CS247659B1 - Zapojení vstupních obvodů pro přírůstkové vyhodnocování impulsních signálů - Google Patents

Abstract

Zapojení vstupních obvodů pro přírůstkové vyhodnocování impulsních signálů zejména pro převodníky polohy, úhlů a rychlosti otáčení, počtu otáčení rychlostních a délkových parametrům impulsními rotačními snímači dávající dve nebo více řad ampitudově upravených a vzájemně fázově posunutých impulsních signálů připojených na monostabilní klopné obvody 11, 12, 21. 22 až n1 jednak přímo a paralělněHpro negaci na Invertory 1. £,až n, z invertorů jsou vedeny společně «3 výsTupy monostabilníoh klopných obvodů na vstupy součinových hradel 101, 102. 111. 112, 1Qn, 1Qn-l. 11h, iin-TrSosr-jcCT·: πη; ττηΐΐΓτπ-; TTg*. Zde se vytvoří logický součin j ejich vzájemných vstupníoh hodnot. Výstupy z hradel 101, 102. lQa-1. 10n, 111. 112, 11n-1. 11n jsou spojeny ve výsiup~Offj. tento mění svou hodnotu z logické jedničky na logickou nulu impulsně v případě, když posuv nebo otáčení je ve směru kladném. Výstupy z hradel 201. 202. 2Qn-1. 20n. 211, 212, 21n-1. 21n. jsou spojeny ve společný výstup 002 tento se mění z logické jedničky na logickou nulu impulsně v případě když posuv nebo otáčení je ve směru opačném.

Description

Vynález se týká zapojení vstupních obvodů pro přírůstkové vyhodnocování i«půleních signálů zejména pro převodníky polohy, úhlu a rychlosti otáčení, počtu otáčení, rychlostních a délkových parametrů·

Při vyhodnocování impulsních signálů u měření elektrických a technologických veličin ee s výhodou uplatňují metody přírůstkového vyhodnocování· Impulsní signály mají frekvenci úměrnou rychlosti otáčení nebo posuvu a počet jejich změn je úměrný poloze, úhlu natočení nebo délkovému údaji. Zdrojem signálů jsou různé typy přírůstkových snímačů. Nejčastěji se používají snímače s principem fotoelektrickým, dále induktivním nebo pneumatickým, se snímáním dotykovým nebo bezdotykovým· Pro velmi přesné měření polohy úhlu nebo rychlosti otáčení, počtu otáčení, rychlostních a délkových parametrů s možností rozlišení smyslu posuvu nebo otáčení, dávají přírůstkové snímače zpravidla dvě nebo více řad vzájemně fázově posunutých impulsních signálů·

Vyhodnocování na tyto elektrické nebo technologické veličiny ee provádí v obvodech číslicových Čítačů, buň nepřetržitě» nebo za jednotku času· V případech, kdy je třeba přihlížet také ke smyslu změn, aby se dospělo ke správným číselným výsledkům i při případném obousměrném nebo kmitavém pohybu, jsou základem přírůstkového vyhodnocování obousměrné čítače, umožňující počítání nebo odčítání a obvody, které určují smysl posuvu nebo otáčení·

247 639

Všechna doposud známá zapojeni ee vyznačuji ovšem složitostí a některými omezeními· Z důvodu složitosti se u většiny zařízení vyhodnocuje pouze emyel pohybu· Vyhodnocovací obvody nejeou citlivá na střídavá změny pohybu, a proto zde vznikají chyby ve vyhodnocování a nepřesnosti činnosti zařízení·

V případech, kdy je nutno vyhodnocovat jak smysl pohybu, tak i změny smyslu toho pohybu je nutno pro 1 údaj vyhodnocovat nejméně 3 řady vstupních signálů· Tato skutečnost způsobuje velkou složitost obvodů, použití velkého počtu obvodů a zvětšení energetická náročnosti· Kmitavý pohyb dále musí mít určitou velikost změn polohy nebo otočení, která lze ještě zpracovat· Další omezení u všech dosavadních zapojení je možnost současně zpracovat pouze dvě nebo tři řady fázově vzájemně posunutých impulsních signálů· Dále neumožňují současně i frekvenční úpravu, např· násobení vstupu frekvence· Tento nedostatek ee nejvíce projevuje v případech, kdy dovolená největší hodnoty frekvence výstupních impulsních signálů jsou nižší než reálná rychlost otáčení nebo posuvu.

Nedostatky dosud známých řešení odstraňuje zapojení vstupních obvodů pro přírůstkové vyhodnocování impulsních signálů zejména pro převodníky polohy, úhlu a rychlosti otáčení, počtu otáčení, rychlostních a délkových parametrů s impulsními rotačními snímači, dávající dvě nebo více řad amplitudově upravených a vzájemně fázově posunutých impulsních signálů podle vynálezu, jehož podstatou je, že výstup od prvního rotačního impulsního snímače je zapojen jednak přímo na výstup prvního monostabilního klopného obvodu pro vyhodnocování záporného směru otáčení a paralelně na druhý vstup součinového hradla pro vyhodnocování náběžných změn kladného směru otáčení a na druhý vstup posledního součinového hradla pro vyhodnocování náběžných změn při záporném směru otáčení a paralelně přee vstup prvního inventoru prvního rotačního snímače. Jeho výstup je připojen na vstup prvního monostabilního klopného obvodu k vyhodnocování kladného eměra otáčení, paralelně na druhý vstup posledního součinového

- 3 247 659 hradla pro vyhodnocování sestupných změn při kladném směru otáčení paralelně na druhý vstup součinového hradla pro vyhodnocování náběžných změn při záporném směru otáčení·

Výstup druhého impulsního rotačního snímače je zapojen jednak přímo na vstup druhého monostabilního klopného obvodu pro vyhodnocování záporného směru otáčení a paralelně na druhý výstup prvního součinového hradla pro vyhodnocování sestupných změn při kladném směru otáčení a paralelně na druhý vstup součinového hradla pro vyhodnocování náběžných změn při záporném směru otáčení· Dále je výstup veden na vstup druhého inventoru pro druhý rotační snímač,jehož výstup je připojen na vstup druhého monostabilního klopného obvodu a paralelně na druhý vstup součinového hradla pro vyhodnocování náběžných změn při kladném směru otáčení a na druhý vstup součinového hradla pro vyhodnocování náběžných změn při kladném směru otáčení a na druhý vstup součinového hradla pro vyhodnocení sestupných změn při záporném směru otáčení·

Výstup posledního impulsního rotačního snímače je zapojen jednak přímo na vstup posledního monostabilního klopného obvodu pro vyhodnocování záporného směru otáčení, paralelně na druhý vstup posledního součinového hradla a na druhý vstup posledního součinového hradla pro vyhodnocování sestupných změn při záporném směru otáčeni· Jednak na vstup posledního inventoru pro poslední rotační snímač· Jeho výstup je připojen na vstup posledního monostabilního klopného obvodu pro vyhodnocování kladného směru otáčení, paralelně na druhý vstup posledního součinového hradla pro vyhodnocování náběžných změn při kladném směru otáčení a na druhý vstup posledního součinového hradla pro vyhodnocování sestupných změn při záporném směru otáčení· Výstup prvního monostabilního klopného obvodu pro vyhodnocování kladného směru otáčení je spojen s prvním vstupem prvního součinového hradla a paralelně s prvním vstupem prvního součinového hradla pro vyhodnocování náběžných změn při záporném směru otáčení· Výstup prvního monostabilního klopného obvodu pro vyhodnocování záporného směru otáčení je spojen s prvním vstupem prvního součinového hradla

- 4 247 659 pro vyhodnocování sestupných znán při kladném směru otáčení a paralelně s prvním vstupem součinového hradla pro vyhodnocování sestupných změn při záporném směru otáčení· Výstup druhého monostabilního klopného obvodu je spojen s prvním vstupem druhého součinového hradla pro vyhodnocováni náběžných změn při kladném směru otáčení· Paralelně na první vstup druhého součinového hradla pro vyhodnocování náběžných změn při záporném směru točeni· Výstup druhého monostábilního klopného obvodu je spojen a prvním vstupem druhého součinového hradla pro vyhodnocování sestupných změn při kladném směru otáčení a paralelně e první· vstupem druhého součinového hradla pro vyhodnocování sestupných změn při záporném směru otáčeni, výstup posledního monostábilního klopného obvodu je spojen s prvním vstupem posledního součinového hradla pro vyhodnocování náběžných změn při kladném směru otáčení· Dále paralelně na první vstup součinového hradla pro vyhodnocování náběžných změn při záporném směru otáčení· Výstup posledního monostábilního klopného obvodu je spojen s prvním vstupem posledního součinového hradla pro vyhodnocování sestupných změn při kladném směru otáčení a paralelně s prvním vstupem posledního součinového hradla pro vyhodnocování náběžných změn při záporném směru otáčení· Výstupy součinových hradel pro vyhodnocováni náběžných a sestupných změn při kladném směru otáčení jsou paralelně spojeny v jeden napájecí výstup kladného směru otáčení· A obdobné výstupy součinových hradel pro vyhodnocování náběžných a sestupných změn při záporném směru otáčení jsou paralelně spojeny v jeden napájecí výstup záporného směru otáčení·

Zapojení vstupních obvodů pro přírůstkové vyhodnocováni impulsních signálů podle předloženého vynálezu má proti dosud známým řešení několik výhod.

Vstupní obvody odstraňuji obecný nedostatek dosavadního etavu^ tj. složitost a necitlivost při obousměrném a kmitavám posuvu nebo otáčení. Uváděným zapojením pomocí jednoduchých

- 5 247 659 obvodů se zabezpečí vyhodnocování jednak při obousměrném, jednak při kmitavém pohybu současně při veliké rozliěovací citlivosti· Rozlišovací citlivost je dána pouze vlastnostmi a parametry mechanických částí převodníků·

Výhodnost tohoto zapojení ae projevuje předevěím také při vyhodnocování signálů za snímače vydávaných ve více než dvou řadách vzájemně fázově posunutých· Navíc umožní získat na výstupu signály o shodné dvojnásobné nebo čtyřnásobné frekvenci·

Protože ee při zapojeni používají moderní integrované součásti, zabezpečuje se jednoduchost a velká spolehlivost· Následné vyhodnocování na elektrické nebo technologické parametry lze s výhodou provádět číslicovým způsobem pomocí obousměrných číslicových čítačů nebo i analogovým způsobem·

K bližšímu objasnění podstaty vynálezu slouží dalěí popis a příklad konkrétního zapojení schematicky znázorněného na připojeném výkresu, který však rozsah vynálezu neomezuj··

Výstupy od impulsních rotačních snímačů jsou spojeny ee vstupní částí zapojeni· Výstup 01 od prvního rotačního impulsního snímače je zapojen jednak přímo na vatup 42 prvního monostabilního klopného obvodu 12 pro vyhodnocování záporného směru otáčení a paralelně na druhý vstup 68 součinového hradla 12B pro vyhodnocování náběžných změn kladného směru otáčaní na druhý vstup 92 posledního součinového hradla 21n pro vyhodnoeování náběžných změn při záporném směru otáčaní a paralelně přes vatup 31 prvního inventoru J. prvního rotačního snímače, jeho výstup 34 je připojen na vatup 41 prvního monostabilního klopného obvodu 11 vyhodnocování kladného směru otáčení paralelně na druhý vatup 76 posledního součinového hradla 11n pro vyhodnocování sestupných změn při kladném směru otáčaní a paralelně na drtivý vstup 84 souěinového hradla 20 n pro vyhodnocování náběžných změn při záporném směru otáčaní; výstup 02 druhého impulsního rotačního snímače je zapojen jednak přímo na vstup 44

- 6 247 659 druhého monostabilního klopného obvodu 22 pro vyhodnocování záporného směru otáčení a paralelně na druhý vstup 70 prvního součinového hradla 1.11 pro vyhodnocování sestupných změn při kladném směru otáčení paralelně na druhý vstup 78 součinového hradla 201 pro vyhodnocování náběžných změn při záporném směru otáčení, déle je výstup 02 veden na vstup 32 druhého inventoru £ pro druhý rotační snímač» jehož výstup 35 je připojen na vstup 43 druhého monostabilního klopného obvodu 21 a paralelně na druhý vstup 62 prvního součinového hradla 101 pro vyhodnocování náběžných změn při kladném směru otáčení a na druhý vstup 86 součinového hradla 211 pro vyhodnoceni sestupných změn při záporném směru otáčení; až výstup On posledního impulsního rotačního snímače je zapojen jednak přímo na vstup 46 posledního monostabilního klopného obvodu n2 pro vyhodnocování záporného směru otáčení paralelně na druhý vstup 74 posledního součinového hradla 11 (n-1> a na druhý vstup 82 posledního součinového hradla 20 (n-1) pro vyhodnocování sestupných změn při záporném směru otáčení, jednak na vstup 33 posledního invertoru g pro poslední rotační snímač jeho výstup 36 je připojen na vstup 45 posledního monostabilního klopného obvodu ni pro vyhodnocování kladného směru otáčení, paralelně na druhý vstup 66 posledního součinového hradla 10(n-1) pro vyhodnocování néběžných změn při kladném směru otáčení a na druhý vstup 90 posledního součinového hradla 21(n-1) pro vyhodnocování sestupných změn při záporném směru otáčení, výstup 47 prvního monostabilního klopného obvodu 11 pro vyhodnocování kladného směru otáčení je spojen s prvním: vstupem 61 prvního součinového hradla 101 a paralelně s prvním vstupem 77 prvního součinového hradla 201 pro vyhodnocování náběžných změn při záporném směru otáčení, výstup 48 prvního monostatického klopného obvodu 12 pro vyhodnocení záporného směru otáčení je spojen s prvním vstupem 69 prvního součinového hradla 111 pro vyhodnocování sestupných změn při kladném směru otáčení a paralelně s prvním vstupem 85 součinového hradla 211 pro vyhodnocení sestupných změn při záporném směru otáčení, výstup 49 druhého monostabilního klopného obvodu 21 js spojen s prvním vstupem 63 druhého

- 7 247 659 součinového hradla 102 pro vyhodnocování náběžných změn při kladném směru otáčení, paralelně na první vstup 79 druhého součinového hradla 202 pro vyhodnocování náběžných změn při zápomím směru otáčení, výstup 50 druhého monostabilního klopného obvodu 22 je spojen s prvním vstupem 71 druhého součinového hradla 112 pro vyhodnocení sestupných změn při kladném směru otáčení a paralelně e prvním vstupem 87 druhého součinového hradla 212 pro vyhodnocení sestupných změn při záporném směru otáčení, výstup 51 posledního monostabilního klopného obvodu n je spojen 8 prvním vstupem 67 posledního součinového hradla IQn pro vyhodnocování náběžných změn při kladném směru otáčení a paralelně na první vstup 83 součinového hradla 20n pro vyhodnocování náběžných změn při záporném směru otáčaní, výstup 52 posledního monostabilního klopného obvodu n2 je spojen s prvním vstupem 75 posledního součinového hradla l ín pro vyhodnocování sestupných změn při kladném směru otáčení a paralelně s prvním vstupem 91 posledního součinového hradla 21n pro vyhodnocování náběžných změn při záporném směru otáčení, výstupy 301. 302. 303. 304. 305. 306. 307. 308 součinových hradel 101. 102. 10fn-1). IQn. 111. 112. 11 (n-1). Hn, pro vyhodnocování náběžných a sestupných změn při kladném směru otáčení jsou paralelně spojeny v jeden napájený výstup 001 kladného směru otáčení; výstupy 309. 310. 311. 312. 313. 314. 315 a 316 součinových hradel 201. 202. 20(n-1), 2On. 211. 212.21(n-1)

21n pro vyhodnocování náběžných a sestupných změn při záporném směru otáčení jsou paralelně spojeny v jeden napájený výstup 002 záporného směru otáčení·

Vzájemné spojení inventorů monostabilních klopných obvodů a součinových hradel zajiiíuje vyhodnocování impulsních signálů z rotačních snímačů na impulsní výstupní signály pro kladný nebo záporný směr otáčení. Funkční činnost zapojení využívá vzájemného fázového posunutí výstupních signálů * rotačních snímačů. V případě kladného směru otáčení je to vzájemné kladné posunutí sousedních signálů z rotačních snímačů. Např. při náběžné změně výstupního signálu 01 při kladném směru otáčení se

- 8 247 659 vytváří na výstupu 47 prvního monostabilního klopného obvodu 11. impuls, který po přivedení na první vstup 61 součinového hradla 101 a za přítomnosti signálu v hodnotě logická *1 na druhém vstupu 62 je přenesen na výstup 301 prvního součinového hradla 101 a dále na napájený výstup 001. Impulsní změna na výstupu 001 je dále vyhodnocována jako hodnota kladného směru otáčení· Impuls z výstupu 47 prvního monostabilního klopného obvodu 11 je paralelně veden také na první vstup 77 prvního součinového hradla 201 pro vyhodnocování záporného směru otáčení· Protože na druhém vstupu 78 tohoto součinového hradla 201 je signál o hodnotě logická 0,impulsní signál se nepřenáší na výstup 002· Obdobné funkční poměry vznikají při náběžných změnách výstupních signálů 02 až On z rotačních snímačů· V případě záporného směru otáčení vzniká vzájemné záporné posunutí sousedních signálů z rotačních snímačů· Toto způsobuje, ie po jejich vyhodnocení v inventorech monostabilních klopných obvodech a součinových hradlech vzniká impulsní výstupní signál na napájeném výstupu 002 záporného směru otáčení. Na napájeném výstupu 001 impulsní signál nevzniká·

V případě kmitaVého pohybu v poloze nebo místě otočení, kdy se mění některý vetupní signál, vytváří se vždy v okamžiku této změny impuls na odpovídajícím výstupu 001 nebo 002. který se střídá·

Výstupní signály z napájených výstupů 001 a 002 mohou být zapojeny na vyhodnocovací obvody vytvořené obousměrným čítačem v integrovaném provedení· Signál 001 je spojen se vstupem pro přičítání, signál 002 je spojen se vstupem pro odečítání· Obsah tohoto čítače představuje skutečnou hodnotu elektrické nebo technologické veličiny·

Claims (1)

1. PŘEDMĚT V Ϊ Mí 1Ϊ ZU

   247 659

   Zapojení vstupních obvodů pro přírůstkové vyhodnocování impulsních signálů zejména pro převodníky polohy, úhlu a rychlosti otáčení, počtu otáčení, rychlostních a délkových parametrů s impulsními rotačními snímači dávajícími dvě nebo více řad amplitudově upravených a vzájemně fázově posunutých impulsních signálů, vyznačené tím, že výstup (01) od prvního rotačního impulsního snímače je zapojen jednak přímo na vetup (42) prvního monostabilního klopného obvodu (12) pro vyhodnocování záporného směru otáčení a paralelně na druhý vetup (68) součinového hradla (10n) pro vyhodnocování náběžných změn kladného směru otáčení, na druhý vstup (92) posledního součinového hradla (21n) pro vyhodnocování náběžných změn při záporném směru otáčení a paralelně přes vstup (31) prvního inventoru (1) prvního rotačního snímače, jeho výstup(34)je připojen na vstup (41) prvního monostabilního klopného obvodu (11) vyhodnocování kladného směru otáčení paralelně na druhý vetup (76) posledního součinového hradla (11n) pro vyhodnocování sestupných změn při kladném směru otáčení a paralelně na druhý vstup (84) součinového hradla (20n) pro vyhodnocování náběžných změn při záporném směru otáčení; výstup (02) druhého impulsního rotačního snímače je zapojen jednak přímo na vstup (44) druhého monostabilního klopného obvodu (22) pro vyhodnocováni záporného směru otáčení a paralelně na druhý vstup(70) prvního součinového hradla (111) pro vyhodnocování sestupných změn při kladném směru otáčení paralelně na druhý vstup (78) součinového hradla (201) pro vyhodnocováni náběžných změn při záporném směru otáčení, dále je výstup (02) veden na vstup (32) druhého inventoru (2) pro druhý rotační snímač, jehož výstup (35) je připojen na vstup (43) druhého monostabilního klopného obvodu (21) a paralelně na druhý vetup (62) prvního součinového hradla (101) pro vyhodnocování náběžných změn při kladném směru otáčení a na druhý vstup (86) součinového hradla(211) pro vyhodnocení sestupných změn při záporném směru otáčení; až výstup(On) posledního impulsního rotačního snímače je zapojen jednak přímo na vetup (46)

   10 247 659 posledního monostabilního klopného obvodu(n2) pro vyhodnocování záporného směru otáčení paralelná na druhý vstup (74) posledního součinového hradla (11 (n-1)) a na druhý vstup (82) posledního součinového hradla (20(n-1)) pro vyhodnocování sestupných změn při záporném směru otáčení, jednak na vstup(33) posledního invertoru (n) pro poslední rotační snímač, jeho výstup (36) je připojen na vstup (45) posledního monostabilního klopného obvodu (n1) pro vyhodnocování kladného směru otáčení, paralelně na druhý vstup (66) posledního součinového hradla (10 (n-1)) pro vyhodnocování náběžných změn při kladném směru otáčení a na druhý vstup (90) posledního součinového hradla (21 (n-1)) pro výhod» nocování sestupných změn při záporném směru otáčení, výstup (47) prvního monostabilního klopného obvodu (11) pro vyhodnocování kladného směru otáčení je spojen s prvním vstupem (61) prvního součinového hradla (101) a paralelně s prvním vstupem (77) prv* ního součinového hradla (201) pro vyhodnocování náběžných změn při záporném směru otáčení, výstup (48) prvního aonostabiěfcého klopného obvodu (12) pro vyhodnocení záporného směru otáčení je spojen s prvním vstupem (69) prvního součinového hradla (111) pro vyhodnocování sestupných změn při kladném směru otáčení a paralelně e prvním vstupem (85) součinového hradla (211) pro vyhodnocení sestupných změn při záporném směru otáčení, výstup (49) druhého monostabilního klopného obvodu (21) je spojen s prvním vstupem (63) druhého součinového hradla (102) pro vyhodnocování náběžných změn při kladném směru otáčení, paralelně na první vstup (79) druhého součinového hradla (202) pro vyhodnocování náběžných změn při záporném směru otáčení, výstup (50) druhého monostabilního klopného obvodu (22) je spojen s prvním vstupem (71) druhého součinového hradla (112) pro vyhodnocení sestupných změn při kladném směru otáčení a paralelně e prvním vstupem (87) druhého součinového hradla (212) pro vyhodnocení sestupných změn při záporném směru otáčení, výstup 51 posledního monostabilního klopného obvodu (n) je spojen β prvním vstupem (67) posledního součinového hradla (10η) pro vyhodnocování náběžných změn při kladném směru otáčení a paralelně na první vstup (83)

   247 659 součinového hradla (2On) pro vyhodnocování náběžných změn při záporném směru otáčení, výstup (52) posledního monostabilního klopného obvodu (n2) je spojen s prvním vstupem (75) posledního součinového hradla (1In) pro vyhodnocování sestupných změn při kladném směru otáčení a paralelně s prvním vstupem (91) posledního součinového hradla (21n) pro vyhodnocování náběžných změn při záporném směru otáčení, výstupy (301, 302, 303, 304, 305, 306, 307, 308) součinových hradel (101, 102, 10(n-ť), 10η, 111, 112,

   11(η-1), lín), pro vyhodnocováni náběžných a sestupných změn při kladném směru otáčeni jsou paralelně spojeny v jeden napájený výstup(OOI) kladného směru otáčení, výstupy (309, 310, 311, 312, 313, 314, 315 a 316) součinových hradel (201, 202, 20)n-1), 20n, 211, 212, 21)n-1), 21n) pro vyhodnocování náběžných a sestupných změn při záporném směru otáčení jsou paralelně spojeny v jeden napájený výstup (002) záporného směru otáčení·