Устройство для преобразования "перемещение-код-фаза"

 

» 670956

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических реслкблик (61) Дополнительное к авт. свид-ву —— (22) Заявлено 17.01.77 (21) 2444424 18-24 с присоединением заявки Xo— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 30,06.79. Бюллетень Хе 21 (45) Дата опубликования описания 30.06.79 (51) М. Кл.

G 08С 9!06

Государственн.нй комитет ссср (53) УДК 681.325 (088.8) до делам изобретений и открытий (72) Авторы А. С. Шаталов 10 А. Шаталов, Ю. В. Найдин, изобретен ил И. Д; Новодворский, А. И. Соловьев, В. Г. Полетаев и В. А. Кудинов

Ордена Трудового Красного Знамени экспериментально-научно-исследовательский институт металлорежущих станков и Научноисследовательский электромеханический институт (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ

П EP ЕМЕЩЕН И Е- КОД-ФАЗА

Изобретение отноаится к области автоматик и и вычислительной техн ики, в част,ности,,к области числового программного управления. О но может быть использовано при построении сиотем числового про-,рамного управления станками.

Известно фотоэлектрическое импульснофазовое устройот во, содвржащее источник света, подвижную и,неподви иную растровые решетки, образующие растровое сопряжение, фотоприемники, генератор импульсов, делитель частоты, блок формирования импульсов управлвния ключами, ключи, суммирующий усилитель, интегратор и нуль-индикатор (1).

На иболее близким по техническому решению к предложенному является устройст во для преобразования перемещение-кодфаза, содержащее генератор .импульсов, выход которого подклнтчсн к входу опорного делителя частоты, датчик, выход которого через фильтр подключвн к первому входу блока демодуляции (2).

Однако эти успройства имеют малую точнооть. Целью изобретения являет-я повышен не точ ности устройства.

С этой целью в устройство введены последовательно соединенные интегРирующий усилитель постоянного тока, преобразователь напряжения в частоту импульсо в и ре2 вврсивный счетчик, два сумматора, логический блок и блок ключей, вход интегрирующего усилителя постоянного тока соединен с выходом блока демодуляции, одни входы сумматоров соединвны с выходами прямого кода опор ного делителя, другие входы первого сумматора соединены с выходами прямого кода реверсивного счетчика, а другие входы второго сумматора— с выходами обратного кода,реввроивного счетчика, выходы сумматоров через логический блок I103ключены к 0JlotD 1 11очеЙ, выходы которого соединены с дат п.ком, второй вход блока демодуляции соединен

15 с выходом опорного делителя.

На фиг. 1 предста влвна блок-схема устройства; па фпг. 2 — широтно-импульсный спнусно-косинусный преобразователь, входящий в состав устройства.

20 Устройство (см. фиг. 1) содержит генератор импуль ов 1, опорный делитель частоты 2, широтно-импульсный спнусно-косинусный преобразователь 3, реверсивным счетчик 4, датчик 5, фильтр б, блок демо 5 дуляции 7, интегрирующий усилитель постоянного тока 8, преобразователь напряжвкия в частоту импульсов 9.

П;реобразаватель (см. фиг. 2) состоит из .двух сумматоров 10, 11, логического зо блока 12 и блока ключей 13, 14, 15, 16, 670956 выходы которых соединены с обмоткамп

17, 18 датчика 5.

Устройство работает следующим образом. Импульсы тактовой частоты от генеipaTopa 1 заполняют опорный делитель 2.

На входы широтно-,импульсного си нусно-кооинуаного преобразователя 3 поступают числовые коды со всех разрядов опорного дел|ителя 2 и реверси вного счетчика 4, содержимое KoTopoI о В каждый момент времени соответствует измеряемому механическому .перемещению. Широт но-импульсный синусно-коспнусный преобразователь 3 вырабатывает чередующиеся разнополярные прямоугольные импульсы стаб илизированной амплитуды, модулированные по длительности в соответствии с содержанием реверсивного счетчика 4, а также формирует поступающий на фазовый выход устройства прямоугольный импульсный сигнал, сдвиг по фазе которого соответствует измеряемому перемещению. С преобразователя

3 импульсы поступают на датчик 5 (индуктосин, резольвер или фотоэлектрический датчик).

При использовании индуктосина или резольвера на две входные обмотки датчика 5 поступают две последовательности чередующихся,разнополяр|ных прямоугольных импульсов стабилиз и раванной амплитуды, центры которых для обеих последовательностей имп ульсов совпадают между собой и сохра няют фиксированное во времен и положение относительно сигчалов с опорного делителя, пр ичем длительности импульсов ли нейно зависят от содержимого реверси вного счетчика 4. Фильтр 6 выделяет первую га рмон ическую составляющую указанного сигнала, являющуюся оипналом ра соогласова ния следящей системы. С выхода фильтра 6 сипнал рассогласования постоя иной частоты поступает на оди н из входов блока демодуляции 7, а на друпой епо .вход. поступает импульсный прямо угольный оипнал с опорного делителя 2, причем суммарный сдвиг по фазе оипнала рассогласован ия постоя и ной частоты выбран таким, что в зависимости от знака рассогласова н ия сипнал рассоглаоова ния,на входе блока демодуляции 7 синхрофазен ил и противофазен импульсному сигналу с опорного дел ителя.

На выходе блока демодуляции 7 формируется сигнал, имеющий постоянную составляющую, величина и знак которой соответствует величине и знаку сигнала рассогласования цифровой следящей. системы.

Выход блока демодуляции 7 соединен со входом ннтепри рующего усилителя постоянного тока 8, на выходе которого формируется напряжение, полярность и величина которого определяются, соответствен,но, направлением и скоростью :перемеще.ния тока. Выход ннтегрирующего усилите4 ля постоянного тока 8 соед1инен со входом преооразователя,напряжения в частоту импульсов 9. Преобразователь напряжения в частоту импульсоь 9, один из выходов которого соединен со входом прямого счета, а другой выход — со входом обратчого счет а реверсивного счетчика 4, генерирует импульсы, частота которых соответствует абсолютной величине входного напряже О ния, причем в зависимости от полярности входного на п ряжвния эти импульсы поступают на вход прямого счета или на вход обратного счета реверсинного счетчика 4, и изменяют его содержимсе таким образом, 15 что сипнал рассогласования на входе блока демодуляции 7 устанавливается рав ным н,улю.

На входы cymMaropa 10 поступают в прямых параллельных кодах содержимое

20 опорното делителя 2 и содержимое реверсивного счетч|ика 4. На входы сумматора 11 содержимое опо р ного делителя 2 поступает в прямом, а содержимое реве рсив ного счетчи ка 4 — в ооратном коде. Пр и этом сдви25 ги по фазе импульсных прямоугольных сигHBJIoiB, снимаемых со ста|рших разрядов сумматоров 10 и 11, относительно сигнала с опорного дел ителя 2 соответствуют содержимому реверсивного счетчика 4,,равны 3O между собой по величине н противоположны.по знаку. Сигналы с сумматоров 10 и 11 поступают на лопический блок 12, управляющий блоком счетчиков 13, 14, 15, 16, выходы которых соединены с обмотками 17, 35 18 датчика 5 таким образом, что на них поступают чередующиеся, разнополярные прямоугольные импульсные сигналы, модулирован ные по длительности в соответстBiHH с содержимым, реверсивного счетчи4О ка 4.

В предлагаемом устройстве более, чем на порядок, увеличивается статическая точ,ность IIIpeoopa3oBBIHIH5I и устраняется ошибка, .п ропцрцианалыная скорости измеряемо46 го перемещения. Предлагаемое устройство преобразует измеряемое перемещение в унита р ный код, параллельный код и сдвиг по фазе прямоугольного импульса, что обеспечивает универсальность elo п рименения.

БО П риме нен ие ста нда ртных элементов и отсутствие и нд уктивностей обеспечивает возможно сть мик роминиàтю р изации предлагаемого у стройства. Использование данного уcTipoHicTiBB в следящих системах и в

55 системах числового программного управлення cTBIHKavIH позволит более, чем на порядок, увеличить статическую и gHiHaмическую точность работы указанных систем.

Наряду с высокой статической и динамиче6О ской точ ностью п реоб разования предлагаемое устройство обладаег высокой помехозащищенностью, избирательностью и повышенным коэффициентом усиления сигнала с датчика, что обеспечивает его эффектив65 ное использование с прецизионными фото670956

Puz.

Составитель Г. Антонова

Техред Н. Строганова корректор А Степанова

1зедактор Н. Веселкина

Изд. № 402 Тираж 727

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР ло делаи изобретений и открытий

IiI3035, Москва, 5К-35, Раушская нао.. д. 4,;5

Заказ 4169

Подписное

Загорская типография Упрполиграфнздата Мосоолиспо IKoM2 электрическими датчиками и датчиками типа «Индуктосин», полезный выходной сигнал которых составляет единицы милливольт.

Формула изобретения

Устройство для преобразования перемещение-код-фаза, содержащее генератор импульсов, выход которого подключен к входу опорного делителя частоты, датчик, выход которого через фильтр подключен к первому входу блока демодуляции, отл ич а ю щс ес я тем, что, с целью повьппения точности устройства, в него введены последовательно соединенные интегрирующий усилитель постоя нного тока, преобразователь напряжения в частоту импульсов и реверсивный счетчик, два сумматора, логический блок и блок ключей, вход интегриру1ощего усилителя постоянного тока соединен с выходом блока демодуляции, одни входы сумматоров соединены с выходами прямого кода опорного делителя, другие входы первого сумматора соединены с выходами прямого кода реверсивного счетчика, другие входы второго сумматора — с выходами обратного кода реверсивного счетчика, выходы сумматоров через логиче10 скпй блок подключены к блоку ключей. выходы которого соединены с датчиком, второй вход блока демодуляции соединен с выходом опорного делителя.

Источники информации, 15 принятые во внимание при экспертизе

1. Преслухин Л. Н. и др. Муаровые растровые датчики положения. М., «Машиностроение», 1969, с. 108 †1, 132 †1.

2. Авторское свидетельство СССР

20 ¹ 435505, кл. G 05В 19/36, 1973.