Устройство для измерения перемещений

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1542190 (51) 5 С О1 В 7/011

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

M АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (46) 07.09.91. Бюл. 1." 33 (21) 4109840/28 (22) 23.06.86 (72) В.А.Сергеев (53) 531.717 (088.8)(56) Авторское свидетельство СССР и 1037051, .кл. Г 01 В 7/00, 1982.

Авторское свидетельство СССР

М 1046600, кл. С 01 В 7/00, 1982.

2 (54) УСТРОЙСТВО 11ЛЛ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИ1Ч (57) Изобретение относится к измери- . тельной технике. Целью изобретения является повышение точности измерений за счет уменьшения погрешности от нелинейности характеристики преобразователя перемец1ений. Преобразователь

I!

3 15

1 перемещений с помощью Формирователей

2,, 3 вырабатывает два периодических кваэитреугольных сигнала, сдвинутых относительно друг друга на 90, Эти сигналы поступают на инверторы 4, 5.

Тем самым получают четыре периодических сигнала, сдвинутых относительно друг друга на 90О. Эти сигналы посту" пают на входы компараторов 6-9, При превышении этими сигналами уровня сигнзла от источника 10 опорного напряжения кампараторы вырабатывают им1 пульсные сигналы, Эти сигналы поступают на вход логического блока 11, который формирует импульсы счета.

I поступающие на вход реверсивного счетчика 12. Сигналы от компаратороь поступают также на вход коммутатора

13, на сигнальные входы которого пос тупают сигналы с формирователей и ин верторов. С выхода коммутатора 13 сигнал поступает на сумматор 14, на другой вход которого поступает сигнал источника 10 опорного напряжения.

В результате вычитания указанных сигналов на выходе аналого-цифрового преобразователя 15 образуется цифро". вой сигнал интерполяции, который вместе с сигналом от реверсивного счетчика 12 поступает в Ьлок 16 индикации. 3 ил, Изобретение относится к измерительной технике и может быть. использФвано для измерения линейных и углов х перемецений в цифровых системах измерения и управления.

Целью изобретения является повыше" 2 ние точности измерений за счет умень-. шения погрешности от нелинейности характеристик преобразователя переме" щений.

На фиг. 1 представлена структур- ЗО ная схема устройства; на фиг. 2„ 3 диаграммы сигналов, поясняюцие работ,у устройства.

Устройство содер>нит двухканальный реабразователь 1 перемещения, котоый преобразовь1вает измеряемое перемещение в два квадр турных электрических сигнала. Выходы преобразователя

1 подключены к входам двух нормирующих усилителей (формирователей 2 и 3)щ

К выходам формирователей 2 и 3 подклю. чены соответствующие входы инверторов 4 и 5 (инвертирующих усилителей козффициентом передачи, равным единице). 1(аждый из четырех аналоговых <5

Компараторов 6, 7, 8 и 9 одним входом подключен к соответствующему выходу Формирователей 2 и 3 и инверторов 4 и 5, а другим входом подсоединен к выходу источника 10 опорного щ0 напряжения. Выходы четырех компарато" ров 6-9 подключены к входам логического блока 11 Формирования счетных имйульсов, Формирующего импульсы счета

s зависимос™ 5 от направления измеряемого перемещения)„ Выходы логического блока 11 подключены к счетным входам реверсивного счетчика 12. Выходы компараторов

6-9 подключены также к управляюц|им входам коммутатора 13, сигнальные входы которого подключены к соответствующим выходам формирователей 2 и 3 и инверторов 4 и 5. Сумматор 14, на" пример суммируюций операционный усилитель, суммирующим входом подключен к выходу коммутатора 13, а вычитающим входом соединен с выходом источника 10 опорного напряжения. Выход сумматора 14 подключен к входу аналого-цифрового преобразователя (АЦП)

15. Цифровые выходы реверсивного счетчика 12 и аналого-цифрового преобразователя 15 подключены к цифровым входам блока 16 индикации.

На диаграммах фиг. 2 и 3 представлены сигналы 17, 18 формирователей

2 и 3, сигналы 19, 20 первого 4 и второго 5.инверторов, сигнал 21 выходного напряжения источника 10 опор» ного напряжения, cHIHRJlbl 22-25 компараторов 6-9, сигнал 26 с выхода коммутатора 13, сигнал 27, поступающий на вход аналого-цифрового преобразователя 15 с выхода сумматора 14, цифровой сигнал 28, поступающий с выхода АЦП 15, и цифровой сигнал 29, поступающий с выхбда реверсивного счетчика 12 на вход блока 16 индикации °

Устройство работает следующим об,разом.

Преобразователь 1 перемещений с помощью формирователей 2 и 3, вырабатывает два периодических квазитреугольных сигнала 17 и 18, сдвинутых относительно друг друга на 90 . Эти сигналы поступают на инверторы 4 и которые вырабатывают сигналы 19 и

85

5 1 421

20. Таким образом, перемещение преобразовывается в четыре периодических сигнала 17-20, сдвинутых относи- тельно друг друга на 90 . Эти сигна5 лы поступают на сигнальные входы комлараторов 6-9. При превышении этими сигналами уровня сигнала 21 от источника 10 опорного напряжения компараторы вырабатывают импульсные сиг- 10 налы 22-25. Эти сигналы поступают на вход логического блока 11, который формирует импульСы счета (сложения или вычитания}, поступаюцие на вход реверсивного счетчика 12. Сигналы от компараторов поступают также на управляющие входы коммутатора 13, на сигнальные входы которого поступают сигналы 17-20. С выхода коммутатора

13 на вход сумматора 14 поступает 20 сигнал 26. На;другой вход сумматора

14 поступает сигнал 21 от источника

10 опорного напряжения. В результате вычитания из сигнала 26 сигнала 21 с выхода сумматора 14 на вход АЦП 15 25 поступает сигнал 27,.который преобразуется в сигнал 28. С выхода ЛЦП

15 сигнал 28, а с выхода счетчика 12 сигнал 29 поступают на вход блока

16 индикации.

Формула изобретения

Устройство для измерения перемещений, содержащее двухканальный преобразователь перемещения в квадратур35 ные периодические сигналы, два hop90

6 мироватепя, каждый из которых подключен к выходу соответствующего канала преобразователя, два инверто ра и два компаратора, входы которых попарно подключены к выходам соответствующих формирователей, логический блок формирования счетных импуль сов, входами подключенный к выходам компараторов, реверсивный счетчик, подключенный к выходу логического блока формирования счетных импульсов, коммутатор, сигнальные входы которого соединены с выходами формирователей и инверторов, управляющие входыс выходами компараторов, аналого-цифровой преобразователь и блок индикации один из входов которого подключен к выходу аналого-цифрового преобразователя, а другой " к выходу ре" версивного счетчика, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, оно снабжено источником опорного напряжения, двумя компараторами и сумматором, сигнальные входы компараторов подключены к выходам соответствующих инверторов, выходы — к соответствующим управляю« щим входам коммутатора и входам логического блока формирования счетных

I импульсов, выход источника опорноГо напряжения подключен к опорным входам всех компараторов и первому входу сумматора, выход коммутатора связа, с вт орым входом сумма тора, а а налого-цифровой преобразователь подключен к выходу сумматора.

Составитель Ю.Петраковский .

Техред Jl.Сердрко0а Корректор О U«

\е

Редактор Г;Наджарян

Заказ 3723

Подписное

Тираж

ВИИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытияи при ГКНТ СССР

113035, Иосква, N-35, Раушская наб., д. 4/5

Произ:".одственно-издательский комбинат Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,101