Способ преобразования перемещения в код

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, а именно к способам преобразования механических перемещений в код. С целью повышения точности известного способа формирования кода с помощью бегущей метки, по фазному импульсу начинают формировать дополнительные квадратурные гармонические сигналы с частотой, кратной частоте формирования временной шкалы, затем их суммируют с соответствующими основными квадратурными гармоническими сигналами так, чтобы выделить совпадающие по фазе импульсы на разностной частоте, с помощью которых формируют управляющий импульс, фаза которого по сравнению с фазой гармонического сигнала частоты временной шкалы отличается на величину, не превышающую кванта измерения фазы бегущей метки. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН рц Н 03 М 1/50> (/64

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЩ4

ПРИ ГННТ ССа

1 (21) 4601459/24-24 (22) 31.10.88 (46) 30.08.90. Бвп. В 32 (72) В.Т. Лузинский, В.Н. Петров, Н.В. Петропольский и А.Е. Фуфурин (53) 681.325(088.8) (56) Электромеханические преобразователи угла с электрической редукцией/Под ред, А.А. Ахметжанова. — И.:

Энергия, 1978, с. 193. рис. 67.

Петропавловский В.П.,Синицын Н.В.

Фазовые цифровые преобразователи угла. — М.: Машиностроение, 1984, с. 118, рис. 95. (54) СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ПЕРЕМЕЩЕ,НИЯ В КОД (57) Изобретение относится к автомати. ке и вычислительной технике, а именИзобретение относится к автоматике и вычислительной технике, а именно к способам преобразования механических перемещений в код, и может быть использовано при создании информационных и автоматизированных систем с цифровым управлением.

Цель изобретения — повышение точности способа преобразования перемещения в код путем увеличения его разрешающей способности.

Способ преобразования перемещения в код заключается в формировании пер-, вого линейно нарастающего кода с одной, частотой и, преобразовании этого кода в первый Usin(i(, t и второй U сов(i((11 гармонические напряжения, преобразовании их, например, с помощью СКВТ в

„„SU„,15 9396 А "(2 но к способам преобразования механических перемещений в код. С целью повьппения точности известного способа формирования кода с помощью бегущей метки, по фазному импульсу начинают формировать дополнительные квадратурные гармонические сигналы с частотой, кратной частоте формирования временной шкалы, затем их суммируют с соответствующими основными квадратурными гармоническими сигналами так чтобы выделить совпадающие по фазе импуль-. сы на раэностной частоте, с помощью которых формируют улравляниций импульс, фаза которого по сравнению с фазой гармонического сигнала частоты времен- ( ной шкалы отличается на величину, не превышающую кванта измерения фазы бегущей метки. 1 ил . третье U sin((d, t+g) и четвертое (Д

U cos (со,t+o() гармонические напряже- (,"© ния, фаза которых a(пропорциональ- ф на перемещению, преобразовании фазы третьего гармонического напряжения по

I сравйению с фазой первого гармонического напряжения в код (старших разрядов выходного кода, который отличается от перемещения o(на

2(( д 4, формировании в момент совпадения первого линейно нарастакицего кода с кодом старших разрядов выходного кода второго линейно нарастающего кода с другой частотой К, кратной частоте п преобразовании второго линейно нарастакщего кода в пятый U sin ®

U sin cdirt-U sin (10 t+ l)

1„ + Q g t+0(= 2Цсоз (-- — --" — — ) °

uJ, t - Cd t+ a

8111 ()

2 и из четвертого шестое напряжения

1589396 например, на синусно-косинусном датчике перемещения (СКВТ), формирователи 9 и 10 импульсов, аналоговые сумматоры

11 и 12, элемент И 13, цифровой компаратор 14, блоки 15 и 16 преобразования фазы в код, шину 17 опорного напряжения, !

Устройство работает следующим образом.

U с08 ((1)1 Й+ц() 1у cosUJgt

Cd1 +М Ф+ о(. cu t- ЩС+ о(-2U вхп (— — — — — --) sin (- - — — ----)15

2 2 (2) : формировании седьмого напряжения по положительным градиентам которых формипуют импульсы. Йоомиооваиии по сов- о падению их фаз управляющего сиг

: нала, фазу которого по сравнению с

" фазой первого гармонического напряже ния преобразуют в код младших разрядов выходного кода.

Управляющий сигнал, полученный в

,результате сравнении напряжений (1) и (2) имеет частоту, равную половине, разности частот обеих пар сигналов, 30, а его фаза равна значению - -,Измеряя

2 . фазу управляющего сигнала по сравнению с фазой первого гармонического напряжения, формируют кодовую информаМ ( цию (— - -.-) пропорциональную вели2 2 чине с" . Следовательно, к грубой кодовой информации g перемещения добавляется точная кодовая информация, -Поскольку период дополнительной кодо- 40 вой информации (точная) в целое число меньше периода грубой кодовой информации, частота преобразования эточ части информации (без информационных потерь) принята в целое число раз кратной частоте преобразования дополнительной информации, т.е. суммарную информацию получают менее чем за два периода основного периода гармонического напряжения. 50

На чертеже приведена блок-схема устройства, реализующего способ преобразования перемещений в цифровой код, Устройство содержит генератор 1 импульсов (Г), два делителя 2 и 3 часто-SS ты (ДЧ1 и ДЧ2), функциональные цифроаналоговые преобразователи (ФЦАП)

4 — 7, фазовращатель 8, выполненный, При подаче питания на блоки устройства, кроме фаэовращателя 8 (СКВТ), на аналоговых входах ФЦАП

4 — 7 устанавливаются опорные напряжения, равные П „. С выхода генератора на счетные входы делителей 2 и 3 поступают импульсы. С выходов разрядовделителя 2 частоты код поступает на цифровые входы 4ЦАП 4 и 5, который с помощью опорного напряжения преобразуются на выходе ФЦАП 4 в аналоговый сигнал вида U sin cd,t, где

1д, f„ „ a на выходе ФЦАП 5 в аналоговыи сигнал U созови,t. Эти два аналоговых сигнала являются сигналами возбуждения для фазовращателя 8. На первом выходе фазовращателя 8 (при единичном коэффициенте передачи) формируется сигнал U sin (и,г+в(), где значение положения подвижной части фазовращателя 8. Этот сигнал поступает на один вход блока 15, где сравнивается по фазе с кодовым эквивалентом сигнала U sin u„t, в качестве которого используется сигнал с выхода последнего разряда делителя 2. На N-1 выходах блока 15, формируется код (y пропорциональный положению a(подвижной части фазовращателя 8. Код с блока

15 поступает на первую группу цифрового компаратора 14. На вторую группу входов которого поступает линейно нарастающий код с выходов делителя 2.

Таким образом, один раз эа полный период изменения кодовой информации делителя 2 на выходе цифрового компаратора 14 появляется импульс в момент совпадения кодов на его входах, т.е. когда его фазовое значение равно величине у . Этот импульс, поступая на вход установки нуля делителя 3, обнуляет делитель 3 частоты, который преобразуется ФЦАП 6 и 7 в аналоговые напряжения соответственно

U sin ((л й+ч) и U cos (M t+g) . В аналоговых сумматорах 11 и 12 получают напряжения с выходными напряжениями

1589396 6 + рК, тогда на выходах сумматоров

12 и 11:

2u sin p> — — — + "— -)sin I- — — - — g) (4)

f >t+ldZt + a(1 Гй) t-tugt

on. ). 2

Сформированные напряжения (3) и (4) поступают на соответствующие формирователи 9 и 10 импульсов, .где преобразуются в импульсы, привязанные к нулевым значениям соответствующих функций. При этом при обработке одина Lent+(dzt ковых функций. sin — — — — — — d импуль2 сы на выходах формирователей 9 и 10 совпадают, а при обработке функции виf

2 2 ) -1 2

4+4 7

+ — — -)сформированные импульсы не

2 совпадают во времени. Следовательно, на выходе элемента И 13 .появляется импульс, фаза которого пропорциональна значению фазы одинаковых функций

Г(d t -(de вида зж - — —,--- —, т.е. значению о . На выходе блока 16 формируется цифровой код, пропорциональный d разряды которого от (п+1) до (n+k) asляются продолжением разрядов 2 блока

15 и образуют с ним единый код, более точно соответствующий перемещению.

Таким образом, за счет увеличения разрешающей способности повышается точность преобразования.

Формула изобретения

Способ преобразования перемещения в код, основанный на формировании

5 фазовращателя 8 в соответствии с вы ражениями (1) и (2) . Примем, что о(первого линейно нарастающего кода частотой f. преобразовании этого кода в и первый и второй квадратурные гармонические напряжения, преобразование их соответственно в третье и четвертое квадратурные гармонические напряжения, фаза каждого из которых относительно первого и второго квадратурных гармонических напряжений соответственно пропорциональна преобразуемому перемещению, преобразовании фазы третьего гармонического напряжения в код старших разрядов выходного кода, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности способа путем увеличения его разрешающей способности,в нем сравнивают первый линейно нарастающий код с кодом старших разрядов выходного кода и в момент их совпадения начинают формирование второго линейно нарастающего кода с частотой

f, кратной частоте f преобразуют второй линейно нарастающий код в пятый и шестой квадратурные гармонические напряжения, вычитая попарно из пятого третье и из четвертого шестое гармонические напряжения,. формируют седьмое и восьмое напряжения, по положительным градиентам которых формируют импульсы, по совпадении фаз которых формируют управляющий сигнал, фазу которого по сравнению с фазой, первого гармонического напряжения преобразуют в код младших разрядов выходного кода.

f589396

2 пЧ

Соста:витель М. Сидорова

ТехРед Л.СеРдюкова КоРРектоР 0. Кравпова

Редактор Л. Пчолинская

Заказ 2547 Тираж 672 Подписное

ЬНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СЧСР

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

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