SU1042054A1

SU1042054A1 - Displacement-to-code converter

Info

Publication number: SU1042054A1
Application number: SU823409194A
Authority: SU
Inventors: Радик Магазович Ахметдинов; Рафгат Ахметович Абдуллин
Priority date: 1982-03-22
Filing date: 1982-03-22
Publication date: 1983-09-15

Abstract

1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В КОД, содернсаЛий подвижную зубчатую рейку, две пары расположенных параллельно стержней с- зубцами на одних торнах, обращенных к зубцам подвюкной зубчатой рейки, одна пара стержней смешена относительно другой стержней на рассто ние, равное половине зубцового делени , и кажда пара стержней со стороны других тощов замкнута тороидальным магнйтопроводом, /на котором расибложена обмотка подмагничивани , однивыводы каждой из обмоток подмагничивани подключены к разнопол рным выходам источника посто нного тока,о тличающийс тем, что, i с целью упрощени преобразовател и повышени его помехоустойчивости, в преобразователь введены формирователь выходного кода и обмотки управлени , размещенные попарно на тороидальных магнитопроводах, одни выводы обмоток управлени подключены к отрицательному . , выходу источника посто нного, тока, а дру-ig гие выводы обмоток управлени соедине (Л ны с управл ющими входами формировател выходного кода, вход питани которого подключен к положительному выходу источника посто нного тока, разнопол р ные выходы которого соединены с цругими выводами каждой из обмоток подмагничивани .,1. TRAVEL TRANSMITTER INTO CODE, a mobile moving gear rack, two pairs arranged parallel to the rods with one-teeth on one torn, facing the teeth of a sub-axle toothed rack, one pair of rods mixed relative to the other rods by a distance equal to half of the tooth division, and each pair the rods from the side of other debris are closed by a toroidal magnet conductor, / on which the bias winding is located, one pin of each of the magnetizing windings is connected to the opposite source outputs In order to simplify the converter and increase its noise immunity, an output code driver and control windings, placed in pairs on toroidal magnetic conductors, are inserted into the converter, some control windings are connected to the negative one. , the output of the DC source, current, and other outputs of the control windings are connected (L to the control inputs of the output code generator, the power input of which is connected to the positive output of the DC source, the different outputs of which are connected to circular outputs of each from the windings of magnetization.,

Description

2. Преобразователь по п. 1, о т л и чающийс тем, что формирователь выхоаного кода соаержит транзис-торы типа п-р-пи резистор, один вывод резистора соединен с входом питани формиро1042 54 вател выходного кода, управл ющие входы которого поцключены к эмиттерам и базам TpaHSHCTOfDOB, а коллекторы транзисторов соединены с другим выводом резистора .2. The converter according to claim 1, which is based on the fact that the driver of the output code contains transistors of the p-p-pi type, one output of the resistor is connected to the input of the form of the output-code driver 54, the control inputs of which are connected to emitters and bases TpaHSHCTOfDOB, and the collectors of the transistors are connected to another pin of the resistor.

.1.one

Изобретение относитс к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в устройствах дл преобразовани линейных и угловых перемещений в цифровой код...5The invention relates to automation and computing and can be used in devices for converting linear and angular movements into a digital code ... 5

Известен npeo6pa3OBaTienb линейных перемещений в код, содержащий две парыЛ -образных магнитопроводов с зубцами на торцах, в основании каждого иэ которых уложена обмотка измерени , две обмотки возбуждени , кажда из которых охватывает по два стержн каждой пары Г -образных магнитопрово дов, формирователь выходного кода и подвижную зубчатую рейку (1 J .The npeo6pa3OBaTienb linear displacements are known in a code that contains two pairs of L-shaped magnetic conductors with teeth on the ends, at the base of each of which a measurement winding is laid, two excitation windings, each of which covers two rods of each pair of L-shaped magnetic conductors, an output code driver and movable rack (1 j.

Недостатком данного устройства вл етс низка помехоустойчивость, котора объ сн етс наличием магнит, ных потоков рассе ни через пазы зубчатых торцов П -образных Магнитопроводов и пазы зубчатой рейки, которые навод т в дифференциальных измерительных обмотках ЭДС помехи, снижающие уровень полезного сигнала (напр жение логической единицы).The disadvantage of this device is low noise immunity, which is explained by the presence of magnetic fluxes scattered through the grooves of the toothed ends of the U-shaped magnetic conductors and the grooves of the toothed rack, which in the differential measuring windings of the EMF interfere with, reducing the level of the useful signal (voltage units).

Наиболее близким техническим решением к изобретению вл етс преобразователь линейных перемещений в код, содержащий две пары параллельных стержней с зубцами на торцах, ка,:ждый которых охвачен обмоткой посто нного тока, обмоткой переменного тока низкой частоты, кажда пара стержней замыкаетс с торнов кольцевым модул тором, на котором уложены две обмотки перемен-35 ного тока высокой частоты и четыре выходные обмотки, и зубчатую рейку L2 J .The closest technical solution to the invention is a linear displacement transducer into a code containing two pairs of parallel rods with teeth at the ends, ka: whose length is covered by a DC coil, a low frequency AC coil, each pair of rods is closed with a ring modulator , on which are placed two windings of alternating-35 high-frequency current and four output windings, and a gear rail L2 J.

Недостатками известного устройства вл ютс его сложность и низка аомекоустойчивость . На одну магнитную сирте- 40 му, состо щую из двух зубчатых стержней, замкнутых с одних торцов кольцевым магаитопровоцом, приходитс уклацьшать 10 обмоток, а в одном преобразоваделе такого типа српержитс по крайней ме- 45The disadvantages of the known device are its complexity and low aomekoustoykost. One magnetic sirtema-40, consisting of two toothed rods, closed at one end of the annular mahogate conductor, has to wind 10 windings, and in one transducer of this type will be at least 45

ре 4 такие магнитные системы. Дл питани этих обмоток требуетс три качественно разных источника питани : посто нного тока, переменного тока ниэкой частоты, переменного тока высокой частоты и фазосдвигающее устройств дл питани обмоток переменного тока ЛИЗКОЙ частоты, которые сами содержат большое количество элементов. Низка поме коустойчивость пре образовател объ сн етс вли нием на уровень полезного сигнала колебаний величины рабочего воздушного зазора и неоднородное тей магнитного материала.re 4 such magnetic systems. To power these windings, three qualitatively different power sources are required: direct current, alternating current of low frequency, alternating current of high frequency and phase shifting devices for powering the windings of alternating current of LOW frequency, which themselves contain a large number of elements. The low capacitance of the transducer is explained by the influence on the level of the useful signal of the oscillations of the size of the working air gap and the nonuniformity of the magnetic material.

Цель изобретени - упрощение преобразовател и повышение его помехоустойчивости . . .The purpose of the invention is to simplify the converter and increase its noise immunity. . .

Поставленна цель достигаетс тем, что в преобразователь перемещени в код, содержащий подвижную зубчатую ре|йку, две пары расположенных параллельно стержней с зубцами на одних торцах, обращенных к зубцам подвижной зубчатой рейки, одна пара стержней со стороны других торцов замкнута тороидальным машитопроводом, на котором расположена обмотка подмагничивани , одни вьшоды каждой из обмоток подмагнчивани подключены к разнопол рным выходам источника посто нногч) тока, введены формирователь выходного кода и обмотки управлени , размещенные попарно на тороидальных магнитопроводах, одни выводы обмоток управлени подключны к отрицательному выходу источника посто нного тока, а другие выходы обмоток управлени соединены с управл ющими вxoдa lи формировател выходного кода , вход питани которого подключен к положительному выходу источника посто нного тока, разнопол рные вых(ць1 K.V. торого соединены с другими выводами каждой из обмоток попмагничивани .The goal is achieved by the fact that, in a transducer of movement into a code containing a movable gear rack, two pairs of rods parallel to the teeth with one end facing the teeth of the movable gear rack, one pair of rods from the other ends is closed by a toroidal mash wire. the bias winding is located, one of the outputs of each of the winding windings are connected to the opposite-polar outputs of the constant-current source, the output code driver and the control winding are inserted, Two pairs of control windings are connected to the negative output of a DC source, and other outputs of the control windings are connected to the control input l and the output code generator, the power input of which is connected to the positive output of the DC source, different polarity output (pair There are 1 KV of which are connected to the other terminals of each of the windings of the magnetization pole.

Формирователь выходного кода соцоржит транзисторы типап-рП и резистор. один вывод резистора соецршен с входом. питани формировател выходного кода, управл ющие входы которого подключе- ны к эмиттерам и базам транзисторов,. а коллекторы транзисторов соединены с другим выводом резистора.; На фиг. 1 приведена структурна схема преобразовател ; на фиг. 2 характеристики ферромагнитного материала . Преобразователь содержит подвижную зубчатую рейку 1, одну магнитную систему, включающую пару стержней 2 и 3 и кольцевой магнитопровод 4, на тором размещены обмотка 5 подмагни- чивани и обмотки 6 и 7 управлени , формирователь 8 выходного кода, вклк чающий транзисторы 9 и 10 и резне-/ тор 11, вторую магнитную систему,вкпючак цую пару стержней 12 и 13 и кольцевой магнитопровод 14, на котором размещены обмотка 15 подмагничивани и обмотки управлени 16 и 17; источник посто нного тока 18, при этом стержни выполнены с зубцами 19.. Управл ющие обмотки 7 и 17 распо ложены диаметрально противоположно управл ющим обмоткам б и 16, а подмаг ничивак цие обмотки расположены р дом с управл ющими обмотками 6 и 16 и включены встречно управл ющими обмот7 и 17 соответственно. Тороидальные магнитопроводы выполнены из ферромаг нитного материала с пр моугольной петлей гистерезиса. Два транзистора 9 и 10 могут быть выпопшены в виде транзистор ной микросборки, состо щей из двух тран зисторов типа п-р-п с объединёнными кол лекторами в общем корпусе, имеющими примерно одинаковые параметры. Преобразователь работает следующим образом. При питании обмоток 5 и 15 подма. ничивани посто нным током в магнитопроводах 4 и 14 возникают магнитные потоки ФПА, которые повод т их до СОС;ГО ни магнитного насыщени с индукцией, например ВА. При перемещении зубчатой ре ки 1 относительно магнитных систем перйй опическн наступает такси момент, когда зубцы 19, например, левой магнитной системы (фиг. 1) совпадают с зубцами зубча той йки 1, при этом по вл етс допол-нительный магнитный поток Фд, который замыкаетс по параллельным стержн м 2 н 3 и зубчатой рейки 1, в результате чего индукци магнитопровоца 4 под уп- упр1авл юшей обмоткой 6 уменьшаетс на некоторую величину зВ (фиг. 2). Это иэменение индукции наводит небольшую ЭДС в управл ющей обмотке 6, котора открывает транзистор 9 формировател § выходного кода. Эмиттерный ток, по вивщийс в этот момент, протека по управл ющей обмот ке 7, создает магнитный поток Фр,р перемагничивани , поддерживающий это изменение индукции, который в свою очередь наводит дополнительную ЭДС в управл ющей обмотке 6, окончательно открывающую транзистор 9. Этот процесс приводит к энергичному перемагничиванию магнитопровода 4 ДО .состо ни с индукцией магнитного насыщени Q и быстрому пере- . воду транзистора 9 в область насыщени . Когда перемагничивание магнитопровода 4 заканчиваетс , магнитный поток ф исчезает и транзистор 9 запираетс , при этом на резисторе 11 формируетс импульс напр жени .. Далее магнитный поток подмагничивани переводит магнитопровод 4 в состо ние магнитного насыщени с индукцией (В -дБ), вуправл ющей обмотке 6 наводитс ЭДС с обратным знаком, который окончательно запирает транзистор 9. При дальнейщем перемещении зубчатой рейки 1 зубцы левой магнитной системы выход т из зацеплени , магнит ,ный поток Фд уменыиаетс до минимума, индукци магнитопровода 4 под управл ющей обмоткой 6 увеличиваетс до величины Б, а ЭДС, наведенна при этом в . управл ющей обмотке 6, способствует закрытому состо нию соответствук цего транзистора 9. Однако при этом в зацеплении с зубцами рейки 1 вход т зубцы 19 правой (на фиг. 2) магнитной системы. При этом происход т процессы, аналогично описанным выще дл транзистора 5, привод щие к формированию импульса напр жени на резисторе 11. Таким образом, при перемещении зубчатой рейки 1 относительно магнитных систем на резисторе 11 формируютс импульсы напр жени , число которых пропорционально величине перемещени . Такое выполнение преобразовател «уменьщает число элементов в преобразователе , в одной магнитной системе вмеото дес ти обмоток остаетс три обмотки, число источников питани уменыиаетс с трех до одного. Кроме того, повыщаетс помехоустойчивость преобразовател за счет исключени вли ни колебаний величины рабочего воздушного зазора и неоднородностей магнитного материала на выходной сиг нал преобразовател и его чувствительность , так как уменьшаетс величина напр жени лексического нул , котора определ етс только пацением напр же ни на резисторе от теплового тока, транзисторов, что намного йор аков мень- 5 ше величины напр жени логической единицы (импульсД напр( жени на резисторе)The shaper of the output code sotsorgzhit tipap-rp transistors and a resistor. one output of the resistor is connected to the input. the power of the output code driver, the control inputs of which are connected to the emitters and transistor bases ,. and the collectors of the transistors are connected to another pin of the resistor .; FIG. 1 shows a flowchart of a converter; in fig. 2 characteristics of ferromagnetic material. The converter contains a movable gear rack 1, one magnetic system including a pair of rods 2 and 3 and an annular magnetic circuit 4, the winding 5 of the biasing and the winding 6 and 7 of the control, the driver 8 of the output code including the transistors 9 and 10 and the harness are placed on the torus - / torus 11, the second magnetic system, including a pair of rods 12 and 13 and an annular magnetic circuit 14, on which the bias winding 15 and the control winding 16 and 17 are placed; DC source 18, wherein the rods are made with teeth 19 .. The control windings 7 and 17 are located diametrically opposed to the control windings b and 16, and the winding magnets are located next to the control windings 6 and 16 and are connected opposite control windings7 and 17 respectively. The toroidal magnetic cores are made of ferromagnetic material with a rectangular hysteresis loop. The two transistors 9 and 10 can be made in the form of a transistor microassembly consisting of two transistors of the pnp type with combined collectors in a common case having approximately the same parameters. The Converter operates as follows. When power windings 5 and 15 podm. Undervoltage of direct current in magnetic cores 4 and 14 gives rise to magnetic fluxes of AFD, which lead them to SOS; GO is not magnetic saturation with induction, for example, VA. When moving the toothed river 1 relative to the magnetic systems of the first time, a taxi takes place when the teeth 19, for example, of the left magnetic system (Fig. 1) coincide with the teeth of the tooth 1, and an additional magnetic flux Fd appears closes along parallel rods m 2 n 3 and toothed rack 1, as a result of which the induction of the magnetic conductor 4 under the control of winding 6 is reduced by a certain amount of voltage (Fig. 2). This change of induction induces a small emf in the control winding 6, which opens the transistor 9 of the driver of the output code. The emitter current, at this moment, flowed through the control winding 7, creates a magnetic flux Фр, р of the magnetization reversal, supporting this change in induction, which in turn induces an additional emf in the control winding 6, finally opening the transistor 9. This process leads to an energetic magnetization reversal of the magnetic circuit 4 TO. with induction of magnetic saturation Q and a fast re-. water transistor 9 to the saturation region. When the magnetic reversal of the magnetic circuit 4 is completed, the magnetic flux f disappears and the transistor 9 closes, and a voltage pulse is generated on the resistor 11. Next, the magnetic flux causes the magnetic conductor 4 to change into magnetic saturation with induction (V-dB), in the control winding 6 an emf with a reverse sign is induced, which finally closes the transistor 9. With further movement of the rack 1, the teeth of the left magnetic system go out of engagement, the magnet, the flow FD decreases to a minimum, and the magnetic induction oprovoda 4 under the control coil 6 increases to a value B, and the EMF induced in this century. the control winding 6 contributes to the closed state of the corresponding transistor 9. However, at the same time, teeth 19 of the right (in Fig. 2) magnetic system enter into engagement with the teeth of the rail 1. In this case, processes similar to those described above for transistor 5 occur, leading to the formation of a voltage pulse on the resistor 11. Thus, when moving the toothed rack 1 relative to the magnetic systems, voltage pulses are generated on the resistor 11, the number of which is proportional to the magnitude of the displacement. Such an embodiment of the converter reduces the number of elements in the converter, three windings remain in one magnetic system in ten windings, the number of power sources decreases from three to one. In addition, the noise immunity of the converter increases due to the exclusion of the influence of fluctuations in the size of the air gap and the inhomogeneities of the magnetic material on the output signal of the converter and its sensitivity, since the magnitude of the lexical zero voltage decreases, which is determined only by stress on the resistor current, transistors, which are much more york less than 5 voltages of a logical unit (impulse voltage (resistor)

и намного меньше напр жени логического нул прототипа, котора определ етс величиной ЭДС от магнитньЬс потоков рассе ни .and much less than the voltage of the logical zero of the prototype, which is determined by the magnitude of the emf from the magnetic scattering fluxes.

Экономический эффект использовани предложенного преобразовател определ етс его техническими преимуществами.The economic effect of using the proposed converter is determined by its technical advantages.

Claims

1. TRANSFER OF MOVEMENT TO THE CODE containing a movable gear rack, two pairs of parallel spaced rods with teeth at one end facing the teeth of a movable gear rack, one pair of rods is offset from the other pair of rods by a distance equal to half of the tooth division, and each pair the rods from the other ends are closed by a toroidal magnet conductor, on which the magnetizing winding is located, some of the conclusions of each of the magnetizing windings are connected to the bipolar outputs of the source th current of aphid ichayuschiysya in that, in order to simplify the transducer and enhance its noise immunity, the inverter introduced shaper output code and control windings placed with pairwise on toroidal magnitoprovotsah, some conclusions control windings are connected to a negative _to output a constant source current, and other outputs of the control windings are connected to the control inputs of the output code driver, the power input of which is connected to the positive output of the DC source, the bipolar outputs to torogo connected to other ends of each of the bias coils.

l No.

--e_ ± J "

SU. ,,, 1042054-

We ' ^vv vw vWm

Vw

2. The converter according to π. 1, wherein the output driver includes transistors of the η-p-pi resistor type, one output of the resistor is connected to the power input of the output code generator, the control inputs of which are connected to emitters and transistor bases, and the transistor collectors are connected to another pin of the resistor.

R