CS245651B1 - Zapojení pro číslicové pulsní odměřování polohy - Google Patents

Abstract

Zapojení je určeno pro číslicové vyhodnocování polohy pohyblivých částí nebo její změny jednosměrnými čítači pulsů ve spojení s číslicovým procesorem. Výstupy pulsnlch snímačů (11, 21, 31, 41, 51) polohy jsou připojeny na vstupy odměřovacích pulsů bloků (12, 22, 32, 42, 52) rozlišení směru, jejichž výstupy jsou připojeny na čítači vstupy jednosměrných čítačů bloků (3. 4) několika jednosměrných čítačů. Blok (5) číslicového procesoru s paměti snímá obsahy čítačů a vyhodnocuje údaje polohy. V alternativním zapojení je na druhé vstupy bloků (12, 22, 32, 42, 52) rozlišení směru a na čítači vstup jednoho jednosměrného čítače bloku (3) několika jednosměrných čítačů připojen výstup generátoru (10) pulsů s konstantní frekvencí. K bloku (5) číslicového procesoru s pamětí mohou být též připojeny blok (6) ovládacích a indikačních prvků a zařízení (7) na dalěí zpracování informací. Zapojení může být využito v měřící a regulační technice a v měrové technice.

Description

Předmětem vynálezu je zapojení pro číslicové pulsní odměřování polohy.

Číslicové odměřování polohy představuje číselné vyhodnocení polohy nebo změny polohy pohyblivých částí strojů, zařízení nebo technologických lánek a je často používáno při číslicovém řízení strojů, technologických linek a v mnoha dalěích oblastech řídící a regulační techniky.

V dosud známých zapojeních se pulsní odměřování provádělo pomocí obousměrných čítačů pulsů nebo přičítáním a odečítáním pulsů aritmetickou jednotkou do polovodičové paměti.

Hlavními nevýhodami těchto zapojení je to, že v nich nelze využít Integrované obvody vysoké integrace vyráběné pro mikroprocesorové systémy a umožňující dosažení malých rozměrů a nízké ceny. Tato skutečnost je překážkou dalělho rozšíření číslicového odměřování do těch zařízení a oblastí techniky, pro které bylo dosud rozměrné a drahé. Rovněž připojení obvodů pro odměřování polohy v dosud známých zapojeních k číslicovému počítači nebo mikropočítači je obvodově značně náročné.

Uvedené nedostatky jsou odstraněny zapojením pro číslicové pulsní odměřování polohy podle vynálezu, jehož podstata ppočlvá v tom, že výstupy pulsnlch snímačů polohy jsou připojeny na vstupy odměřovaclch pulsů bloků rozlišení směru, jejichž výstupy jsou připojeny na čitaeí vstupy jednosměrných čítačů bloku několika jednosměrných čítačů, datová vstupy a výstupy bloku několika jednosměrných čítačů jsou připojeny přes datová sběrnice na datová vstupy a výstupy bloku číslicového procesoru s pamětí, adresové a řídicí vstupy bloku několika jednosměrných čítačů jsou připojeny přes adresové a řídící sběrnice aa adresová a řídící výstupy bloku číslicového procesoru s pamětí.

Podstata zapojení podle vynálezu spočívá dále v tom, že výstup odměřovacích pulsů pohybu v jednom smyslu z bloku rozliěení směru je připojen na čítači vstup jednoho jednosměrného čítače bloku několika jednosměrných čítačů a výstup odměřovacích pulsů pohybu v opačném smyslu z bloku rozliěení směru je připojen na čítači vstup dalšího jednosměrného čítače bloku několika jednosměrných čítačů.

Podstata zapojení podle vynálezu spočívá v tom, že na druhé vstupy bloků rozliěení směru a na čítači vstup jednoho jednosměrného čítače bloku několika jednosměrných čítačů je připojen výstup generátoru pulsů s konstantní frekvencí.

Podstata zapojeni podle vynálezu spočívá « tom, že na adresová a řícící a datové sběrný ce bloku číslicového procesoru s paměti jsou připojeny adresové, řídící a datové vstupy a výstupy bloku ovládacích a indikačních prvků.

Podstata zapojení podle vynálezu spočívá dále v tom, že na komunikační vstupy bloku číslicového procesoru s pamětí jsou připojeny komunikační vstupy a výstupy zařízení na dalěí zpacování informací.

Hlavní výhodou zapojení podle vynálezu je možnost využiti bloků dvou nebo tří jednosměrných čítačů pulsů vyráběných technologií integrovaných obvodů s vysokou úrovní integrace a umístěných do jednoho pouzdře a dále možnost použití čítačů o několikanásobně menším číselném rozsahu než je maximální rozsah odměřování, nebol údaj polohy je vytvářen v bloku číslicového procesoru s pamětí, čímž dochází ks zmenšení rozměrů a zvýěení spolehlivosti. Integrované bloky několika jednosměrných čítačů umožňují jednoduché připojení obvodů odměřování polohy k číslicovému procesoru a použití číslicového procesoru v zapojení pro odměřování polohy umožňuje snadnou realizaci složitých funkcí odměřování jako např. vyhodnocování absolutních nebo přírůstkových rozměrů nebo vyhodnocování různých číselných funkcí jedné nebo několika odměřovaných souřadnic.

Blokové schéma zapojení pro číslicové pulsní odměřování polohy podle vynálssu je znázorněno na připojených výkresech, z nichž obr. 1 znázorňuje provedení používající dvou jednosměrných čítačů prp odměřování polohy v jedné souřadnici a obr. 2 znázorňuje provedení s generátorem pulsů konstantní frekvence, používající pro odměřování polohy v jedná souřadnici pouze jednoho jednosměrného čítače.

Na obou výkresech jsou výstupy pulsních snímačů polohy 11. 21. 31. ál> 51 připojeny na vstupy odměřovacích pulsů bloků 12, 22» 32. 12» 52 rozlišení směnu, jejichž výstupy jsou připojeny na čítači vstupy jednosměrných čítačů bloků 1, í několika jednosměrných čítačů, datové vstupy a výstupy bloku £, 2 několika jednosměrných čítačů jsou připojeny přes datové sběrnice 501 na datové vstupy a výstupy bloku í číslicového procesoru s paměti, adresové a řídící vstupy bloku 3, i několika jednosměrných čítačů jsou připojeny přes adresové a řídící sběrnice 502 na adresové a řídící výstupy bloku 2 číslicového procesoru s pamětí.

Na obr. 1 výetup odměřovacích pulsů pohybu v jednom smyslu z bloku U, 22, 32 rozlišení směru je připojen na čítači vstup jednoho jednosměrného čítače bloku £, £ několika jednosměrných čítačů a výstup odměřovacích pulsů pohybu v opačném smyslu z bloku 12. 2£, 32 rozlišení směru je připojen na čítači vstup dalšího jednosměrného čítače bloku £,. £ několika jednosměrných čítačů. Nevystačí-li počet čítačů v jednom bloku 2 několika jednosměrných čítačů pro připojení výstupů všech bloků rozlišení směru, jsou výstupy dalších bloků 22, £2 připojeny na vstupy čítačů druhého, případně dalších bloků £ několika jednosměrných čítačů. OdaěřoVací pulsy pohybu v jednom smyslu jsou čítány vždy v jednom čítači, zatímco pulsy pohybu v opačném smyslu jsou čítány v druhém čítači. Blok číslicového procesoru £ s pernětítyto údaje v pravidelných intervalech snímá, vyhodnocuje přírůstky v obou smyslech a z nich vyhodnocuje údaj o skutečné poloze.

Na obr. 2 je na druhé vstupy bloků 12. 22, 32. 42. 52 rozliěenl směru a na čítači vstup jednoho jednosměrného čítače bloku 2 několika jednosměrných čítačů připojen výstup generátoru 10 pulsů s konstantní frekvencí. Bloky rozlišení směru v tomto provedení jsou tak zapojeny,, že propouští pulsy s konstantní frekvencí ze svého druhého vstupu na svůj.výstup, a pokud vyhodnotí pohyb snímače v jednom smyslu o jeden základní přírůstek, vyšlou k výstupním pulsům jeden puls navíc, zatímco při vyhodnocení pohybu snímače v opačném směru o jeden základní přírůstek blok 12. 22. 32. £2, 52 rozlišení směru zadrží jeden puls z pulsů prochézejíclfeh z jeho druhého vstupu na jeho výstup. Následkem toho je na výstupu bloku 12. 22. 32. 42. 52. je-li snímač polohy 11. 21, 31, 41, 51 v klidu, pulsní signál o frekvenci shodné s frekvencí •pulsů na výstupu generátoru £0, -..zatímco při otočení snímače ££, 21. 31. ££, 51 o n základních přírůstků v jednom smyslu je na výstup bloku £2, 22. 32. 42. 52 rozlišení směru vysláno o n pulsů méně. Protože první čítač prvního bloku £ několika jednosměrných čítačů čítá pulsy s konstantní frekvencí, je možné z velikosti a smyslu rozdílu přírůstku obsahů odměřovacích čítačů proti prvnímu, tj. referenčnímu čítači za jednotku času vyhodnocovat blokem í číslicového procesoru s pamětí přírůstky polohy snímané jednotlivými snímači. Snímání obsahu čítačů je prováděno periodicky a perioda tohoto snímání a vyhodnocování je ovládána načítáním předvoleného počtu pulsů do prvního čítače bloku £ několika jednosměrných čítačů, který je čítačem referenčním. Po načítání určeného počtu pulsů vyšle tento referenční čítač přes řídící a adreeovpu sběrnici 502 tak zvanou žádost o přerušení do bloku £ číslicového procesoru s pemětí a ten opakuje snímání a vyhodnocování obtahu odměřovacích čítačů.

V obou provedeních odměřování polohy (Obr. 1, obr. 2) může být připojen blok 6 ovládacích a indikačních prvků svými datovými vstupy a výstupy na datovou sběrnici 501 a adresovými a řídícími vstupy na adresovou a řídící sběrnici ££g. Blok £ číslicového procesoru s parně-» tí zobrazuje na indikačních prvcích bloku 6 ovládacích a indikačních prvků vyhodnocené údaje a snímá stav ovládacích prvků téhož bloku, kterými lze ovládat Sinnoat bloku £ procesoru s pamětí a tím celého zapojení.

Vyžaduje-li ae součinnost obvodů odměřování polohy a dalšími bloky, jsou komunikační vstupy a výetupy 503 bloku £ číslicového procesoru e panští připojeny na komunikační vstupy zařízení X na další zpracování informací, kterým může kýt např. centrální procesor eystámu pro čísličová řízení strojů nebo jiný číalioový počítač, který dála zpracovává údaje

z odměřování polohy a ktorý může v opačném aměru předávat příkazy pro řízení a ovládání činnosti zapojení pro odměřování polohy podlá vynálezu. Va funkci komunikačních vstupů a výstupů mohou být použity běžně vyráběná sériová nebo paralelní komunikační obvody.

Blok 2 číalicového procesoru a pamětí může z údajů o přírůstcích polohy vyhoůnoeovat táž dalSí potřebná údaje jako např. absolutní polohu, rychlost pohybu, součet nebo rozdíl odměřovaných poloh a dalěl.

V konkrétním provedení ja va funkci snímače 11. ji, ji, £1, 51 polohy použit pul sní fotoalektrieký snímač polohy vyráběný pro číslicově řízení strojů, va funkci bloků J, £ několika jednosměrných čítačů pulsů jsou použity běžně vyráběné programovatelné čltače/čaeovaěe obsahující tři programovatelné jednosměrné šestnáctibitové čítače a blok £. číslicového procesoru s pamětí jo realizován známým zapojením osmibitového mikroprocesoru s paměťovými obvody pro řízení přeruiení a a vstupními a výstupními obvody.

Blok £ je řelen jako známě zapojení číselných zobrazovacích prvků a tlačítek s možností připojení k mikroprocesoru.

V jiném konkrétním provedení lze použít čtyřbltéváho nebo Šestnáctibitového mikroprocesoru a jako odměřovacích čítačů použít např. programovatelných čtyřnásobných jednosměrných čítačů.

Půlení snímače polohy mohou být táž nahrazeny snímači jiného typu tak, Ss mezi snímač a blok rozližení směru je zapojen převodník výstupního signálu snímače na půlení přírůstkový signál. Tímto způsobem lze použít zapojení podle vynálezu např. k odměřování pomocí laserového dálkoměru.

Rovněž lze na vetup bloku rozlišení směru připojit pulsní výstupy libovolného zařízení, jehož výstupní signály obsahují informaci o svStlování či smenSování nějaká veličiny, a tak vyuSlt zapojení podle vynálesu k číslsněmu vyhodnocování táto veličiny.

Zapojeni podle vynálezu je vhodné k číslicovému vyhodnocování polohy, délky, vzdálenosti nebo rychlosti pohybu pohyblivých částí v číslicovém řízení strojů, v měřící a regulační technice e v měrová technice.

Claims (5)

1. Zapojení pro číslicová půlení odměřování polohy vysnačujieí ee tím, Se výstupy půleních snímačů (11, 21, 31, 41, 51) polohy jsou připojeny na vstupy odměřovacích pulsů bloků (12, 22, 32, 42, 52) rozlišení směru, jejichž výstupy jsou připojeny na čítači vstupy jednosměrných čítačů bloku (3, 4) nSkolika jednosměrných čítačů, datová vstupy a výptupy bloku (3, 4) několika jednosměrných čítačů jsou připojeny přes datové sběrnice (501) na datové vstupy a výstupy bloku (5) číslicového procesoru s pamětí, adresové a řidiči vstupy bloku (3, 4) několika jednosměrných čítačů jsou připojeny přes adresové a řídící sběrnice (502) ha adresové a řídící výstupy bloku (5) číslicového procesoru s paměti.

2. Zapojeni podle bodu 1 vysnačujieí se tln, žs výstup odnSřovaclch pulsů pohybu v jednom smyslu s bloku (12, 22, 32) rosliBsnl směru je připojen ne čítači vstup jednoho jednosměrného čítače bloku (3, 4) několika jednosměrných čítačů a výstup odměřovacích pulsů pohybu v opačném amyelu s bloku (12, 22, 32) rosllSení směru je připojen na čítači vstup dalSlho jednosměrného čítače bloku (3, 4) několika jednosměrných čítačů.

3. Zapojení podle bodu 1 vyznačující se tím, že na druhé vstupy bloků (12, 22, 32, 42,

92) rozliěehl směru a na čítači vstup jednoho jednosměrného čítače bloku (3) několika jednosměrných čítačů je připojen výstup generátoru (10) pulsů s konstantní frekvencí.

4. Zapojení podle bodu 2 nebo 3 vyznačující se tím, Se na datovou sběrnici (501) jsou připojeny datové vstupy a výstupy bloku (6) ovládacích a indikačních prvků, jehož adresová a řídící vstupy jsou připojeny na adresovou a řídící sběrnici (502).

5. Zapojení podle bodu 2 nebo 3 nebo 4 vyznačující se tí·, Se komunikační vstupy a výstupy (503) bloku (5) číslicového procesoru s pamětí jsou připojeny aa komunikační vstu py a výsttpy zařízení (7) na dalěí «pracování lnforaací.