RU1795546C

RU1795546C - Устройство дл преобразовани перемещени объекта в код

Info

Publication number: RU1795546C
Application number: SU904801442A
Authority: RU
Inventors: Георгий Архипович Бабий; Евгений Карлович Берзин; Владимир Борисович Клепиков; Сергей Владимирович Погорелов
Original assignee: Харьковский политехнический институт им.В.И.Ленина
Priority date: 1990-01-30
Filing date: 1990-01-30
Publication date: 1993-02-15

Abstract

Изобретение относитс к автоматической сигнализации и может найти применение в вычислительной технике и промышленной автоматике при создании реверсивных накапливающих преобразователей угловых и линейных перемещений в цифровой код, использующих импульсные датчики, конструкци которых позвол ет формировать две последовательности импульсов , сдвинутых относительно друг друга . Целью изобретени вл етс увеличение разрешающей способности устройства, дл чего в устройство, содержащее импульсный датчик 1,реверсивный счетчик 9, элемент 2 задержки, элементы И 7, 8, инвертор 5, введены формирователь 6 импульсов по переднему и заднему фронтам и элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3. 4, что позвол ет повысить разрешающую способность преобразовател перемещени объекта в цифровой код благодар тому, что контроль направлени движени осуществл етс по каждому фронту двух последовательностей импульсов, поступающих от импульсного датчика 1, т.е. четыре раза за период следовани импульсов от него. 2 ил. СП С

Description

задр

Фиг.1

VJ

О СП

ел

N О

, Изобретение относитс к автоматической сигнализации и может найти примене- ние в вычислительной технике и промышленной автоматике при создании реверсивных накапливающих преобразователей угловых и линейных перемещений в цифровой код, использующих импульсные датчики, конструкци которых позвол ет формировать две последовательности импульсов , сдвинутых друг относительно друга/ ;- / ,-;. - . ... . :

Известен датчик перемещений дл оп- ределени параметров движени , содержащий равномерную кодовую шкалу, против которой установлены первый и второй считывающие .элементы, выходы которых соединены с входами первого элемента ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ, выход которого непосредственно и через первый элемент задержки соединен с входами второго элемента ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ, выход которого через второй элемент задержки соединен с входом элемента НЕ и первым входом элемента И, второй сход которого вл етс входом предварительной установки (на который подаетс нулевой импульс. благодар чему в первый D-триггер заноситс исходное значение сигнала выходной переменной с первого считывающего элемента), выход элемента И соединен с С-входом первого синхронного D-триггера, D-вход которого соединен с выходом первого считывающего элемента, пр мой выход первого синхронного D-триггера соединен с первым входом третьего элемента ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ , второй вход которого подключен к выходу второго считывающего .элемента, а выход соединен с D-входом второго синхронного D-триггера, С-вход которого подключен к выходу элемента И. выход второго синхронного D-триггера вл етс выходом знака направлени , а выход.,элемента НЕ вл етс выходом счетных импульсов датчика перемещений. Однако это устройство относительно сложно и требует дл организации накапливающего преобразовател перемещений на основе реверсивного Счетчика введени дополнительного коммутирующего блока, состо щего как минимум из трех логических элементов. Избыточна сложность устройства снижает надежностьего работы.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности вл етс преобразователь , содержащий задающий элемент, два чувствительных элемента, инвертор, блок задержки, два элемента И, причем выход первого чувствительного элемента соединен с первым входом первого элемента И и через инвертор с первым входом второго

элемента И, второй вход которого объединен со вторым входом первого элемента И и соединен с выходом блока задержки, вход которого соединен с выходом второго чувствительного элемента. Однако, данный преобразователь обладает небольшой разрешающей способностью (выдел ет один импульс за период следовани входных сигналов).

0 Целью изобретени вл етс увеличение разрешающей способности преобразовател перемещени .

Указанна цель достигаетс тем, что в преобразователь дополнительно введены

5 формирователь по- переднему и заднему фронтам, первый и второй элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первые входы которых соединены со вторым выходом импульсного датчика, первый выход которого соединен

0 со вторым входом второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого соединен с входом формировател импульсов по переднему и заднему фронтам, выход которого соединен со вторым входом первого

5 элемента И, второй вход первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ подключен к выходу элемента задержки, а выход первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединен со входом инвертора.

0 Повышение разрешающей способности устройства преобразовани перемещени в код достигаетс благодар тому, что введение новых элементов и св зей позвол ет осуществл ть контроль направлени движе5 ки четыре раза за один период следовани импульсов от Импульсного датчика, т.е. по каждому фронту, импульсов, поступающих от импульсного датчика, в отличие от известного , выбранного за прототип прео бразо0 вател , где информаци об изменении направлени движени может измен тьс только один раз за период следовани импульсов импульсного датчика. На фиг.1 приведена функциональна

5 схема устройства; на фиг.2 - диаграммы, по сн ющие его работу.

Устройство содержит импульсный дат . чик 1, элемент 2 задержки, первый и второй

элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3 и 4, ин0 вертор 5, формирователь б импульсов по переднему и заднему фронтам, первый и второй элементы И 7 и 8, реверсивный счетчик 9, причем, первый выход импульсного датчика 1 соединен со вторым входом вто5 рого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ А и входом элемента 2 задержки, выход которого Соединен со вторым входом первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3. выход которого соединен с первым входом второго элемента И 8 и через инвертор 5 с первым

входом первого элемента И 7, выход которого соединен с вычитающим входом ревер- сивного счетчика 9, второй выход импульсного датчика 1 соединен с первым входом первого элемен|а ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3 и с первым входом второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 4, выход которого через формирователь б соединен со вторым входом первого элемента И 7 и вторым входом второго элемента И 8, выход которого соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика 9.

Импульсный датчик 1 вырабатывает на своих выходах две последовательности импульсов , сдвинутых по фазе друг относи- тельно друга на четверть периода.

Элемент 2 задержки должен осуществл ть задержку входных импульсов на врем

гз:

а) дл круговых импульсных датчиков

Тз 4-гПЕ

где п - максимальна частота вращени датчика;

z - количество импульсов, вырабатыва- емых датчиком за один оборот;

б) дл линейных импульсных датчиков

где V - максимальна линейна скорость перемещени датчика;

К - количество импульсов, вырабатываемых датчиком за единицу длины.

Формирователь 6 вырабатывает нормированные импульсы длительностью Гф по каждому фронту (положительному или отрицательному перепаду) запускающих импульсов и дл надежной работы настраиваетс на врем :

Гф Гз

Устройство работает следующим образом .

Импульсный датчик 1 вырабатывает на двух своих выходах сдвинутые импульсы. При одном направлении движени импуль- сы, по вл ющиес на первом выходе опережают по фазе импульсы, по вл ющиес на втором выходе импульсного датчика. При противоположном движении импульсы, по вл ющиес на первом выходе отстают по фазе от импульсов, по вл ющихс на втором выходе импульсного датчика. В исходном состо нии на. обоих выходах импульсного датчика 1 присутствуют нулевые сигналы, реверсивный счетчик 9 находитс в сброшен- ном состо нии, а на его счетных входах присутствуют нулевые сигналы.

Рассмотрим случай с опережающими импульсами, поступающими с первого выхода импульсного датчика 1. При приходе первым импульса с первого выхода импульсного датчика 1 на входах элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3 и 4 по вл етс кодова комбинаци 0-1, а на выходах по витс высокий уровень, причем высокий уровень от элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛ И 3 дает разрешение на пропускание положительных импульсов через ключ на элементе И 8 и через инвертор 5 запрещает пропускание положительных импульсов через ключ на элементе И 7, а высокий уровень от элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 4 запускает формирователь 6. Формирователь 6 вырабатывает положительный импульс, который через открытый ключ на элементе И 8 поступает на суммирующий вход реверсивного счетчика 9. При приходе импульса со второго выхода импульсного датчика 1 на входе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 4 по вл етс кодова комбинаци 1-1. а на выходе по витс низкий уровень, который запускает формирователь 6. Формирователь 6 вырабатывает положительный импульс , а так как элемент задержки 2 задерживает переключение элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3, на входе которого еще сохран етс кодова комбинаци 0-1 и на выходе присутствует высокий уровень, то второй положительный импульс с формировател 6 через ключ на элементе И 8 поступает на суммирующий вход реверсивного счетчика 9. После отработки заданной выдержки времени на выходе элемента 2 задержки по вл етс высокий уровень, а на входе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3 по вл етс кодова комбинаци 1-1, а на выходе по вл етс низкий уровень. После окончани импульса с первого выхода импульсного датчика 1 на входах элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3 и 4 будет присутствовать комбинаци 1-0 и на их выходах по витс высокий уровень. Высокий уровень с выхода элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 4 запускает формирователь 6, который вырабатывает положительный импульс. Так как на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3 высокий уровень, то третий положительный импульс с формировател б, через ключ на элементе И 8 поступает на суммирующий вход реверсивного счетчика 9, После окончани импульса со второго выхода импульсного датчика 1 на входах элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 4 будет присутствовать кодова комбинаци 0-0 и на его выходе по витс низкий уровень, который запустит формирователь 6, который вырабатывает положительный импульс. Так как элемент задержки 2 задерживает переключение элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3 на --...)

входе которого еще сохран етс кодова комбинаци 1-0 и на выходе присутствует высокий уровень, то четвертый положительный импульс с формировател б через ключ на элемент И 8 поступит на суммирующий вход реверсивного счетчика 9.

При дальнейшем движении объекта в том же направлений последовательность по влений импульсов на выходах импульсного датчика 1 сохран етс ,и импульсы будут поступать только на суммирующий вход реверсивного счётчика 9.

При приходе первым импульса со второго выхода импульсного датчика 1, т.е. движение объекта происходит в противоположном направлении, на входе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3 из-за наличи элемента 2 задержки будет присутствовать кодова комбинаци 0-0, а на выходе будет низкий уровень, запрещающий прохождение положительных импульсов через ключ на элементе И 8, а через инвертор 5 разрешающий прохождение положительных импульсов через ключ на элементе И 7. В то же врем на входе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 4 по витс кодова комбинаци 1-0. а на выходе по витс высокий уровень, который запустит формирователь 6. Формирователь 6 вырабатывает первый положительный импульс, который через открытый ключ на элементе И 7 поступит на вычитающий вход реверсивного счетчика 9. После отработки элементом 2 задержки требуемой временной задержки на входах элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3, как и на входах элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 4 будет кодова комбинаци 1-0, а на выходе по витс высокий уровень. При приходе импульса с первого выхода импульсного датчика 1 на входах элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3 и 4 по вл етс кодова комбинаци 1-1, а на выходах по вл етс низкий уровень . При этом низкий уровень с выхода элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3 через инвертор 5 разрешает прохождение положительных импульсов через ключ на элементе И 7 и запрещает прохождение положительных импульсов через ключ на элементе И 8. Низкий уровень с элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 4 запускает формирователь 6. Второй положительный импульс с формировател 6 через открытый ключ на элементе И 7 поступит на вычитающий вход реверсивного счетчика 9. После окончани импульса со второго выхода импульсного датчика 1 на входах элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3 из-за наличи элемента 2 задержки кодова комбинаци

не изменитс , на его выходе будет присутствовать низкий уровень, запрещающий прохождение положительных импульсов через ключ на элементе И 8 и разрешающий

прохождение положительных импульсов через ключ на элементе И 7. На входах же элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 4 по витс кодова комбинаци 0-1, а на выходе по витс высокий уровень, который запустит формирователь 6. Третий положительный импульс с выхода формировател 6 через ключ на элементе И 7 поступит на вычитающий вход реверсивного счетчика 9. После отработки элементом 2 задержки требуемой временной задержки на входах элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3, как и на входах элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 4 будет кодова комбинаци 0-1, а на выходе по витс высокий уровень. После окончани импульса с первого выхода импульсного датчика 1 на входах элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3 и 4 по витс кодова комбинаци 0-0, а на выходах по вл етс низкий , уровень. При этом низкий уровень с выхода

элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3 через . инвертор 5 разрешает прохождение положительных импульсов через ключ на элементе И 7 и запрещает прохождение положительных, импульсов через ключ на

элементе И 8. Низкий уровень с элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 4 запускает формирователь 6. Четвертый положительный импульс с формировател 6 через открытый ключ на элементе И 7 поступит на вычитающий вход реверсивного счетчика 9.

При дальнейшем движении объекта в этом же направлении сохранитс последовательность по влени импульсов на выходах импульсного датчика 1 и импульсы

будут поступать только на вычитающий вход реверсивного счетчика 9.

Таким образом различным направлени м движени объекта с закрепленным на нем импульсным датчиком 1 соответствует

по вление импульсных последовательностей на соответствующих счетных входах реверсивного счетчика 9, а информаци о положении объекта может контролироватьс четыре раза за период следовани двух

импульсных последовательностей от импульсного датчика 1.

Следует отметить, что в устройстве обеспечиваетс определенна помехозащи- щенность благодар тому, что сигнал о направлении движени выдел етс только в моменты изменени выходных сигналов импульсного датчика 1.

Совокупность указанных признаков увеличивает надежность работы устройства.

Claims

Формула изобретени

Устройство дл преобразовани перемещени объекта в код, содержащее импульсный датчик, реверсивный счетчик, элемент задержки, инвертор, первый и второй элементы И, первый вход первого элемента И соединен с выходом инвертора, вход которого подключен к первому входу второго элемента И, второй вход которого соединен с вторым входом первого элемента И, вход элемента задержки соединен с первым выходом импульсного датчика, выходы элементов И соединены с информационными входами реверсивного счетчика, отличаю щеес тем, что, с целью увеличени

разрешающей способности устройства, в него введены формирователь импульсов по переднему и заднему фронтам, первый и второй элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первые входы которых соединены с вторым выходом импульсного датчика, первый выход которого соединен с вторым входом второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого соединён с входом формировател импульсов по переднему и заднему фронтам, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И, второй вход первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ подключен к выходу элемента задержки , а выход первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединен с входом инвертора.

Реверс