Преобразователь перемещения в код

 

А. Ф. Страхов, В. Л. Роговой и Ю. К. Киселев (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕНЕНИЯ В КОЛ

Изобретение относится к вычислительной технике и автоматике, в частности к преобразователям перемещения в код, и может быль использовано для преобразования различных величин, приведенных к угловым перемещениям вала в код.

По основному авт. св. N 661588 известен преобразователь перемещения в код, со . держащий датчик перемещения с системой пространственно смещенных считывающих эле11 ментов, выход которого через регистр текущего состояния подключен к последовательно соединенным между собой регистру rrpemaeствующего состояния и блоку формирования импульсов смены состояния кода, выходы которого через блок формирования знака переме1S щения подключены к входам знака блока .индикации и блока формирования счетных импульсов, счетные входы которого через реверсивный делитель частоты подкла1чены к вы20 ходам блока смены состояния кода, а выходы через реверснвный регистр-накопитель — к входам блока индикации, которые через дешифратор нулевого состояния соединены с входом

2 сброса блока формирования знака перемещения, генератор тактовых импульсов, блок произвольной установки нуля, распределитель тактовых импульсов, элемент ИЛИ и блок автоматической установки нул», входы которого подключены к выходу нуля датчика перемещения, а выход — к одному входу элемента ИЛИ, другой вход которого подключен к выходу блока произвольной установки нуля, выход генератора тактовых импульсов соединен с входом распределителя тактовых импульсов, выходы которого цодключены соответственно к стробирующим входам блоков автоматической установки нуля, формирования импульсов смены состояний кода.и регистров текущего и предшествующего достояний, выход элемента

ИЛИ подключен к входам сброса реверсивного регистра-накопителя и делителя частоты.

Преобразователь позволяет с высокой надежностью преобразовать угловое перемещение вала в двоичный код (1).

Однако в известном преобразователе Недостаточны точность из-за невысокой помехоустойчивости и быстродействие, обусловленное

934522 отсутствием синхронности работы распределителя тактовых импульсов со сменной информации на выходе датчика перемещения.

Цель изобретения — повышение точности и быстродействия преобразователя перемещения в код.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь введены узел анализа кода и сумматор по модулю два, первым входом подключенный к входу регистра текущего со- 10 стояния, вторым входом к выходу регистра предыдущего состояния, а выходами к входам узла анализа кода, выход которого соеди-. нен с одним из входов распределителя тактовых иМпульсов. И

На чертеже приведена структурная схема преобразователя перемещения в код.

Преобразователь содержит датчик 1 перемещения, который имеет систему считывающих элементов, пространственно смещенных иа величи- рр

-1

Ф ну а = (, + К) р, где у — шаг квантующего элемента; n — число смещенных считывающих элементов; К = 0; 1; 2... — ряд чисел считывающих элементов (не показаны), выходы которых через регистр 2 текущего. состо- уу яння подключены к последовательно соединенным между собой регистру 3 предыдущего состояния и блоку 4 формирования импульсов смены состояний кода, выходы которого через блок 5 формирования знака перемещения подключены к входам знака блока 6 индикации и блока 7 формирования счетных импульсов, счетные входы которого через реверсивный делитель 8 частоты подключены к выхо. дам блока 4 смены состояний кода, а выходы через реверсивный регистр-накопитель 9 — к входам блока 6 индикации, которые через дешифратор 10 нулевого состояния соединены с входом сброса блока 5 формирования знака перемещения. Выход генератора 11 тактовых импульсов соединен с первым входом распределителя 12 тактовых импульсов, выходы которого подключены, соответственно, к стробирующим входам блоков 13 автоматической установки нуля,4 формирования импульсов смены состояний кода, регистров

2 текущего и 3 предшествующего состояний.

Входы блока 13 автоматической установки нуля подключены к выходам нуля датчика 1 перемещения, выход — к одному входу элемента ИЛИ 14, к другому входу которого подклю- о чен выход блока 15 произвольной установки нуля, а.выход элемента ИЛИ 14 подключен к входам реверсивного регистра-накопителя 9 и делителя 8 частоты. Входы сумматора 16 по модулю 2 подключены к входу регистра 2 текущего состояния и к выходу регистра 3

I предшествующего состояния, а выходы -- к вх qàì узла 17 анализа кода, выход которого подключен к второму входу распределителя 12 тактовых импульсов. Для п = 2 узел анализа кода реализуется одним элементом ИСКЛЮЧАЮ1цЕЕ ИЛИ.

Преобразователь работает следующим образом.

При перемещении датчик 1 перемещения вырабатывает последовательности информационных импульсов, свдинутые одна относительно другой на X/И по пространственной фазе, а также импульсы "точного" нуля (один раэ эа оборот квантующего элемента датчика) и "грубого" нуля (один раз за оборот вала). Анализ смены состояния кода датчика 1 относительно кода, записанного в регистре 3 предшествующего состояния, производится в сумматоре 16 по модулю 2. В случае, если произошла смена состояния кода на один дискрет отсчета, на выходе сумматора 16 по модулю

2 появляется сигнал в виде двоичного кода

10 или 01 (при n = 2), который поступает на вход.узла 17 анализа кода. Появившийся при таком коде сигнал на выходе узла 17 анализа кода подается на второй вход распределителя 12 тактовых импульсов и разрешает один цикл его работы, т.е. вырабатываются четыре тактовых импульса ТИ1, ТИ2, ТИЗ и

ТИ4 с периодом следования, определяемым генератором 11 тактовых импульсов.

; . По первому тактовому импульсу ТИ1 про:,ясходит запись текущего состояния чувстви тельных элементов в регистр 2 текущего состояния. Затем по второму тактовому импульсу ТИ2 в блоке 4 формирования импульсов смены состояния кода происходит сравнение текущего и предыдущего состояний и при каждой смене состояний чувствительных элементов вырабатываются импульсы "+1" при вращении входного вала в одном направлении или "-1" при вращении в противоположном направлении. В течение периода следования импульсов одной последовательности вырабатываются 2 и импульсов "+1" или "-1". Импульсы "+1" и "-1" поступают на входы реверсивного делителя 8 частоты и блока 5 формирования знака перемещения. Реверсивный делитель 8 частоты предназначен для деления частоты следования импульсов "+1" или "-1".

В зависимости от модификаций коэффициент пересчета может изменяться. При коэффициенте пересчета равном 1 импульсы "+1" или

"-!" минуют делитель 8 частоты без изменения.

Сигналы с выходов делителя 8 частоты поступают на входы блока 7 формирования счетных импульсов. На знаковые входы блока 7 формирования счетных импульсов поступают также сигналы с плюсового или минусового выходов блока 5 формирования знака перемещения. Блок 7 формирования счетных импуль934522 сов вырабатывает импульсы сложения "+1" счета" или вычитания "-l счета" с учетом знака и направления вращения. Импульсы сложения или вычитания могут формироваться на каждый, каждый второй, каждый п-й, каждый

2п-й импульсы "+Г или "-l" в зависимости от модификации преобразователя. В первом случае реверсивный делитель 8 частоты отсутствует. Импульсы "+1 счета" вырабатываются при наличии знака "+" и импульсов *+1" или при наличии знака "—" и импульсов "-1".

Импульсы "-1 счета" вырабатываются при наличии знака" —" и импульсов "+1".

Импульсы сложения и вычитания по двум шинам поступают на реверсивный регистр-Hà- 1S копитель 9. Дешифратор 10 нулевого состояния вырабатывает импульс при нулевом состоянии всех триггеров регистра-накопителя 9. Импульс нулевого состояния регистра-накопителя 9 поступает на вход блока 5 формирования 11 знака перемещения, Блок 5 формирования знака перемещения вырабатывает знак "+", если после нулевого состояния регистра-накопителя 9 первым приходит импульс "+1", и знак "— ", если после нулевого состояния регистра-накопителя 9 первым приходит импульс

"-1". Содержимое регистра-накопителя 9 со знаком выводится на блок 6 индикации.

По третьему тактовому импульсу ТИЗ содержимое регистра 2 текущего состояния переписывается в регистр 3 предыдущего состояния и, таким образо%и, уже будет являться предыду. щим состоянием чувствительных элементов.

По четвертому тактовому импульсу ТИ4 про. исходит формирование сигналов автоматической установки нуля. Блок 13 автоматической установки нуля в момент совпадения импульсов с нулевых считывающих элементов и крайнего иэ и считывающих элементов по тактовому импульсу ТИ4 вырабатывает импульсы установки нуля. Сигналы установки нуля с выхода элемента ИЛИ 14 поступают на вход установки нуля реверсивного делителя 8 частоты и ревер сивного регистра-накопителя 9.

Наличие на выходе сумматора 16 по модулю

2 двоичного кода. отличного от 10 нли О1 (при n = 2), показывает, что изменения сигналов на выходе датчика 1 перемещения не произошло или произошло, но больше чем на один дискрет. Изменение сигналов больше, чем на один дискрет возможно под действием сино фазной помехи на входах регистра 2 текущего состояния. В обоих случаях сигнал с выхода узла анализа кода 17 блокирует работу распределителя 12 тактовых импульсов и преобразователь не запускается.

Таким образом, введение в известный преобразователь перемещения в код сумматора по модулю 2 и узла анализа кода повышает точность преобразователя, так как защищает

его от ложных срабатываний под воздействием синфазной помехи. Запуск преобразователя синхронно с изменением состояния сигналов на выходе датчика перемещения увеличивает скорость преобразования, так как позволяет повысить частоту смены состояния чувствительных элементов и приблизить ее по величине х частоте тактовых импульсов (около 1 МГц) .

Формула изобретения

Преобразователь перемещения в код по авт. св. N 661588, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия преобразователя, в него введены узел анализа кода и сумматор по модулю два, первым входом подключенный к входу регистра текущего состояния, вторым входом к выходу регистра предыдущего состояния, а выходами к входам узна анализа кода, выход которого соединен с одним из входов распределителя тактовых импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР К 661588. кл, 6 08 С 9/00. 1976 (прототип).

934522

Составитель Е. Бударина

Техред Т. Mamma

Редактор В. Петраш

Корректор В. Бутяга

Лодписное

Заказ 3944 47

Тираж 642

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