CN103412517B - 非线性调速系统 - Google Patents
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Abstract
一种非线性调速系统，其特征在于：包括地址生成模块、数据存储器和数模转换器，所述地址生成模块由N组导电触点组成，每组导电触点由多个依次排列的导电触点组成，每个导电触点与高电平或低电平电连接，对应于每一组导电触点均设置有一滑臂，与导电触点连接的电平通过滑臂输出，在滑臂由导电触点的一端向另一端移动的过程中依次输出各不相同的N位二进制地址信息；所述地址生成模块的N个滑臂依次与所述数据存储器最低N位的地址输入引脚连接；所述数据存储器用于存储预先设定的电位值，并根据地址生成模块输出的地址信息将数据存储器中该地址信息所对应的电位值写入所述数模转换器，数模转换器将写入的电位值转换为模拟数据后输出。
Description
技术领域
本发明涉及调速系统，尤其涉及一种用于机加工设备的非线性调速系统。
背景技术
电位器是具有三个引出端、阻值可按某种变化规律调节的电阻元件，在大型机加工设备中都设置有电位器用以调节设备的进给速度。大型机加工设备，特别是进口设备中的直流调速非线性电位器的价格往往相当昂贵，并且备件难觅。现如今行业内竞争激烈，本着降低成本提高效率的原则，如何提供一种不需要增加原调速系统给定的接线，又可直接整体替代原单元、便于操作的调速系统便成为本发明的研究课题。
发明内容
本发明目的是提供一种低成本的数字化非线性调速系统。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种非线性调速系统，包括地址生成模块、数据存储器和数模转换器，其中：
所述地址生成模块由N组导电触点组成，N为大于2的整数，每组导电触点由多个依次排列的导电触点组成，每个导电触点与高电平或低电平电连接，对应于每一组导电触点均设置有一滑臂，与导电触点连接的电平通过滑臂输出，即每个滑臂的输出为1或0，在滑臂由导电触点的一端向另一端移动的过程中依次输出各不相同的N位二进制地址信息；
所述地址生成模块的N个滑臂依次与所述数据存储器最低N位的地址输入引脚连接，数据存储器的数据输出引脚与数模转换器的数据输入引脚一一对应连接；
所述数据存储器用于存储预先设定的电位值，并根据地址生成模块输出的地址信息将数据存储器中该地址信息所对应的电位值写入所述数模转换器，数模转换器将写入的电位值转换为模拟数据后输出。
上述技术方案中的有关内容解释如下：
1、上述方案中，当N取值为2时，所述地址生成模块具有两根滑臂，两根滑臂分别与数据存储器的地址输入端A0和A1连接，所述滑臂由导电触点的一端向另一端移动的过程中可能的输出为00、01、10、11，即00、01、10、11作为所述数据存储器的地址输入；
当N取值为3时，所述地址生成模块具有三根滑臂，三根滑臂分别与数据存储器的地址输入端A0、A1和A2连接，所述滑臂由导电触点的一端向另一端移动的过程中可能的输出为000、001、010、011、100、101、110、111，即000、001、010、011、100、101、110、111作为所述数据存储器的地址输入；
当N取值为4、5或大于5时的情况以此类推。
2、上述方案中，所述数据存储器可采用型号为2716、2732、2764、27128等型号的只读存储器（EPROM），当地址生成模块将生成的地址输入EPROM的地址输入端时，EPROM自动将该地址对应的存储空间中事先储存好的数字化的电位值读出。
3、上述方案中，所述数模转换器可采用型号为AD557、AD7520等的数模转换器，用于将所述EPROM读出的数字化的电位值转换为模拟数据。
4、上述方案中，所述调速系统还包括一型号为LE50的三端稳压器，该三端稳压器用于为所述数据存储器和数模转换器供电。
本发明工作原理和优点：本发明中的数据存储器用于存储预先设定的电位值，并根据地址生成模块输出的地址信息将数据存储器中该地址信息所对应的电位值写入所述数模转换器，数模转换器将写入的电位值转换为模拟数据后输出。数据存储器中存储的电位值可根据不同的应用改变，而不需要改变调速系统的结构，且本发明造价低廉，电子元器件易觅，调速方式符合传统操作方式，维修改造方便，整体一体化，不需要增加外部接线。
附图说明
附图1为本发明原理框图；
附图2为本发明实施例三端稳压器连接结构图；
附图3为本发明实施例地址生成模块状态示意图一；
附图4为本发明实施例地址生成模块状态示意图二；
附图5本发明实施例数据存储器、数模转换器和数据处理模块接线图。
以上附图中：D0、第一组导电触点；D1、第二组导电触点；D2、第三组导电触点；D3、第四组导电触点；D4第五组导电触点；L0、第一滑臂；L1、第二滑臂；L2、第三滑臂；L3、第四滑臂；L4、第五滑臂；IC1、第一集成运算放大器；IC2、第二集成运算放大器；C1、第一电容；C2、第二电容；C3、第三电容；C4、第四电容。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
实施例：非线性调速系统
参见附图1所示，所述非线性调速系统包括地址生成模块、数据存储器、数模转换器。
参见附图3和附图4所示，所述地址生成模块由第一组导电触点D0、第二组导电触点D1、第三组导电触点D2、第四组导电触点D3和第五组导电触点D4组成，其中：第一组导电触点D0由二十四个导电触点依次排列构成，二十四个导电触点依次编号为0、1、2……、23，并且编号为1、3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、13的导电触点之间通过导线连接后经一电阻接地，编号为0、2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22的导电触点断路，对应于第一组导电触点D0设置有第一滑臂L0，第一滑臂L0接+5V电压，在第一滑臂L0由编号为0的导电触点向编号为23的导电触点移动的过程中依次输出0、1、0、1、0、1、0、1、0、1、0、1、0、1、0、1、0、1、0、1、0、1、0、1；第二组导电触点D1由二十四个导电触点依次排列构成，二十四个导电触点依次编号为0、1、2……、23，并且编号为2、3、6、7、10、11、14、15、18、19、22、23的导电触点通过导线连接后经一电阻接地，编号为0、1、4、5、8、9、12、13、16、17、20、21的导电触点断路，对应于第二组导电触点D1设置有第二滑臂L1，第二滑臂L1接+5V电压，在第二滑臂L1由编号为0的导电触点向编号为23的导电触点移动的过程中依次输出0、0、1、1、0、0、1、1、0、0、1、1、0、0、1、1、0、0、1、1、0、0、1、1；第三组导电触点D2同样由二十四个导电触点依次排列构成，二十四个导电触点依次编号为0、1、2……、23，并且编号为4、5、6、7、12、13、14、15、20、21、22、23的导电触点通过导线连接后经一电阻接地，编号为0、1、2、3、8、9、10、11、16、17、18、19的导电触点断路，对应于第三组导电触点D2设置有第三滑臂L2，第三滑臂L2接+5V电压，在第三滑臂L2由编号为0的导电触点向编号为23的导电触点移动的过程中依次输出0、0、0、0、1、1、1、1、0、0、0、0、1、1、1、1、0、0、0、0、1、1、1、1；第四组导电触点D3由十六个导电触点依次排列构成，十六个导电触点依次编号为0、1、2、……、15，并且编号为8、9、10、11、12、13、14、15的导电触点通过导线连接后经一电阻接地，编号为0、1、2、3、4、5、6、7的导电触点断路，对应于第四组导电触点D3设置有第四滑臂L3，第四滑臂L3接+5V电压，在第四滑臂L3由编号为0的导电触点向编号为15的导电触点移动的过程中依次输出0、0、0、0、0、0、0、0、1、1、1、1、1、1、1、1；第五组导电触点D4由八个导电触点依次排列构成，八个导电触点依次编号为0、1、2、3、4、5、6、7，七个导电触点通过导线连接后经一电阻接地，对应于第五组导电触点设置有第五滑臂L4，第五滑臂L4接+5V电压，在第五滑臂L4由编号为0的导电触点向编号为7的导电触点移动的过程中依次输出1、1、1、1、1、1、1、1；第五组导电触点D4设于第四组导电触点D3中编号为15的导电触点之后。
所述第一滑臂L0、第二滑臂L1、第三滑臂L2、第四滑臂L3和第五滑臂L4同轴连接，即在各滑臂由编号为0的导电触点向该滑臂对应的导电触点组的另一端移动的过程中，第一滑臂L0、第二滑臂L1、第三滑臂L2、第四滑臂L3和第五滑臂L4依次输出00000、00001、00010、00011、00100、00101、00110、00111、01000、01001、01010、01011、01100、01101、01110、01111、10000、10001、10010、10011、10100、10101、10110、10111作为所述数据存储器的地址输入。在各滑臂由编号为0的导电触点向该滑臂对应的导电触点组的另一端移动的过程中，以上地址信息可以由00000至10111依次输出，也可以不按顺序依次输出，由各触点之间的连接关系决定。
附图3所示的地址生成模块生成的地址为00001，附图4所示的地址生成模块生成的地址为10100。
参见附图5所示，所述数据存储器采用型号为2716的EPROM，该EPROM的引脚1、2、3、23、22、19、21、24、18、12、21接地，EPROM的引脚8与第一滑臂L0连接、引脚7与第二滑臂L1连接，引脚6与第三滑臂L2连接、引脚5与第四滑臂L3连接，引脚4与第五滑臂L4连接。
所述数模转换器采用型号为AD557的芯片，AD557的引脚9、10、12和13接地，引脚11接+5V电压，AD557的引脚1与EPROM的引脚17连接，AD557的引脚2与EPROM的引脚16连接，AD557的引脚3与EPROM的引脚15连接，AD557的引脚4与EPROM的引脚14连接，AD557的引脚5与EPROM的引脚13连接，AD557的引脚6与EPROM的引脚11连接，AD557的引脚7与EPROM的引脚10连接，AD557的引脚8与EPROM的引脚9连接。
所述数据存储器用于存储预先设定的升序或降序排列的电位值，并根据地址生成模块输出的地址信息将数据存储器中该地址信息所对应的电位值写入所述数模转换器，数模转换器将写入的电位值转换为模拟数据后输出。
所述数模转换器AD557的输出端经过电阻Ri与第一集成运算放大器IC1的同向输入端连接，第一运算放大器IC1的反相输入端接地，第一运算放大器IC1的输出端与其同向输入端之间通过电阻Rf连接，第一运算放大器IC1的输出电压根据公式Vo=（1+Rf/Ri）*Vi计算。
所述第一运算放大器IC1的输出端与第二集成运算放大器IC2的输入端连接，第二集成运算放大器IC2作为电压跟随器，增强驱动能力，第二集成运算放大器IC2输出端的输出作为输出电压VG。
参见附图1和附图2所示，所述调速系统还包括一型号为LE50的三端稳压器，LE50的三个连接端中一端接地、一端接+10V电压、一端接+5V电压，接地端与+10V电压端之间通过第一电容C1和第二电容C2并联后连接，接地端与+5V电压端之间通过第三电容C3和第四电容C4并联后连接，该三端稳压器用于为所述数据存储器和数模转换器供电。
所述数据存储器可采用型号为2716、2732、2764、27128等型号的只读存储器（EPROM），当地址生成模块将生成的地址输入EPROM的地址输入端时，EPROM自动将该地址对应的存储空间中事先储存好的数字化的电位值读出。
所述数模转换器可采用型号为AD557、AD7520等的数模转换器，用于将所述EPROM读出的数字化的电位值转换为模拟数据。
上述实施例中，所述滑臂连接+5V电压，各导电触点或通过电阻接地或断路，当滑臂与接地的导电触点接触时导通输出为1，当滑臂与断路的导电触点接触时输出为0，而在实际应用中，若导电触点通过连接高电平和连接低电平分别输出1和0，滑臂不接电源，也可达到相同效果。
上述实施例中设置有五组导电触点，在实际应用中也可以设置四组、六组或是其他不同数量的导电触点组数，每组导电触点中导电触点的数量也可根据实际需要调整，如十个、十五个、二十个等。 上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种非线性调速系统，其特征在于：包括地址生成模块、数据存储器和数模转换器，其中：
所述地址生成模块由N组导电触点组成，N为大于2的整数，每组导电触点由多个依次排列的导电触点组成，每个导电触点与高电平或低电平电连接，对应于每一组导电触点均设置有一滑臂，导电触点连接的电平通过滑臂输出，即每个滑臂的输出为1或0，在滑臂由导电触点的一端向另一端移动的过程中依次输出各不相同的N位二进制地址信息；
所述地址生成模块的N个滑臂依次与所述数据存储器最低N位的地址输入引脚连接，数据存储器的数据输出引脚与数模转换器的数据输入引脚一一对应连接；
所述数据存储器用于存储预先设定的电位值，并根据地址生成模块输出的地址信息将数据存储器中该地址信息所对应的电位值写入所述数模转换器，数模转换器将写入的电位值转换为模拟数据后输出。
2.根据权利要求1所述的非线性调速系统，其特征在于：各导电触点所对应的滑臂同轴连接。
3.根据权利要求1所述的非线性调速系统，其特征在于：所述数模转换器输出的模拟数据通过一数据处理模块输出。
4.根据权利要求3所述的非线性调速系统，其特征在于：所述数据处理模块包括一第一运算放大器，该第一运算放大器的同相输入端与所述数模转换器的输出端连接，第一运算放大器的反相输入端接地。
5.根据权利要求4所述的非线性调速系统，其特征在于：所述第一运算放大器的输出端与一电压跟随器的输入端连接。
6.根据权利要求1所述的非线性调速系统，其特征在于：所述调速系统还包括一型号为LE50的三端稳压器，该三端稳压器用于为所述数据存储器和数模转换器供电。
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