Способ формирования выходных сигналов измерительного преобразователя типа "индуктосин"

 

(„) 652656

Э

»». с:, g» .д

=-.

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 06, 10.76 (21) 24267 33/24-07 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано15.03.79.бюллетень № 10

Дата опубликования описания18.03.79 (51) М. Кл

Н 02 К 15/00

Н 02 К 24/00

Государственный намнтет

СССР

Il0 делам нзебретеннй н .сткрытнй (53) УДК 621 313, 00 1. 4 (088. 8) (72) Автору изобретения

Ф. И. Коган, Е, .А. Кузнецов, Я. Г. Гольдин и М. Ф. Алферова (71) Заявитель

Особое конструкторское бюро станкостроения (54) СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ВЪ|ХОДНЫХ СИГНАЛОВ

ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ТИПА

»ИНДУКТОСИН»

1 2

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в фазовых измерительных системах, являюшихся составной частью систем программного управления станками или цифровой индикации положения рабочего органа.

Наиболее близким техническим решением к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ формирования выходных сигналов измерительного преобразователя, заключаю- в щийся в том, что во входную цепь преобразователя подают переменное напряжение, в каждой выходной цепи получают последовательность выходных сигналов, амплитуда которых изменяется по синусно-косинусному закону, а частота равна частоте входного переменного напряжения, в измеритель. ной системе формируют периодическую последовательность опорных сигналов, уравнивают частоту опорных сигналов с частотой выходных сигналов, выходные сигналы сум- 20 мируют, результирующий сигнал подают на вход измерительной системы и в момент появления опорных сигналов определяют параметры результирующего сигнала преобразователя (1).

Однако известным способом невозможно получить выходной сигнал постоянной амплитуды, изменяющийся по фазе.

Цель изобретения — повышение качества формирования выходного сигнала.

Указанная цель обеспечивается тем, что переменное напряжение дополнительно подают в выходные цепи преобразователя, из последовательности опорных сигналов дополнительно формируют две периодические последовательности импульсов в форме меандра, одну из которых смешают по фазе относительно другой на четверть периода, полученные опорные сигналы подают в выходные цепи преобразователя, в каждой из которых в течение одного полупериода каждого импульса соответствуюшей данной входной цепи последовательности опорного сигнала суммируют переменное напряжение с синфазным ему сигналом преобразователя, в течение другого полупериода каждого импульса этой же последовательности суммируют переменное напряжение с противофазным выходным сигналом преобразовате652656

55 ля, полученные таким образом в каждой выходной цепи ампЛитудно-модулированные сигналы детектируют, выделяя постоянные составляющие, суммируют полученные сигналы, выделяют первую гармоническую составляюшую результирующего сигнала, которую подают на вход измерительной системы.

На фиг. 1 представлено устройство, реализующее данный способ; на фиг. 2 — временная диаграмма, поясняющая способ.

Высокочастотное переменное напряжение

Un<> (фиг. 2,а) формируют в источнике питания 1. Это переменное напряжение направляют во входную цепь 2 индуктосина. На выводах каждой из двух обмоток головки 3 индуктосина получают последовательность выходных сигналов U „,„ и (фиг. 2,б и 2,в) соответственно, причем на одном выводе обмотки получают сигналы, синфазные входному переменному напряжению, а на другом выводе той же обмотки— противофазные (последние на диаграмме не показаны). Сигналы U b» > и U,„„>i и противофазные им сигналы направляют соответственно в смесители 4 ц 5. К другим входам смесителей 4 и 5 подводят переменное напряжение от источника 1.

В измерительной системе 6 формируют первую последовательность импульсов меандра Uynp (фиг. 2,г) и направляют ее в смеситель 4 и фазоврашатель 7. В фазоврашателе 7 формируют другую последователь -ность импульсов меандра Uy p j1 (фиг. 2,д) и направляют ее в смеситель 5. Амплитудно-модулированные сигналы U«« и(1< 11 (фиг. 2,е и 2,ж) из смесителей направляют соответственно в детекторы 8 и 9. После детектирования и удаления постоянной составляюшей сигналы направляют в сумматор 10.

В сумматоре 10 сигналы суммируют и полученный сигнал (фиг. 2,з) направляют в фильтр 11, где выделяют из суммарного сигнала Uq первую гармоническую составляющую U (фиг. 2,и).

Сигнал U направляют на вход измерительной системы 6.

Устройство; реализуюшее способ, работает следуюшим образом.

В источнике 1 формируют высокочастотное (1,65 Мгц) переменное напряжение U,„, и направляют его в обмотку шкалы 2. На выводах обмоток головки 3 получают выходные сигналы Upped 1 и U,y((, частота которых равна частоте- входного переменного напряжения U„„, . При" этбм "йа - одном выводе каждой из обмоток выходные сигналы синфазны U>„„, а на другом выводе той же обмотки противофазны V„« .

Амплитуды U„,„> и И„„п связаны между собой синусно-косинусной зависимостью, 4

Выходные сигналы U „,i и U„ù i напИВляют в смесители 4 и 5 соответственно. Одновременно в измерительной системе 6 из опорных сигналов формйруют последовательность импульсов В форме меандра Uy р1.

Эту последовательность направляют в смеситель 4 и фазоврашатель 7. В фазовраша- теле 7,формируют еше одну последовательность импульсов меандра Vynp>1, сдвинутую по фазе относительно Vy«1 на четверть, периода опорных сигналов. Последовательность Uynp ц направляют в смеситель 5.

В смесителе 4 в течение первого полупериода каждого иМпульса меандра Uy p 1 суммируют переменное напряжение U„„, с выi5 ходными сигналами U8,,xi, снимаемыми с одного вывода обмотки головки.

При данном положении головки над шкалой эти сигналы, например, синфазны. При другом положении головки над шкалой сиггс налы, снимаемые с этого же вывода обмотки головки, противофазны U „ .

Затем в течение второго полупериода каждого импульса меандра Uypp f суммируют с сигналами U „xi, снимаемыми с другого вывода той же обмотки и противог5 фазными Ц, „

Таким образом, в течение первого полупериода Uyrtp I получают сумму сигналов

Univ и Б „,„(, а в течение второго полупериода Uy„i получают разность тех же сигналов. В результате на выходе смесителя получают амплитудно-модулированный сигнал V <1, глубина модуляции которого равна величине выходных сигналов U „„( индуктосина. Частота этого амплитудно-модулированного сигнала V<>< 1 равна часто35 те опорных сигналов измерительной системы.

Одновременно, со сдвигом по фазе на

1/4 периода опорных сигналов измерительной системы аналогичные операции осуществляют в смесителе 5 с сигналами U„g

4о 11 „„ 1(, управляя процессом суммирования в полупериоды сигнала Vynp Ц. В результате получают амплитудно-модулированный сигнал 13л, д ц . Глубина модуляции это- ° го сигнала равна величине 1) ц„11, а часто45 та равна частоте опорных сигналов измерительной системы. Фаза сигнала U„ 1(ñäâèнута относительно сигнала U pp f на 1/4 периода.

Сигналы Uмод1 и Uìîä)1 направляют в детекторы 8 и 9 соответственно. В детекторах 8 и 9 каждый из выходных сигналов детектируют и затем удаляют постоянную составляюшую. Выходы детекторов 8 и 9 соединены с различными входами сумматора 10. В этом блоке сигналы суммируют, в результате чего получают сигнал сложной формы. Результирующий сигнал пропускают через фильтр 11. В фильтре 11 из сигнала

11 выделяют первую гармоническую сос652656 тавляющую U. Полученный таким образом синусоидальный сигнал подают на вход фазовой измерительной системы 6.

Амплитуды амплитудно-модулированных сигналов U„>< г и U„0A 11 и соответственно амплитуды детектированных сигналов связаны синусно-косинусной зависимостью. Кроме того, эти сигналы сдвинуты по фазе друг относительно друга на 1/4 периода. Следовательно, первая гармоническая составляющая U, выделенная из сигнала U, равного сумме детектированных сигналов, по мере движения головки «индуктосина» над его шкалой будет изменять фазу, сохраняя постоянство амплитуды. Частота этого синусоидального сигнала равна частоте опорных сигналов измерительной системы.

В фазовой измерительной системе с помощью заполняющих импульсов производят отсчет фазы синусоидального сигнала.

Начало отсчета определяется моментом появления опорного сигнала.

Основным преимуществом амплитудного способа преобразований является точность.

Осуществление предложенных дополнительных преобразований позволило реализовать это качество и в фазовых измерительных системах

Формула изобретения

Способ формирования выходных сигналов измерительного преобразователя типа

«индуктосин», заключающийся в том, что во входную цепь преобразователя подают переменное напряжение, в каждой из выходных цепей получают последовательности выходных сигналов с частотой, равной частоте входного переменного напряжения, амплитуды которых связаны синусно-косинусной зависимостью, в измерительной системе фор10 мируют периодическую последовательность опорных сигналов, уравнивают частоту выходных сигналов с частотой опорных сигналов системы, выходные сигналы суммируют, результирующий сигнал направляют на вход измерительной системы и в моменты появления опорных сигналов определяют параметры результирующего сигнала преобразователя, отличающийся тем, что, с целью повышения качества формирования, дополнительно направляют переменное напряжение в выходные цепи преобразователя, из последовательности опорных сигналов дополнительно формируют две периодические последовательности импульсов в форме

15 меандра, одну из которых сдвигают по фазе относительно другой на четверть периода, полученные опорные сигналы подают в выходные цепи преобразователя, в каждой из которых в течение одного полупериода каждого импульса соответствующей данной вход-! ной цепи последовательности опорного сигнала суммируют переменное напряжение с синфазным ему выходным сигналом преобразователя, в течение другого полупериода каждого импульса этой же последователь-! ности суммируют переменное напряжение с противофазным выходным сигналом преобразователя, полученные в каждой выходной цепи амплитудно-модулированные сигналы детектируют, выделяя постоянные составляющие, и после суммирования выделяют первую гармоническую составляющую результирующего сигнала, которую подают на вход измерительной системы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Оливетти. Отделение цифрового программного управления фирмы. Отсчет координат. Набор координат. Считывание координат. Мод. Р12Р1. Бюллетень технической информации, 1973.

652656

//у уг

Vip

Йчоо

4 юодХ

Pire. о"

Составитель А. Головченко

Редактор Л. Зубов Техред О. Луговая Корректор Е. Папи

Заказ 1073/51 Тираж 856 «Подписное

ЫНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

I! 3035, Москва, Ж-35, Раушская иаб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4