Датчик малых скоростей

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических республик (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (51)М. Кл.з

G P 3/64 (22) Заявлено 0401.80 (21) 2869264/18-10 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 301181 Бюллетень № 44

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (5З) УДК 621. 317. 39:

:531.7(088.8) Дата опубликования описания 30. 1-1 «81 (72) Авторы изобретения

Г.Н. Гладков, В.A. Серкин и 10.M. Синьков (71) Заявитель

Научно-производственное. объединение Сибцветметавтоматнка (54) ДЛТЧИК МАЗАНЫХ СКОРОСТЕЙ!

15

25

ЗО

Изобретение относится к автоматизации контрольн -измерительной техники, а именно автоматизации контроля перемещений с малыми скоростями.

Известно устройство измерения скорости перемещения, основанное на преобразовании сигналов датчиков перемещений; включающее операции формирования из этих сигналов прямоугольных импульсов напряжения, причем скорость перемещения определяют путем измерения частоты счетных импульсов. (11.

Недостатком этого устройства является большая погрешность измерения в зоне малых скоростей, которая усугубляется иэ-эа неравномерности скорости перемещения объекта, т.е. возникает ситуация, когда происходит потеря информации о скорости в интервале между счетными импульсами.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является датчик средней скорости, содержащий преобразователь механического перемещения в электрические сигналы, соединенный с дискриминатором направления движения, две схемы запрета и схему .ИЛИ (2) .

Недостатком известного датчика является потеря информации о скорос ти в процессе возвратно-поступательных движений, а также в интервале между счетными импульсами., Цель изобретения — повышение точности регистрации заданной скорости и уменьшение погрешности от случайных возвратно-поступательных перемещений при основном. направленном движении в области малых скоростей.

Поставленная цель достигается тем, что датчик малых скоростей снабжен двумя счетчиками, информационные входы которых через элементы запрета подключены к источнику временных импульсов, выходы сигналов наполнения — через схему ИЛИ со схемой регистрации, а входы установки в О с выходами дискриминатора направления движения и управляющим триггером, выход которого соединен с управляющими выходами элементов запрета, а входы — co схемой управления работой датчика.

Кроме того, преобразователь механического перемещения в электрические сигналы содержит три несоединенные между собой токопроводящие гребенки, в совокупности образующие

885888 равномерную, периодическую структуру, у которой соседние контактные площадки сдвинуты одна относительно другой на половину шага вкантования пути, и подвижный контакт, закрепленный на объекте контроля.

Дискриминатор направления движения содержит кольцевую схему из трех триггеров, первые входы каждого из которых соединены с соответствующими гребенками преобразователя механичес- )p когоперемещения в электрические сигналы, основные выходы соединены с первыми входами соответствующих первых схем И и через вторую схему И с входом установки в 0 первого счетчика, инверсные входы каждого триггера соединены со вторыми входами соответствующих первых схем И и первыми входами третьих схем И, причем выходы первых схем И соединены со вторыми входами соответствующих триг- 20 геров через соответствующие первые схемы ИЛИ, а вторые входы каждой из третьих схем И - с основными выходами соответствующих триггеров, причем вторые входы первых схем ИЛИ объе- 2 динены и соединены с выходом второй схемы И, а третьи входы каждой из третьих схем И попарно объединены со вторым входом другой третьей схемы И, при этом выходы третьих схем И ЗО через вторую схему ИЛИ соединены со входом установки в 0 второго счетчика.

На чертеже представлена функциональная схема датчика малых скоростей.

Датчик содержит преобразователь 1 механического перемещения в электрические сигналы; соединенный с ним своими тремя входами дискрйминатор 2 направления движения, выходы которо- 40 го соответственно соединены с входом установки в 0 счетчика 3 и счетчика 4, причем счетные входы последних через схемы запрета 5 и б подключены к источнику временных им- 45 пульсов, выходы заполнения через схему ИЛИ 7 - к схеме регистрации, а управляющие входы схем запрета 5 и б к выходу триггера 8 управления, который входами соединен со схемой gp управления.

Преобразователь 1 содержит три токопроводящие, изолированные и наложенные друг на друга гребенки 9-11, которые сдвинуты относительно друг друга в направлении движения подвижного объекта 12 и образуют равномерную периодическую структуру, у которой расстояние между каждыми соседними контактами составляет половину шага квантования пути. Дискри- d0 минатор 2 направления движения содер жит Кольцевую схему из триггеров 1315, первые входы которых соединены соответственно с гребенками 9-11, при этом основной выход триггера 13 65 соединен с первым входом схемы И 36 а инверсный — co вторым входом

I схемы И 17 и первым входом схемы И 18, основной выход триггера 14 соединен с первым входом схемы И 17, а инверсный — co вторым входом схемы И 19 и первым — И 20, основной выход триггера 15 соединен с первым входом схемы И 19, а инверсный — со вторым входом И 16 и первым И 21, кроме того, основной выход триггера 13 подключен к первому входу схемы И 22, а схема И 16 выходом соединена через схему ИЛИ 23 со вторым входом триггера 14, основной выход триггера 14 подключен ко второму входу схемы И 22

I а схема И 17 выходом соединена через схему ИЛИ 24 со вторым входом триггера 15, основной выход которого подключен к третьему входу схемы И 22, а схема И 19 выходом соединена через схему ИЛИ 25 со вторым входом триггера 13, при этом другие входы схем

ИЛИ 23-25 объединены и связаны с выходом схемы И 22 и входом установки в 0 счетчика 3, а выход схемы

ИЛИ 26, входами соединенной с выходами схем И 18, 20 и 21, — c входом установки в 0 счетчика 4.

СХема работает следующим образом.

Подвижный контакт 12, закрепленный на объекте контроля, при основном направлении движения соприкасается с токопроводящими контактными площадками неподвижных гребенок 9-11, что приводит к срабатыванию триггеров 13-15 в следующем порядке 100, 110, 001, 010, 011, 100. Появление на выходах триггеров 13-15 кода 111 приводит к установке в 0 счетчика 3 через элемент И 22 и двух предыдущих триггеров, а появление в выходном коде триггеров 13-15 двух единиц 110; 101 или 110 приводит к образованию единичного сигнала на выходе одной из схем И 18, 20 и 21 и на выходе схемы ИЛИ 26, что приводит к установке в 0 счетчика 4.

При этом установка в 0 счетчиков 3 и 4 происходит поочередно при прохождении подвижным контактом 12 половины шага квантования пути, а каждый счетчик 3 и 4 производит подсчет времени, затрачиваемого объектом контроля на прохождение пути, равного шагу квантования ° Сигнал на выходе схемы ИЛИ 7 появляется от того из счетчиков 3 или 4, который первым окажется заполнен до заданного значения.

Триггер 8 используется для управления работой датчика малых скоростей. Он в зависимости от сигналов на его входах разрешает либо запрещает прохождение временных импульсов через схемы запрета 5 и б на входы счетчиков 3 и 4. Во время обратного перемещения объекта контроля, срабатывание триггеров 13-15 происхо885888 дит в обратной последовательности,,и из-за наличия в дискриминаторе 2 направления движения элементов И 16-18 на выходах триггеров 13-15 образуется код 100, 001, 010, 100... Такое срабатывание триггеров 13-15 позволяет исключать обратное перемещение объек5 та контроля из поиска заданной скорости.

Выполнение преобразователя механического перемещения в электрические сигналы из трех гребенок, связанных с входами трех триггеров, обеспечивает регистрацию момента соприкосновения подвижного контакта, закрепленного на объекте контроля, с ребром токопроводящего контакта одной из гребенок. Это исключает погрешности измерения, связанные как с несинусоидальностью сигнала датчика перемещений при малых или неравномерных скоростях, так и с погрешностьюЩ измерения, возникающей из-за влияния ширины токопроводящих контактов на формирование сигналов датчика перемещений. Применение трех триггеров в дискриминаторе направления 5 движения. позволяет по порядку их срабатывания определять направление перемещения объекта контроля. И, наконец, чередование контактных площадок трех гребенок преобразователя механического перемещения в электрические сигналы через половину шага квантования пути и установки в 0 поочередно двух счетчиков при каждом соприкосновении подвижного контакта с одной из гребенок позволяет определять заданную скорость с помощью подсчета времени, затрачиваемого подвижным контактом на преодоление пути, равного шагу квантования. Причем начало отсчета времени для перво- 40

ro и второго счетчиков оказываются сдвинуты на половину шага квантования пути, что приводит к сокращению времени поиска заданной скорости.

Формула изобретения

1. Датчик малых скоростей, содержащий преобразователь механического перемещения в электрические сигналы, соединенный с дискриминатором направления движения, две схемы запрета и схему ИЛИ, отличающийся тем что, с целью повышения точности регистрации заданной скорости н уменьшения погрешности от случайных возвратно-поступательных перемещений при основном направлении движения в области малых скоростей, он снабжен двумя счетчиками и триггером, причем информационные входы счетчиков через элементы запрета подключены к источнику временных импульсов, выходычерез элемент ИЛИ к схеме регистрации, а входы установки в 0 соединены с выходами дискриминатора направления движения, при этом выход триггера подключен к управляющим входам схем запрета.

2. Датчик по п. 1, о т л и ч а— ю шийся тем, что преобразователь механического перемещения в электрические сигналы содержит три изолированные друг от друга токопроводящие гребенки, в совокупности образующие равномерную периодическую структуру, у которой соседние контактные площадки сдвинуты одна отно. сительно другой на половину шага квантования пути, и подвижный контакт, закрепленный на объекте контроля.

3. Датчик по пп. 1 и 2, о т л ич а ю шийся тем, что дискриминатор направления движения содержит три ВК-триггера, S-выходы которых соединены с соответствующими гребенками, прямой выход каждого триггера подключен к первому входу соответствующей двухвходовой схеме И, второй вход которой соединен с инверсным выходом другого триггера, а выход через схему ИЛИ вЂ” с К-входом третьего триггера, при этом прямые выходы через трехвходовую схему И подключены ко входу установки в 0 первого счетчика, входы каждой из трех дополнительных трехвходовых схем И соединены с двумя прямыми и одним инверсным входами соответствующих триггеров, а выходы через трехвходовую схему ИЛИ вЂ” со входом установки в 0 второго счетчика.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 517848, кл. G 01 P 3/64, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

9 423046, кл. G 01 Р 3/64, 1973 (прототип).

885888

Составитель М,Хаустов

Техред И.Лсталош

Реактор Л.Филь

Заказ 10534/65

Корректор М. Пожо

Подписное

Тираж 910

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная,, 4

Ъ

=г

Сй

О

Е

С4