Преобразователь перемещения в код

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (n)997064

Союз Соввтскик

Социалистических

Республик

Ъ

«

= «r. (61) Дополнительное к авт. сеид-ву У 911583

t (22) Заявлено 04.05,81 (21) 3282048/18-24 р )М g+ з

ОЕ С 9!04 а о8 с 25/ОО с присоединением заявки ¹ —- . Государственный комитет,СССР ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет(%3) УД 4 681.325 (0SS ° 8) .

Опубликовано 150283. Бюллетень № 6

Дата опубликования описания 15. 02. 83 (72) Авторы изобретения, 1

Г.С.Жаунеров, Л.И.Кулис и Б.И.Минцерис

1

t 1

1 д

Ц. Я

$9 .м Х = „ .

1/

") . Ъ.:.. а

Вильнюсский филиал Экспериментального на ноисследовательского института металлорежущика„дейков", г- ." (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В ХОД,2

Изобретение oTHocHTcsl к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при обработке сиг налов перемещения в код, По основному авт,св. Р 911583 известен преобразователь перемещения в код, содержащий источник питания, выходы которого соединены с первичной обмоткой синусно-косинусного датчика, четыре сумматора, четыре двухполупериодных выпрямителя, два фильтра нижййх частот, интерполятор и реверсивный счетчик. B устройстве осуществляется преобразование перемещения в цифровой код (в последовательность импульсов на выходе интерполятора — код унитарный) 1 ).

Однако устройство не позволяет осуществлять контроль за измеряемыаперемещением, что сужает функциональные.возможности. Наличие такого контроля позволяет иметь информацию о погрешности преобразователя и либо отдельно это регистрировать, либо далее этот сигнал использовать для коррекции преобразователя.

Целью изобретения является расширение функциональных воэможностей путем обеспечения контроля измеряемого перемещения.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь перемещения s код введены привод, эталонный преобразователь перемещения в код, формирователь импульсов, делитель частоты, триггер, третий фильтр нижних частот и регистрирующий блок, вал эталонного преобразователя переме10 щения в код кинематически соединен с-., приводом, и валом синусно-косинусного датчика, а выход соединен через последовательно соединенные формирователь импульсов и делитель частотн с первым вхо- . дом триггера, выход интерполятора соеди- нен с вторым входом триггера, выход которого соединен через.третий фильтр нижних частот с регистрйрующим блоком, На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства.

Схема включает источник 1 питания, синусно-косинусный датчик 2 с первичной обмоткой 3 и выходными синусной

4 и косинусной 5 обмотками, двухполу25 периодные выпрямители 69, сумматоры

10-13, фильтры 14 и 15 нижних частот, интерполятор 16, реверсивный счетчик

17, привод 18 с зталлонным преобразова. телем 19, формирователь 20 импульсов, делитель 21 частоты, триггер 22, 997064 фильтр 23 нижних частот и регистрирующий блок 24. устройство работает следующим образом.

При вращении оси синусно-косинусного датчика 2 (вращение осуществляется приводом 18, с которым. также жестко связана ось эталонного преобразователя 19 ) напряжения синусной

4 и косинусной 5 выходных. обмоток соответственно пропорциональны выражениям

51И А 5jnCU4 (1 )

C05d.. 51и Ж (2) где cL — угол поворота подвижной части датчика 2>

1 ю — угловая частота напряжения питания датчика 2.

Эти напряжения поступают на двухпериодные выпрямители 6 и 7, на выходе которых образуются сигналы 20 (51Ис(. 51HUO< I (Ъ) !

СОМ ФИВЫ! (4)

Выпрямитель 7 выполнен так, что на его выходе получается сигнал, равный абсолютной величине сигнала .(2) с обратным знаком. Сигналы (3) и (4) суммируются н сумматоре 12, на выходе которого образуется сигнал 1И ж1 (!В1ИА)-)СО1),f) (6)

Огибающая сигнала после суммирования имеет треугольную форму,. а По частоте в 2 раза выше. Демодуляция этой огибающей осуществляется обычным фильтром 14 нижних частот.

Аналогичные преобразования претер.. певают сигналы синусно-косинусного, датчика 2 в блокаХ 8-11 13 и 15. В сумматоре 10 происходит суммирование сигналов (1) и (2), поэтому сигнал на его выходе пропорционален (S1nd -СО54.) Миазм = Л Ь1И 4-45 ) 51И М (6)

В сумматоре 11 (н котором практически осуществляется вычитание, так как один из сигналов подается на инвертирующий вход) получается сигнал (Ы И А- СО Ь д ) S v et = Г2 СОВ (d -45 о) ЫИ 03 4 (7)

Как,видно, амплитуды суммарных сигналов имеют амплитуду н 2 раза большую, чем у входного сигнала. Подбором коэффициента усиления сумматоров 10 и 11 амплитуду этих сигналов уравновешивают с амплитудой сигналов (1) и (2) (т.е, производят нормирова- 55 ние амплитуды) .

В двухполярных выпрямителях 8 и

9 осуществляется выделение модулей сигналов (6) и (7) с выхода сумматоро

10 и 11. ., 60 !

Ми(d,-+5 )51аМН I и -) СОВ(й-45 ) 51ИМН (8)

В сумматоре 13 суммируются сигналы (8) и получается сигнал

15Ь Цт ((s1n(Ы-45 )J — СOS(4-45 ) J (9) Фильтруя несущую частоту сигнала (9) в фильтре 15, получаем на его выходе треугольный сигнал, который, однако сдвинут относительно сигнала на выходе фильтра 14 на 90 . Таким образом, на выходах фильтров 14 и 15 образуютсн два треугольных сигнала удвоенной частоты сдвинутых друг отноГ

0 сительно друга на 90 . 06a сигнала поступают на интерполятор 16, на выходе которого образуются выходные сигналы в ниде последовательности им-! пульсов, период которых в Р раз меньше периода входных треугольных сигналов, где Р— коэффициент интерполяции, Эти импульсы содержат всю.информацию о перемещении (унитарный код) и при необходимости подсчитываются счетчиком 17. Если синусно-косинусный датчик характеризуется погрешностью, то при преобразовании перемещения в код расстояния между выходными импульсами на выходе интерполятора неодинаконы. Одновременно с осью синусно-косинусного датчика вращается ось эталонного высокоточного преобразователя 19, Последний формирует за оборот4 импульсов (обычно он является фотоэлектрическим растровым, но может быть иного типа).

Велнчину Н может составлять количество импульсов порядка3600-10800 и выше, точность эталонного преобразова-. теля выбирается исходя из точности синусно-косинусного датчика и может составить величину порядка нескольких угловых секунд. В формирователе

20 импульсов формируются импульсы и поступают на обычный делитель 21 частоты, на его выходе образуется импульсов, где wt †.коэффициент деления, равномерная последовательность которых поступает на первый вход триггера 22, на нторой вход которого поступают импульсы с выхода интерполятора 16, Регистрация колебаний фазового угла между обеими последовательностями и представляет собой операцию контроля за перемещением. В триггере 22 фронтом (например, передним) импульсов с делителя

21 частоты триггер переводится из исходного логического состояния в другое, а фронтом импульсов с выхода интерполятора 16 триггер 22 возвращается в исходное логическое состояние, т.е,, если синусно-косинусный датчик не обладает погрешностью (т.е. последовательность импульсов с выхода интерполятора 16 равномерна), то на выходе триггера 22 формируется последовательность прямоуголь. ных импульсов .одинаковой длительности. Поэтому на выходе фильтра 23 нижних .частот образуется постоянное напряжение, которое принимается за нулевую линию отсчета. Она и регистрируется в регистрирующем блоке 24, 997064 подключенным на выходе фильтра 23.

Если оииуено-косинусный датчик характеризуется погрешностью, то последовательность импульсов с выхода интерполятора 16 неравномерна, поэтому прямоугольные импульсы на выходе 5 триггера 22 имеют неодинаковую длительность, которая меняется в течение периода пропорционально погреш-" ности, т.е. на выходе триггера имеет место широтно-импульсная модуля- 10 ция (ШИИ) . При интегрировании ШИК импульсов на выходе фильтра 23 образуется кривая погрешности, фиксируемая блоком 24. Запись этой кривой (например, на самописце) осуществляется автоматически.

Например, синусно-косинусный датчик типа рез0львер за оборот

:,формирует И информационных сигналов (так как К- число пар полюсов в датчике), .они умножаются íà Р в интерполяторе и еще на 2 при образовании треугольных напряжений, таким образом всего за оборот получается 2рф импульсов, поступающих на первый вход триггера 22, а на второй поступает число импульсов за оборот, равное †. Параметры М и н выбираютй ся исходя из известного числа 6 пар полюсов синусно-косинусного датчика и коэффициента интерполяции р в соответствии с уравнением 2рп= вЂ, наприй мер, при И -.-10 и р = 20, число Й может быть выбрано равным 3600 npn el= 9.

Таким образом, в предлагаемом изобретении расширяются функциональ-. ные возможности путем обеспечения контроля за погрешностью преобразуемого перемещения, который осуществляется автоматически, сигнал, пропорциональный погрешности, может, быть использован для последующей коррекции точности. Перечисленные обстоятельства обуславливают технико-экономический эффект, связанные с расширенны-. ми функциональными возможностями..

Формула изобретения

Преобразователь перемещения в код по авт.св..е 911583,. о т л и ч а юшийся тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей, в него введены привод, эталонный преобразователь перемещения в код, формирователь импульсов, делитель частоты, триггер, третий фильтр нижних частот и регистрирующий блок, вал эталонного преобразователя перемещения в код кинематически соединен с приводом и валом синусно-косинусного датчика, а выход соединен через последовательно соединенный формирователь импульсов и делитель частоты с первым входом триггера, выход ин терполятора соединен с вторым входом триггера, выход которого соединен . через третий фильтр нижних частот с регистрирующим блоком.

Источники инофрмации, принятые во внимание прн экспертизе

1. Авторское свидетельство. СССР

9 911583, кл. G 08 С 9j04 1982 (прототип).

997064

Составитель И. Наэаркина

Редактор A.Ãóëüêo Техред Т.Фанта Корректор В,Бутяга

Заказ 938/68 Тираж 616 Подписное

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