Преобразователь перемещение-код

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

tits 510732

Союз Советских

Социалистических

Республик

° +. с1 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 10.06.74 (21) 2037086/18-24 с присоединением заявки 1че (23) Приоритет

Опубликовано 15.04.76, Бюллетень М 14

Дата опубликования описания 20.04.77 (51) М. Кл. 6 08С 9/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 681.34(088.8) (72) А вторы изобретения В. Д. Тибеньков, В. И. Халимонов, А. К. Мовшев и В. П. Майоров (71) Зая|витель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИŠ— КОД

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в цифровых устройствах прецизионного измерения угловых и линейных перемещений.

Известны преобразователи перемещение— код, содержащие датчик перемещения, выходы которого соединены с одними входами блока определения направления перемещения, другие входы которого соединены с выходами аналого-цифрового преобразователя, сумматор и двухполупериодный выпрямитель.

Однако известные устройства отличаются недостаточно высокой точностью работы из-за сложности их схемы и большого количества последовательно-соединенных элементов.

Целью изобретения является повышение точности работы преобразователя.

Это достигается тем, что в предлагаемый преобразователь, введены двухполярные ограничители амплитуды сигналов, причем выходы датчика перемещения через двухполярные ограничители амплитуды сигналов подключены ко входам сумматора, выход которого соединен с третьим входом блока определения направления перемещения непосредственно, и через двухполупериодный выпрямитель — со входом аналого-цифрового преобразователя.

На фиг. 1 изображена функциональная схема предложенного устройства; на фиг. 2и 3 —— графики, поясняющие его работу.

Преобразователь перемещение — код содержит (фиг. 1) датчик 1 перемещения, выходы ко5 торого соединены через двухполярные ограничители 2 амплитуды сигналов со входами сумматора 3 и непосредственно с одними входами блока 4 определения направления перемещения, другие входы которого соответственно

10 подключены к выходу сумматора 3 ii выходам аналого-цифрового преобразователя 5, в;остав которого входят: цифроаналоговый преобразователь 6, сравнивающее устройство 7 и реверсивный счетчик 8. Блок 4 определения

15 направления перемещения содержит дифференциальный усилитель 9 постоянного тока, пороговые элементы 10 и 11, настроенные на нулевой уровень входного сигнала, логические элементы «И†HE» 12 и 13 и логические эле20 менты «ИЛИ вЂ” HE» 14. Выход сумматора 3 через двухполупериодный выпрямитель 15 подключен ко входу аналого-цифрового преобразователя 5.

Работа предлагаемого устройства происхо25 дит следующим образом.

Синусоидальные (квазисинусоидальные) электрические сигналы Ut и U» (фиг. 2) с датчика 1 перемещения (фиг. 1) поступают на входы двухполярных ограничителеи 2, с вы30 ходов которых ограниченные сигналы U3 и К, 510732 (фиг. 2) поступают на входы сумматора 3 (фиг. 1).

Принцип получения линейно изменяющегося периодического сигнала треугольной формы основан на том, что синусоида на участках от — 45 до +45 и от+135до +225, т. е. в интервале амплитуды (— 0,7U +0,7U„,) практически линейна (U,„— амплитуда синусоидальпого сигнала). Суммирование сигналов Uq и U„, полученных ограничением на уровне -1-0,7U и — 0,7U синусоидальных электрических сигналов U< и U>, сдвинутых один относительно другого на 1/4 периода, дает линейно изменяющийся двухполярный электрический периодический сигнал треугольной формы U; (фиг. 2), Выпрямление сигнала U,; двухполупериодным выпрямителем

15 (фиг. 1) позволяет получить сигнал треугольной формы U (фиг. 2), содержащий четыре линейных участка за период входного си нусоидаль ного сигнала, Квантование линейно изменяющегося напряжения U-, по уровню с шагом ЛУ аналого-цифровым преобразователем 5 следящего типа, объединение импульсоз сложения Ua (фиг. 3) и импульсов вычитания U9 с выходов сравнивающего устройства 7 позволяет получить на выходе преобразователя перемещение — код 4(2" — 1) импульсов за период, входного синусоидального сигнала, что равносильно делению шага растровой шкалы, которому соответствует период синусоидального сигнала, яа 4(2"- — 1) частей.

На фиг. 3 приведены диаграммы напряжения для n=3.

Пороговый элемент 10 oci ществляет формирование сигнала перехода через нулевой уровень напряжения UÄ-, а пороговый элемент

ll формирует сигнал перехода через нулевой уровень разности входных напряжений U и

U . На фиг. 3 U>< и Ui> — сигналы с прямых выходов пороговых элементов 10 и 11. Логические элементы 12 — 14 осуществляют логическое умножение, логическое сложение и инвертирование прямых и ин версных сигналов пороговых элементов 10 и 11. Учитывая определенные логические соотношения между импульсами с выходов сравнивающего устройства 7 — U8, Ug и потенциальными сигналами с выходов логических элементов 14 — U и

U13 (фиг. 3), блок 4 определения и направления перемен;ения ооъединяет импульсы в одну цепь и выдает их на выход U+ пли па выход U —.

Увеличение коэффициента интерполяции, т. е, повышение точности измерения аеремещения, возможно за счет увеличения разрядности аналого-цифрового греобразователя следящего типа, что дает !

V — 4 (2" — 1), где Л вЂ” коэффициент интерполяции; n — число разрядов аналого-цифрового преобразователя. При этом следует учитывать нелинейность полученного треугольного сигнала U6

20 (фиг. 2); необходимо выполнение условия

Л(/6(0,5AU, где А 4 — погрешность нелинейности сигнала U<, AU — шаг квантования.

Формула изобретения

Преобразователь перемещение — код, содержащий датчик перемещения, выходы которо30 го соединены с одними входами блока определения направления перемещения, другие входы кото-,ого соединены с выходами аналогоцифрового преобразователя, сумматор и двухполупериодный выпрямитель, о т л и ч а ю35 шийся тем, что, с целью повышения то lii0сти работы преобразозателя, B него введены двухполярныс огрзп гчители амплитуды сигналов, причем выхды дагчика перемещения через двух полярные ограничители амплитуды

40 сигналов подключены к входам сумматора, выход которото соединен с третьим входом блока определения направления перемещения непосредственно, и через двухполупериодный выпрямитель — со входом аналого-цифрового

45 преобразователя.

Редактор И. Шубина

Составитель И. Загорбинина

Техред Т. Трусова

Корректор 3. Тарасова

Заказ 1365/5 Изд. № 1346 Тираж 830 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2