Преобразователь перемещений в код

 

ОПИСА ИЕ

ИЗОВРЕтюиия "

Союз Советских

Социалистических республик

К АВТОРСКОМУ СВИ ВТИЛЬСТВУ (6! ) Дополнительное к авт. сеид»ву(51)М. Кл.з (22) Заявлено 2%0180 (21) 2913620/18-24 с присоедичением заявки Ко—

G 08 С 9/04

Государственный комитет

СССР яо делам изобретений н открытий (23) ПриоритетОпубликовано 231181. Бюллетень М 43

Дата опубликования описания 2 311.81 (53) УДК 681.325 (088. 8) (72) Авторы изобретения

К. С. Крищюнас и В. В. Лаурушка (71) Заявитель

Каунасский политехнический институт им. Антанаса Снечкуса (54) ПРЕОБРАЗОВЛТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ В КОД

Изобретение относится к системам автоматического контроля и регулирования.

Известен преобразователь перемещения, который содержит две индуктивные измерительные цепи, парафаз— ный усилитель, усилитель-ограничитель, ключ, триггер и дифференцирующую цепь и позволяет получить дискретный сигнал при перемещении якоря через границы позиций (1).

Недостатком преобразователя является отсутствие сигнала, указывающего направление перемещения, что де- 15 лает невозможным определение полного перемещения по числу дискретных импульсов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является двухканальный индуктивный преобразователь перемещения, который содержит четыре индуктивные измерительные цепи, усилители-ограничители, компара-торы знака, ключи, парафаэный усилитель, триггер, многофазный триггер, элементы ИЛИ, И и блок определения направления перемещения (2 J, Недостатком известного преобразователя является его сложность .. 30

Цель изобретения .— упрощение пре-, образователя.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователе перемещения в код, содержащем две индуктивные измерительные цепи, парафазный усилитель, ключи, два элемента

И, ИЛИ и блок определения направления перемещения, неинвертирующий выход которого соединен с первым входом первого элемента И, а инвертирующий выход соединен с первым входом второго элемента И, выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, введены шесть элементов И, четыре элемента ИЛИ, компараторы знака и формирователи импульсов, выходы которых подключены к входам второго элемента ИЛИ, выход первой индуктивной измерительной цепи соединен с первыми входами первого компаратора знака и первого ключа, выход которого соединен с первым входом парафазного усилителя, неинвертирующий выход первого компаратора знака соединен с первым входом блока определения направления перемещения, вторым входом первого элемента И и первым входом третьего элемента И, выход которо о соединен

883948 с первым входом третьего элемента

ИЛИ, выход которого соединен с входом первого формирователя импульсов и первым входом второго ключа, выход которого соединен с вторым входом парафазного усилителя, неинвертирующий выход блока определения направления перемещения соединен с первым входом четвертого элемента И, выход которого соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, неинвертирующий выход которого соединен с вторым входом третьего элемента И, а инвер— тирующий выход соединен с первым входом пятого элемента И, выход которого соединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ и первым входом 15 четвертого элемента ИЛИ, выход которого соединен с третьим входом парафазного усилителя, инвертирующий выход блока направления перемещения соединен с первым входом шестого Щ элемента И, выход которого соединен с первым входом пятого элемента ИЛИ, неинвертирующий выход которого соединен с первым входом седьмого элемента И, а инвертирующий выход—

25 с первым входом восьмого элемента

P., выход которого соединен с вторым входом четвертого элемента ИЛИ и пе рным входом ше ст о го эле ме нт а ИЛИ, выход которого соединен с входом второго формирователя импульсов и вторым входом второго ключа, выход второй инду кт инной из мерител ьной цепи соединен с вторым входом второго ключа и входом второго компаратора знака, неинвертирующий выход которого З соединен с вторыми вхоДами блока направления перемещения, четвертого и восьмого элементов И, а инвертирующий выход соединен с вторым входом второго элемента И и вторым входом 4Q седьмого элемента И, выход которого соединен с вторым входом шестого элемента ИЛИ, инвертирующий выход первого компаратора знака соединен с вторыми входами пятого и шестого элементов И и выход первого элемента

И соединен с вторым входом пятого элемента ИЛИ..

На фиг.1 представлена функциональная схема преобравбванияр на фиг.2 эпюры, поясняющие работу преобразователя.

Преобразователь содержит индуктивные измерительные цепи 1 и 2, ключи 3 и 4 компаратора знака 5 и б, блок 7 определения направления пере- И мещения, элементы И 9-11, элементы

ИЛИ 12 и 13, элементы И 14-17, элементы ИЛИ 18-20,формирователи импульсов

21 и 22, элемент ИЛИ 23, парафазный усилитель 2 4. d0

Индуктивные измерительные цепи

1 и 2, содержащие также фазочувствительные ныпрямители и фильтры пульсаций, выполнены в виде катушек индуктивности с сердечниками и общего гребенчатого якоря, причем сердечники смещены друг относительно друга на одну позицию (шаг). Компараторы знака 5 и б предназначены для выдачи высокого уровня на неннверторующих выходах, когда выходные сигналы измерительных цепей 1 и 2 положительны и высокого уровня на инвертирующих выходах, когда выходные сигналы измерительных цепей 1 и 2 отрицательны. Влок 7 определения направления перемещения предназначен для выдачи высокого уровня на неинвертирующем выходе, когда 4 l/dt)0 и выдачи высокого уровня на инвертирующем выходе, когда dI/4с<0, где 1 — перемещение гребенчатого якоря.

Кусочно-аналоговый сигнал Uk кроме информации о положении якоря между позициями (т.е. в ичтервале между двумя дискретными импульсами U<> ,(Фиг.2н) несет информацию и о направлении перемещения, амплитуда которого превышает одну позицию. При перемещении направо этот сигнал имеет только положительную полярность, а при движении налево — отрицательную.

В момент времени с гребенчатый якорь, двигаясь направо, переходит границу первой позиции. При этом на неинвертирующем выходе компаратора знака 5 появится высокий уровень (фиг.2б), а на инвертирующем выходе — низкий (фиг.2в). Под действием уровней компараторов знака 5 и б и блока 7 определения направления перемещения на выходе элемента HJIH 18 формируется высокий уровень (Фиг.2з), под действием которого формирователь импульсов 21 формирует короткий импульс (фиг.2л);который проходя элемент ИЛИ 23 появится на дискретном выходе преобразователя перемещения (фиг.2н). Кроме того, под действием высокого уровня элемента ИЛИ 18 ключ 3 подключает выходной сигнал индуктивной измерительной цепи 1 к входу парафазного усилителя 24, коэффициент усиления которого становится в момент времени t4 положительным, так как на выходе элемента ИЛИ 19 имеется низкий уровень (Фиг.2и). До момента времен t на кусочно †аналоговом выходе преобразователя перемещений будет подключен выходной сигнал измерительной цепи 1 (фиг.2п), в момент времени t2 выходной сигнал измерительной цепи 2 переходит через нуль, поэтому на неинвертирующем выходе компаратора знака б появится высокий уровень, а на инвертирующем — низкий (фиг.2 r,ä). Выходные уровни компаратора знака 5 в момент времени t > не изменяются. Под действием выходных уровней компараторов знака 5 и б на выходе элемента ИЛИ

20 появится высокий уровень, а на выходе ИЛИ 18 — низкий (фиг.2з, к) .

При этом формирователь импульсов 22

50 формирует короткий импульс, который проходя элемент ИЛИ 23 появится на дискретном выходе преобразователя перемещений (фиг.2м, и) . Так как на выходе элемента ИЛИ 18 имеется низкий уровень, то ключ 3 переключается и отключает выходной сигнал индуктивной измерительной цепи 1, а ключ 4 под дейс вием высокого уровня элемента ИЛИ 20, переключаясь, подключит ко входу парафазного усилителя 24, коэффициент усиления которого не меняется, выходной сигнал индуктивной измерительной цепи 2. При этом выходной сигнал кусочно-аналогового выхода преобразователя смещается к нулю (фиг.2п). Больше никаких переключений не происходит до момента времени tg. В момент времени t > выходной сигнал индуктивной измерительной цепи 1 переходит через нуль, поэтому на инвертирующем выходе компаратора знака 5 появится высокий уровень, а на неинвертирующем выходе — низкий уровень (фиг.26,в) . Состояние выходных уровней компаратора знака б не меняется. Под действием выходных уровней компараторов знака

5 и б на выходах ИЛИ 18 и 19 появятся высокие уровни, а на выходе элемента ИЛИ 20-низкий (фиг.2 з,и,к).

При этом на выходе формирователя импульсов 21 формируется короткий импульс, который, пройдя элемент ИЛИ

23, появится на дискретном выходе преобразователя перемещений (фиг.2л, м). Кроме того, ключ 4 переключается и отключает выходной сигнал индуктивной измерительной цепи

2, а ключ 3 под действием высокого уровня элемента ИЛИ 19 подключит к входу парафазного усилителя 24 выходной сигнал индуктивной измерительной цепи 1. Под действием высокого уровня элемента ИЛИ 19 меняется знак коэффициента усиления парафаз— ного усилителя 24 с положительного на отрицательный (фиг.2и,о) . В момент времени t4. движение якоря меняет направление, однако блок 7 определения направления перемещения это определит только в момент времени t и íà его инвертирующем выходе появится высокий уровень, на неинвертирующем выходе — низкий (фиг.2е, ж). Больше никаких изменений в момент времени t< не происходит, а поскольку на выходах элементов ИЛИ

18, 19 и 20 остаются прежние выходНые уровни, то дискретный сигнал.

0 и преобразователя не формируется и не происходят никакие переключения ключей 3 и 4 и парафазный усилитель .24 не меняет знака коэффициента усиления (фиг.2н).Таким образом, на кусочно-аналоговом выходе преобразователя остается подключенным выходной сигнал индуктивной измерительной цепи 1 (фиг.2п). B момент времени выходной сигнал индуктивной измерительной цепи 2 достигает нулевого уровня. При этом на ннвертирующем выходе компаратора знака б появится высокий уровень, а на неинвертирующем выходе — низKHA (AHг.2г,д). Под действием выходных уровней компараторов знака 5 и б и блока 7 определения направления перемещения на выходе элемента ИЛИ 20 появится высокий .

1О уровень, на выходах элементов ИЛИ

18 и 19 — низкие (фиг.2з,и,к). При этом формирователь импульсов 22 формирует короткий импульс, который, пройдя элемент ИЛИ 23, появится на !

5 дискретном выходе преобразователя (фиг.2л,и). Кроме того, ключ 3 отключит выходной сигнал индуктивной измерительной цепи 1, так как на его управлякщем выходе действует низкий уровень элемента ИЛИ 18, а

20 ключ 4 подключит к входу парафазного усилителя 24 выходной сигнал индуктивной измерительной цепи 2. Так как управляющий сигнал элемента ИЛИ 19 имеет низкий уровень, то коэффициент

25 усиления парафазного усилителя становится положительным (фиг.2и,о).

Выходной сигнал кусочно-аналогового выхода преобразователя перемещений смещается к нулю (фиг.2п).До момента

3р времени t7 к кусочно-аналоговому выходу преобразователя будет подключен выходной сигнал индуктивной измерительной цепи 2 (фиг.2п). В момент времени t6 выходной сигнал индуктивной измерительной цепи 1 достигает нулевого уровня, поэтому на инвертирующем выходе компаратора знака 5 появится высокий уровень, а на неинвертирующем выходе — низкий (фиг.2б,в). Состояние выходных уров40 ней компаратора знака б не меняется (фиг.2г,д).Под действием выходных уровней компараторов знака 5 и б и блока 7 определения направления перемещения на выходе элемента ИЛИ 18 появится высокий уровень, а на выходе элемента ИЛИ 20 — низкий (фиг.2з, к). Состояние выходного уровня элемента ИЛИ 19 не меняется. При этом формирователь импульсов 21 формирует короткий импульс, который, пройдя элемент ИЛИ 23, появится на дискретном выходе преобразователя (фиг.2л,н). Кроме того, в момент времени t7 ключ 7 отключает выхоцной сигнал индуктивной измерительной цепи 2 от входа парафазного усилителя

24, а ключ 3 подключает выходной сигнал индуктивной измерительной цепи

1 ко входу парафазного усилителя 24, коэффициент усиления которого не ме0 няется. Таким образом, с кусочноаналоговым выходом преобразователя перемещений соединяется индуктивная измерительная цепь 1.

Таким образом, полное перемещение может быть определено путем оп883948

Формул а из обре те ни я

50 ределения количества дискретных шагов (позиций), прибавляя к результату величину перемещения в зоне одной позиции, определяемую по выходному кусочно-аналоговому сигналу.

Причем дискретное число шагов определяется, суммируя число импульсов, выданных при положительном кусочноаналоговом сигнале, считая их положительными, с числом импульсов дискретного выхода, выданных при отрицательной полярности кусочноаналогового сигнала, считая их отрицательными.

Использование упрощенной индуктивной cHcTBMbl измерительных катушек, т .е. снизив число измерительных цепей с четырех до двух, выгодно отличает предлагаеьий преобразователь перемещений код от известных. Экономический эффект от использования предлагаемого преобразователя перемещения в код определяется его механическими преимуществаМи.

Преобразователь перемещений в код, содержащий две индуктивные из— мерит ел ь ные цепи, пар афаз ный у сили— тель, ключи, два элемента И, ИЛИ и блок определения направления перемещения, неинвертирующий выход которого соединен с первым входом первого элемента И, а инвертирующий выход соединен с первым входом второго элемента И, выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью упрощения преобразователя, в него введены шесть элементов И, четыре элемента

ИЛИ, компараторы знака и формирователи импульсов, выходы которых подключены к входам второго элемента

ИЛИ, выход первой индуктивной измерительной цепи соединен с первыми входами первого компаратора знака и первого ключа, выход которого соединен с первым входом парафазного усилителя, неинвертирующий выход первого компаратора знака соединен с первым входом блока определения направления перемещения, вторым входом первого элемента И и первым входом третьего элемента И, выход которого соединен с первым входом

40 третьего элемента ИЛИ, выход котороro соединен с входом первого формирователя импульсов и первым входом второго ключа, выход. которого соединен с вторым входом парафазного усилителя неинвертирующий выход блока определения направления перемещения соединен с первым входом четвертого элемента И, выход которого соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, неинвертирующий выход которого соединен с вторым входом третьего элемента И, а инвертирующий выход соединен с первым входом пятого элемента И,выход которого соединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ и первым входом четвертого элемента

ИЛИ, выход которого соединен с третьим входом парафазного усилителя, инвертирующий выход блока направления перемещения соединен с первым входом шестого элемента

И, выход которого соединен с первым входом пятого элемента ИЛИ, неинвертирующий выход которого соединен с первым входом седьмого элемента И, а инвертирующий выход — с первым входом восьмого элемента И, выход которого соединен с вторым входом четвертого элемента ИЛИ, и первым входом шестого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом второго формирователя импульсов и вторым входом второго ключа, выход второй индуктивной измерительной цепи соединен с вторым входом второго ключа и входом второго компаратора знака, неинвертирующий выход которого соединен с вторыми входами блока направления перемещения, четвертого и восьмого элементов И, а инвертирующий выход соединен с вторым входом второго элемента И и .вторым входом седьмого элемента И, выход которого соединен со вторым входом шестого элемента ИЛИ, инвертирующий выход первого компаратора знака соединен с вторыми вхОдами пятого и шестого элементов И и выход первого элемента И соединен с вторым входом пятого элемента ИЛИ.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 395881, кл. G 08 С 9/04, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

9 670954, кл. G 08 С 9/04, 1977 (прототип) .

ВВ394Н г д

Фиг g

Составитель Б.Барбараш

Редактор В.Еремеева Техред А Ач Корректо А. — . орректор А. зятко

Заказ 10236/76 Тираж 694 Подписное

ВНЛИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул. Проектная, 4