RU2022231C1

RU2022231C1 - Device for measuring movements

Info

Publication number: RU2022231C1
Authority: RU
Inventors: П.А. Галайдин; Л.Г. Муханин; В.С. Фоминых; Л.А. Шахматов
Original assignee: Санкт-Петербургский институт точной механики и оптики
Priority date: 1989-11-29
Filing date: 1989-11-29
Publication date: 1994-10-30

Abstract

FIELD: measurement technology. SUBSTANCE: device has movement converter. Sequence of cyclical quadrature signals is formed at output of the converter when object shifts. These signals enter electronic interpolator and then into corresponding channels (of adding and subtracting) of count unit in form of count pulse sequence. When measuring raster is used which has reduced value of step or if the step is changed under effect of temperature, when measurement error has positive value, the correction unit is used. The correction unit has to be reversible counter with variable count coefficient, which determines spatial correction cycle being under control of correction code. The correction unit has reversible counter, decoder, multiplexer, differentiating unit and element for reducing value to zero. D-flip-flops provided with a set of logic gates provide blocking of single count pulse only during period of correction, then the circuit returns to initial position. EFFECT: improved precision of measurement due to correction of temperature and multiplicative error of primary movement converter. 1 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в различных областях машиностроения для измерения перемещений и размеров изделий. The invention relates to measuring equipment and can be used in various fields of engineering for measuring the movements and sizes of products.

Цель изобретения - повышение точности измерения перемещений за счет коррекции температурной и мультипликативной погрешностей первичного преобразователя перемещений. The purpose of the invention is to increase the accuracy of measuring displacements by correcting the temperature and multiplicative errors of the primary displacement transducer.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства. The drawing shows a block diagram of the proposed device.

Устройство содержит первичный преобразователь 1 перемещений, выходы которого соединены через компаратор 2 адреса с адресными входами коммутатора 3, информационные входы которого соединены с выходом первичного преобразователя 1. Выход коммутатора 3 соединен с электронным интерполятором 4, выходы которого через корректирующий блок 5 подключены к реверсивному отсчетному блоку 6. Корректирующий блок 5 содержит реверсивный счетчик 7, дешифратор 8, мультиплексор 9, дифференцирующее звено 10, элемент ИЛИ 11 обнуления реверсивного счетчика 7 с шиной обнуления R, формирователь 12 кода коррекции, управляющий коэффициентом пересчета, каналы суммирования и вычитания, каждый из которых содержит триггеры 13 и 14, ключевые элементы ИЛИ 15 и 16, установленные элементы ИЛИ 17 и 18 и синхронизирующие элементы ИЛИ 19 и 20. Счетные входы реверсивного счетчика 7 соединены с цепями переноса соответствующего разряда реверсивного отсчетного блока 6 в зависимости от величины мультипликативной погрешности. Его установочные входы подключен к формирователю 12 кода коррекции и адресным входам мультиплексора 9. Выход заема реверсивного счетчика 7 через дифференцирующее звено 10 соединен с его входом записи и единичным входом D-триггера 14 канала вычитания, а его информационные выходы - с входами дешифратора 8. Выходы последнего соединены с входами мультиплексора 9 так, чтобы обеспечивался сдвиг унитарного кода на его входах на один разряд влево. The device contains a primary displacement transducer 1, the outputs of which are connected via an address comparator 2 to the address inputs of the switch 3, the information inputs of which are connected to the output of the primary transducer 1. The output of the switch 3 is connected to an electronic interpolator 4, the outputs of which are connected through a correction block 5 to a reversible reading block 6. The correction unit 5 contains a reversible counter 7, a decoder 8, a multiplexer 9, a differentiating link 10, an element 11 of zeroing a reversible counter 7 with a bus zeroing R, shaper 12 correction code that controls the conversion factor, the summation and subtraction channels, each of which contains triggers 13 and 14, key elements OR 15 and 16, installed elements OR 17 and 18 and synchronizing elements OR 19 and 20. Counting inputs reverse the counter 7 is connected to the transfer circuits of the corresponding discharge of the reversible reading unit 6, depending on the magnitude of the multiplicative error. Its installation inputs are connected to the correction code generator 12 and the address inputs of the multiplexer 9. The output of the reverse counter 7 loan through the differentiating link 10 is connected to its recording input and a single input of the D-trigger 14 of the subtraction channel, and its information outputs are connected to the inputs of the decoder 8. Outputs the latter are connected to the inputs of the multiplexer 9 so that the unitary code is shifted at its inputs by one bit to the left.

Выход мультиплексора 9 соединен с единичным входом D-триггера 13 канала суммирования через первый вход элемента 11 обнуления с нулевым входом счетчика. Прямые входы D-триггеров 13 и 14 через прямые входы ключевых элементов 15 и 16 соединены с соответствующими входами реверсивного отсчетного блока 6, а инверсные выходы D-триггеров через прямые входы синхронизирующих элементов 19 и 20 с собственными входами синхронизации, D-входы триггеров соединены с уровнем логического нуля, выходы электронного интерполятора 4 соединены с инверсными входами ключевых 15 и 16 и синхронизирующих 19 и 20 элементов одноименных каналов и через первые входы установочных элементов 17 и 18 с нулевыми входами D-триггеров разноименных каналов. Шина установки нуля R соединена со вторым входом элемента 11 обнуления и со вторыми объединенными входами установочных элементов 17 и 18. The output of the multiplexer 9 is connected to a single input of the D-flip-flop 13 of the summing channel through the first input of the zeroing element 11 with the counter zero input. The direct inputs of the D-flip-flops 13 and 14 through the direct inputs of the key elements 15 and 16 are connected to the corresponding inputs of the reversible reading unit 6, and the inverse outputs of the D-flip-flops through the direct inputs of the synchronizing elements 19 and 20 with their own synchronization inputs, D-inputs of the triggers are connected to the logic zero level, the outputs of the electronic interpolator 4 are connected to the inverse inputs of the key 15 and 16 and the synchronizing 19 and 20 elements of the same channels and through the first inputs of the installation elements 17 and 18 with zero inputs of D-flip-flops variables channels. The zero-setting bus R is connected to the second input of the zeroing element 11 and to the second combined inputs of the setting elements 17 and 18.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Перемещение подвижной части преобразователя 1 перемещения относительно неподвижной вызывает изменение силового поля преобразователя. Эти изменения преобразуются чувствительными элементами преобразователя перемещений в систему циклических квадратурных сигналов, поступающих в электронный интерполятор 4. Электронный интерполятор 4 преобразует указанную систему сигналов в последовательность счетных импульсов, равномерно расположенных в пространстве и распределяет их по двумя каналам (суммирования и вычитания) в зависимости от направления перемещения объекта. Число импульсов будет однозначно определять величину перемещения объекта в единицах дискреты. Однако поступление счетных импульсов в реверсивный отсчетный блок 6 возможно только через ключевые логические элементы 15 и 16, которые можно блокировать по командам D-триггеров 13 и 14 на время пространственного периода следования счетных импульсов с определенным циклом. Иными словами, рассматриваемая структура блока коррекции 5 позволяет блокировать (вырезать) только один счетный импульс из последовательности с некоторым пространственным циклом. Величину пространственного цикла коррекции определяет коэффициент пересчета реверсивного счетчика 7, управляемого кодом формирователя 12. Следовательно, структура блока коррекции 5 представляет собой реверсивный счетчик с переменным коэффициентом счета, определяющим пространственный цикл коррекции, управляемый кодом коррекции и включающим реверсивный счетчик 7, дешифратор 8, мультиплексор 9 дифференцирующее звено 10 и элемент обнуления 11. D-триггеры с набором логических элементов обеспечивают блокирование только одного счетного импульса за период коррекции и возвращение схемы в исходное состояние. The movement of the movable part of the transducer 1 displacement relative to the stationary causes a change in the force field of the transducer. These changes are converted by the sensitive elements of the displacement transducer into a system of cyclic quadrature signals supplied to the electronic interpolator 4. The electronic interpolator 4 converts the indicated system of signals into a sequence of counting pulses uniformly located in space and distributes them along two channels (summing and subtracting) depending on the direction moving an object. The number of pulses will uniquely determine the amount of movement of the object in units of discrete. However, the arrival of counting pulses in the reversible reading block 6 is possible only through key logic elements 15 and 16, which can be blocked by the commands of D-flip-flops 13 and 14 for the duration of the spatial period of the counting pulses with a certain cycle. In other words, the considered structure of the correction unit 5 allows you to block (cut) only one counting pulse from a sequence with some spatial cycle. The magnitude of the spatial correction cycle is determined by the conversion factor of the reverse counter 7, controlled by the shaper code 12. Therefore, the structure of the correction block 5 is a reversible counter with a variable counting coefficient that determines the spatial correction cycle, controlled by the correction code and includes a reverse counter 7, decoder 8, multiplexer 9 differentiating element 10 and element of zeroing 11. D-triggers with a set of logical elements block only one counting impulse sa for the period of correction and return to the circuit to its initial state.

Таким образом, в случае использования измерительного растра с уменьшенным значением шага или изменения его вследствие воздействия температуры, когда погрешность измерения имеет положительное значение, предлагаемое устройство обеспечивает коррекцию указанных погрешностей, т.е. получение действительного значения измеряемой величины. Значение кода коррекции выбирается по диаграмме погрешности измерительной меры, приведенной к температуре условий эксплуатации. Thus, in the case of using a measuring raster with a reduced step value or changing it due to temperature, when the measurement error has a positive value, the proposed device provides the correction of these errors, i.e. obtaining the actual value of the measured value. The value of the correction code is selected from the error chart of the measuring measure reduced to the temperature of the operating conditions.

Claims

MEASUREMENT MEASUREMENT DEVICE, comprising in series a primary displacement transducer, an address comparator, a switch and an electronic interpolator, a reversible reading unit, the output of a primary displacement transducer is connected to the information input of the switch, characterized in that, in order to increase the accuracy of measurements, it is equipped with a correction code generator , reversible counter, decoder, multiplexer, differentiating element, zeroing element, two D-triggers, two key e elements, two mounting elements and two synchronizing elements, the outputs of which are connected to the synchronizing inputs of the corresponding D-flip-flops, direct inputs - to the inverse outputs of the corresponding D-flip-flops, the inverse input of the first synchronizing element is connected to the direct output of the electronic interpolator, the inverse input of the first key element and the first input of the second installation element, the inverse input of the second synchronizing element is connected to the return output of the electronic interpolator, inv by the second input of the second key element and the first input of the first installation element, the second inputs of the installation elements are combined and connected to the second input of the zeroing element and the zero bus, the outputs are connected to the zeroing inputs of the corresponding D-triggers, the direct outputs of which are connected to the direct inputs of the corresponding key elements, the outputs which are connected respectively to the summing and subtracting inputs of the reversible reading unit, the output of the correction code generator is connected to the address input of the multiplexer and the installation input of the reversible counter, the summing and subtracting inputs of which are connected respectively to the first and second outputs of the reversible reading unit, the installation input is connected to the output of the differentiating link and the installation input of the second D-trigger, the resetting input is connected to the output of the reset element, the loan output is connected to the input differentiating link, the information outputs are connected to the corresponding inputs of the decoder, the outputs of the decoder are connected to the corresponding inputs of the multiplexer with a shift unitary code at its inputs one bit to the left, the multiplexer output is connected to the installation input of the first D-trigger and the first input of the zeroing element.