В ПЗУ хранятся значения цифровых эквивалентов сигналов, которые совместно с вы; ходом счетчика 15 образуют код, управ- 5 ляющий блоком 16 индикации. Изменения цифрового кода на выходе АЦП (совместно с выходами компараторов 2 и 3) управляют адресами ПЗУ так, что на его выходе соответственно изменяется цифровой эквивалент сигнала. Выходы компараторов 2 и 3 (сигналы на них сдвинуты на четверть периода) подсоединены к и-му н (и-1)-му адресному входу и обеспечивают однозначное определе- 15

/ ние перемещения в восходящих и ниспадающих ветвях треугольного аналогового напряжения, подаваемого на АЦП 12.

Разрядность АЦП достигает 6-10, а количество.адресов ПЗУ тоже достигает

10 разрядов. По адресу ПЗУ формируется позиционный код точного отсчета преобразователя.

В связи с тем, что, как для формирования счетных импульсов грубого отсчета, так и для формирования числового эквивалента значения перемещения, используются одни и те же компараторы 2 и Э, исключается неоднозначность показаний блока 16 индикации 30

77 6

ripH переходе в грубом отсчете с одного значения на другое.

Благодаря использованию ПЗУ 13 можно производить интерполяцию сигналов датчика 1 перемещений с любым коэффициентом, зависящим от разрядности

ПЗУ 13. Поскольку в ПЗУ 13 можно записывать любые значения цифровых эквивалентов перемещения, то достаточно просто вводить и поправки, т.е. осуществлять коррекцию преобразования.

Формула из обретения

Преобразователь перемещения в код по авт. св. У 1309311, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения быстродействия и расширения диапазона измерения преобразователя, в него введены блок индикации, счетчик и блок формирования счетных импульсов, входы которого соединены с выходами первого и второго компараторов, а выходы подключены к соответствующим входам счетчика, выходы которого и выходы постоянного запоминающего уст" ройства соединены с входами блока индикациии.

Фиг. 2