Преобразователь перемещения в код

Авторы патента:

G08C9 - Системы для передачи измеряемых переменных величин, управляющих или подобных сигналов (пневмогидравлические передающие системы F15B; чувствительные элементы для определенных физических переменных см. в соответствующих подклассах, например классов G01,H01; индикаторные или регистрирующие устройства см. в соответствующих подклассах, например G01D,G09F; механические средства для преобразования выходного сигнала чувствительного элемента в различные переменные величины G01D 5/00; мостовые схемы с автоматической балансировкой G01R; управление положением вообще G05D 3/00; механические системы управления G05G; системы для передачи только сигналов "включено-выключено", системы для передачи сигналов тревоги G08B;

Союз Советских

Социалистических ае пуе

ОП ЙСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕЙ ЙЯ

К АВТОРСКОМУ СЗИДМТВЛЬСТВУ (i636653 (61) Дополнительное к авт. свил- ву (22) Заявлено 06.08.76 (21) 2393792/18-24 с присоелинением заявки №

G 08 С 9/00 (23) Приоритет (43) Опубликовано05.12.783юллетень № 45 (45) Дата опубликования описания 08.12.78

Госудврственнвй коцита

Санвта Министрав Сйр аа делан изсбрвтбний н открытий

53) ДК881..395 (088.8) (72) Автор изобретения

A. H. Латышев (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕШЕНИЯ В КОД

Изобретение относится к автоматике и измерительной технике, и в частности, может найти применение дпя измерения перемешений рабочих органов метаппорежуших станков.

Известны преобразоватепи перемещения 5 в цифровой код, основанные на амплитуд ном режиме работы датчика перемещения.

Одни иэ известных преобраэоватепей сос тоят из датчика перемещения, функционапьного преобразаватепя код-напряжение, та реверсивных счетчиков, устройства индикации, усипитепя-формироватепя, генератора. другие из известных состоят из дет35 чика перемещения, фипьтра:нижних частот, усипитеня-формирователя, генераторе импупьсов, трех, реверсивных счетчиков, бпока сравнения кодов, устройства индикации, 20 дешифраторов, триггера формироватеая импупьсов и согпасуюп его бпока (lf.

Наиболее бпизким техническим pemeнием явпяется преобраэоватепь, содержа

2 ший датчик, выход которого соединен через фильтр нижних частот с одним входом усипитепя-формироватепя, другой вход которого соединен с выходом генератора, а выход подкпючен ко входам первого и второго реверснвных счетчиков, первый из которых одними своими выходами подкпючен к одним входам бнока сравнения кодов, а второй - к блоку индикации, выходы бпока сравнения кодов подкпючены к,первым входам формирователя науа сов, вторые входы которого соединены с выходами старших разрядов первого реверсивного счетчика, а выходы формироватепя через согпасуюший бпок йодкпючены ко входам датчика(21.

В указанном преобразователе датчик перемещения включен в амппитудном режиме, причем формирование системы гармонических напряжений, подаваемых на входы датчика, производится с помощью спектрально-импульсного функционального преобразовате пя.

636653 4 нусному и косинусному закону в функции от ж-:угла cf. используется импульсная форма сиг-! нала.

Известно, что а м п пи туда первой гар5 моники последовательности прямоугольных импульсов определяется выражением

ZE - и 2+< ь1п !

2 т где E вЂ” амплитуда импульсов;

1а

С - длительность импульсов;

- период повторения импульсов.

Из этого выражения следует, что при изменении длительности импульса от 0 до

1Г/2 амплитуда первой гармоники меняется

15 по закону синуса в интервале от 0 до П / 2

0пя попучения косинусной зависимости достаточно сформировать импульс с дли- тельностью

К недостаткам подобного преобразоватеия можно отнести относительную спо ность.

Бель изобретения является упрощение преобразователя перемещения в код.

Поставленная цепь достигается тем, чтов преобразователь введены двоичный счетчик, вход которого подключен к выходу генератора, выходы двух старших разрядов - к третьим входам формирователя импульсов„а выходы остатка ных разрядов соединены с другими входами бло. ка сравнения кодов.

На фиг. 1 представлена блок-схема преобразователя перемещения в код.

На фиг, 2 представлены диаграммы работы преобразователя для первого квад ранта.

Выходная обмотка датчика 1 переме- > щения через фильтр 2 нижних частот подключена ко входу усилителя-формирователя 3. к другому входу которого подключен генератор 4, а выход подключен ко входам реверсивных счетчиков 5 и 6. Ко довые выходы реверсивного счетчика 5 соединены со входами блока 7 сравнения кодов, а кодовые выходы реверсивного счетчика 6 соединены со входами блока 8 индикации. Выход генератора 4 подключен @ к счетному входу счетчика 9, кодовые выходы которого подключены ко входам блока 7 сравнения кодов, а два старших разряда - ко входам формирователя импульсов. Выходы блока 7 сравнения кодов и выходы двух старших разрядов счетчика 5 подключены ко входам формирователя 10 импульсов,выходы которого через согласующий бнок 11 подключены ко входам датчика 1 перемещений.

40 датчик 1 перемещения включен в режиме пульсирующего поля (амппитудный режим), который описывается выражением

Урух К(Овх оь -, ь1п ч Ов, а п4:соьФ)р

"де (в®„= вы„ 1и цц1 - напряжение на выходе датчика перемещения;

simmer соьсА. -напряжение на входе сййусной обмотки датчика;

О „ьЮс =0 „МицИМис . -напряжение на входе косинусной обмотки, датчика;

К - коэффициент передачи датчика;

9 -угол поворота ротора датчика относительно статора;

gL -угон, задаваемый BD входных на пряжениях датчика.

При eL = Ч Ц „,„ О.

Дпя получения системы двух напряжений, амплитуды которых меняются по си7 Г Г и 2 иФ где Т вЂ” период повторения импульсов; „-длительность импульса в синусном канапе.

Если исходной информацией дпя формирования импульсов с дпитепьностью С „ является двоичный код угла (с ), то дпя формирования импульсов с длительностью (вЂ” вЂ” f } возможно испопьзот и вание обратного кода этого угла.

Йпя получения синусно-косинусной зависимости на интервале от 0 до 2 Х достаточно скомбинировать разнопопярные

Т импУльсы с длительностью Ги и 2 вЂ” и.

Преобразователь перемещения в код работает следующим образом.

Б реверсивном счетчике 5 хранится число, пропорциональное текущему положению ротора датчика 1 перемещения.

Это число в прямом и обратном кодах поступает в блок 7 сравнения кодов. На вторые входы этого блока также поступает прямой и обратный коды чиспа счетчика

9, На счетный вход счетчика 9 постоянно поступают импульсы с генератора 4, Число в этом счетчике в функции времени меняется по пилообразному закону: пинейно нарастает от 0 до N © затем в течение одного импульса сбрасывается до нупя. Блок 7 сравнения кодов имеет два канапа. В первом вЂ” сравнивается прямой код линейно-изменяющегося числа счетчика 9 с прямым кодом числа реверсивного счетчика 5. В момент равенства этих кодов выдается сигнал С„. Во втором канапе прямой код пинейнс -изменяющегося чиспа счетчика 9 сравнивает ся с обратным кодом числа реверсивного счетчика 5. В момент равенства этих

636653 кодов выдается сигнал С .Сигналы С оер.. и (. выходы двух старших разрядов обр., счетчиков 5 и 9 поступаю; нв входы формирователя 10 импульсов, формиро5 ватель 10 импульсов производнт формирование двух импульсных сигналов, длительности импульсов KotopbTx пропорциональные либо прямому, либо обратному коду числа в реверсивном счетчике 5.

На фиг. 2 приведены диаграммы работы, преобразователя для перього квадранта. В этом случае начало импульса синусно. го канала совпадает с появлением сигнала С ., а окончание вЂ” с сигналом С обр пр.

Иля косинусного канала начало импульса соответствует появлению сигнала С„>, а окончание вЂ” Сеф .

При работе во Й-й кввдрантах формирование заключается в комбинировании подобных импульсов различной полярности.

Преобразователь перемещения в код, содержащий датчик, выход которого соединен через фильтр нижних частот с одним входом усилителя-формирователя, другой вход которого соединен с выходом генератора, а выход подключен ко входам первого и второго реверсивных счетчиков, первый иэ которых одними своими выходами подключен к одним входам блока сравнения кодов, в второй - к блоку индикации, выходы блока сравнения кодов подключены к первым входам формирова- теля импульсов, вторые входы которого соединены с выходами старших разрядов первого реверсивного счетчика, а выходы формирователя через согласующий блок подключены ко входам датчика, о Tл и ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения преобразователя, в него введец, двоичный счетчик, вход которого нодключен к выходу генератора, выходы двух старших разрядов - к третьим входам формирователя импульсов, а выходы остальных разрядов соединены с другими входами блока сравнения кодов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Зверев А. Е., Максимов. В. П., Мясников B. А. Преобразователи угловых перемещений в цифровой код Л., "Энергия», 1974.

2. Авторское свидетельство СССР №536501, кл. Cj 08 С 9/00, 07.08.75.

Напряжение рассогласования с выходной обмотки датчика поступает в фильтр

2 нижних частот где происходит выделе. 3 ние первой гармоники. Гармонический сиг- " нал далее поступает в усилитель-формирователь 3, где происходитегоусиление и, в зависимости от фазы, формирование разностного импульсного, сигнала.

Разиостный импульсный сигнал затем поступает в реверсивный счетчик 5 и вызывает изменение числа в нем до тех пор, пока угол оС, хранящийся в реверсивном счетчике 5, не станет равным углу

45 поворота ротора датчика Ч>.

Как было отмечено выше при сК = Ч, выходное напряжение датчика равно 0 и

С выходов формирователя 10 импульсов импульсные последовательности, амплитуды первых гармоник которых пропорциональны синусу и косинусу угла счетчика 5 через согласующий блок 11 поступают на входы датчика 1 перемещения. импульсный сигнал на выходе усипитоляформирователя отсутствует.

PA.3)3ocTHbfé IIM II ëüñíûé сигнал одновременно поксчитывается счетчиком 6, управляющим блоком 8 индикации.

По сравнению с известными предлагаемый преобразователь проще, так как, вопервых один счетчик выполнен нереверсивным, а, во-вторых„из него исключены два дешифратора и триггер.

Формула изобретения