SU1042057A1 - Преобразователь перемещени в код - Google Patents

Abstract

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В КОД, содержащий генератор, выход которого соедивен со счетными входами первого и второго делителем частоты , первый выход первого делител  частоты соединен со счетным входом третьего делител  частоты, выход третьего делител  частоты соединен с входом первого формировател  импульсов, первым входом квантовател , информационным входом счетчика числа оборотов вала фазовращател  и через фазорасщепитель соединен с входом фазовращател , вал которсЛ-о  вл етс  входом преобразовател , выход фазовращател  соединен с вторым входом квантовател , выход квантовател  соединен с синхронизирующими входами регистра и счетчика числа оборотов ва-. . ла фазовращател , выход которого соединен с адресным входом считывани  запоминающего устройства, выход которого соединен, с первым входом четвертого делител  частоты, выход четвертого делител  частоты соединен с информационным входом регистра, выход, регистра соединен с, кодовой шиной, первый выход второго делител  частоты соединен с третьим входом квантовател  , вторым входом четвертого делител  частоты и первым входом п того делител  частоты, выход которого соединен с информационным входом запоминающего устройства, выход первого формировател  импульсов соединен с третьим входом четвертого делител  частоты и входом счетчика числа периодов опорного сигнала, первый Q выход которого соединен с адресным (Л входом записи запоминающего устройства , а второй выход через второй форс мирователь импульсов соединен с вторым входом п того делител  частоты, отличающийс  тем, что, , с целью повышени  точности преобразовател , в него введены преобразователи кода, элементы срав 0 о :л нени  и элемент ИЛИ, выход которого .соединен с управл ющим входом второго делител  частоты, второй выход которого соединен с первым входом первого элемента сравнени , выход первого элемента сравнени  соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу второго формировател  импульсов, выход регистра через преобразователь кода соединен с первым входом, второго элемента сравнени , выход которого соединен с управл ющим входом первого делител  частоты, второй выход первого делител  частоты соединен с вторым входом второго эле

Description

мента сравнени , выход п того делител  частоты через преобразователь

I

кода соединен с вт«рым входом второго элемента сравнени 

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике, в частности к устройствам, преобразующим угловое или линейное перемещение в цифровой код, и может быть использовано дл  контрол  величины перемещени  механизмов на станках и установках, предназначенных дл  обработки крупногабаритных и длинномерных изделий.

Известен преобразователь перемещений в код, содержащий генератор, делитель частоты, фазорасщепитель, фазовращатель, преобразователь фа за-код, цифровое вычислительное уст-, ройство, преобразователь код-напр жение , устройство сравнени  напр жений , усилитель, тахогенератор, механиз| (, соединенный посредством звена кинематической св зи (механический редуктор) с ралом фазовращ е-л  Cl 3.

Известен преобразователь перемещени  в код, содержаций генератор, делитель частоты, вход которого соединен с выходом генератора, фазорасщепитель , вход которого подключен к выходу де Г1ител  частоты, фазовращатель , вход которого соединен с выходом фазорасщепител , квантователь , первый вход которого подключен к выходу фазовращател , а второй входк выходу делител  частоты, регистр, первый вход которого соединен с выходом квантовател , второй вход - с выходом делител  частоты, а выход с кодовой шиной, и звено кинематической св зи (механический редуктор), соедин ющее вал фазовращател  с механизмом 12 J.

Однако данные преобразователи обладают пониженной точностью в св зи с наличием механического редуктора . Механический редуктор вносит Ьогрешность, обусловленную неточностью изготовлени  зубчатых шестерен , и неточностью реализации передаточных отношений, выражаемых

иррациональными числами, кратными числу ,1..., необходимость в которых возникает, в частности, в зубчатых передачах рейка - шестерн .

Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  преобразователь перемещений в код,

содержащий генератор, п ть делителей частоты, вход первого из котоPtrfx соединен с выходом генератора и счетным входом второго делител  частоты , а выход соединен с входом

третьего делител  частоты, фазорасщепитель , вход которого подключен к выходу третьего делител  частоты, фазоврацатель, вход которого соединен с выходом фазорасщепител ,

квантователь, первый вход которого подключен к выходу фазовращател , второй вход - к выходу второго де/ттел  частоты и счетному входу четвертого и п того делителей частоты,

а третий вход - к выходу третьего делител  частоты, регистр, информационный вход которого соединен с выходом четвертого делител  частоты, вход синхронизации - с выходом квантовател , а выход - с кодовой шиной, счетчик числа оборотов вала фазовращател  , информационный вход которого подключен к выходу третьего делител  , частоты, а вход синхронизации - к выходу квантовател , запоминающее устройство, информационный вход которого соединен х выходом п того делител  частоты, адресный вход считывани  - с выходом сметчика числа оборотов вала фазовращател , а выход - с входом четвертого делител  частоты, счетчик числа периодов опорного сигнала и два формировател  импульсов , вход первого из которых подключен к выходу третьего делител  частоты, а выход к входу синхрони-. зации ч етвертого делител  частоты и входу счетчика числа периодов опорного сигнала, второго формировател  импульсов соединен с первым выходом счетчика числа периодов опор ного сигнала, второй выход которого соединен с адресным входом записи запоминающего устройства, а выход второго формировател  импульсов подк ю-. чен к входу сброса второго и п того делителей частоты З 3. Известный преобразователь также характеризуетс  пониженной точностью в св зи с недостаточной компенсацией погрешности звена кинема тической. св зи вала фазовращател  с механизмом в частности погрешности измерительных передачах рей ка - шестерн .. В известном преобразователе V осу, ществл етс  частична  компенсаци  этой погрешности путем учета ее усредненной величины пропорциональ-%: ным масштабированием выходного кода J на всей длине перемещени  механизмам Поскольку измерительна  системаобыч но состоит из группы реек, погреш- Г ность изготовлени  которых в общем случае имеет различный характер, то отсутствие компенсации накопленной погрешности каждой из измерительных реек в отдельности снижает , точность данного преобразовател , Целью изобретени   вл етс  повы шение точности преобразовател . Указанна  цель достигаетс  тем, . что в преобразователь перемещени  в код, содержащий генератор, выход кЪторого соединен со счетными входа- - ми первого и второго делителей частоты , первый выход первого делител  частоты соединен со счетным входом третьего делител  частоты, выход тре тьего делител  Частоты соединен с входом первого формировател  импуЛь сов, первым входом квантовател , информационным входом счетчика чисща оборотов вала фазовращател  и через фазорасцепитель соединен с входом ;фазодращателй, вал которого  вл етс  входом преобразовател , выход фазо--. вращател  соединен с вторым входой.ч квантовател , выход квантовател  соединен с синхронизирующими входами регистра и счетчика числа оборот тов вала фазовращател , выход котброго соединен с адресным входом с«4й тывани  запоминающего устройства, выход которого соединен с первым , входом четвертого делител  частоты, выход четвертого делител  частоты : соединен с информационным входом ре, гистра, выход регистра соединен с кодовой шиной, первый выход второго делител  частоты соединен с третьим входом квантовател , вторым входом четвертого делител  частоты и первым входом п того делител  частоты, выход которого соединен с информационным входом запоминающего устройства , выход первого формировател  импульсов соединен с третьим входом четвертого делител  частоты и входом счетчика числа периодов опорного сигнала , первый выход которого соединен с адресным входом записи запоминающего устройства, а второй выход через второй формирователь импульсов соединен с вторым входом п того делител  частоты, введены преобразователи кода, элементы сравнени  иэлемент ИЛИ, выход которого соединен с управл ющим входом второго делител  частоты, второй выход которого соединен с первым входом первого элемента сравнени , выход первого элемента сравнени  соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу второго формировател  импульсов, выход регистра через преобразователь кода соединен с первым входом второго элемента сравнени , выход которого соединен с управл ющим входом первогоделител частоты, второй выход первого делител  частоты соединен с вторым входом второго элемента сравнени , выход п того делител  частоты через преобразователь кода соединен с вtopым входом первого элемента сравнени . - - S На фиг. 1 представлена структурна  схема преобразовател ; на фиг.2график зависимости код-перемещение.. Преобразователь перемещени  в код содержит генератор 1, делители 2 и . 3 частоты, фазорасщепитель 4, фазовращатель 5, вал которого через звено 6 кинематической св зи соединен с механизмом 7 (звено 6 и механизм 7 к преобразователю не относ тс ), преобразователь 8 кода, элемент 9 сравнени  , квантователь 10, делители 11 и 12 частоты, элемент ИЛИ13, формирователь 14 импульсов, счетчик 15 числа периодов опорного сигнала, запоминающее устройство 16, счетчик 17 числа оборотов вала фазовращате- . л , преобразователь 18 кода, элемент. 19 сравнени , делитель 20 частоты. регистр 21, формирователь 22 импульсов и кЬдовую шину 23. Преобразователь перемещени  в код работает следующим образом. Импульсы тактовой частоты, формируемые генератором 1, поступают с ег выхода на счетные входы делителей 2 и П частоты, отношение коэффициентов делени  которых соответствует передаточному отношению звена 6 кине матической св зи вала фазовращател  5 с механизмом 7. Сигнал с первого выхода делител  2 частоты управл ет делителем 3 частоты, формирующим сиг налы кодовой развертки дл  фазорасщепител  k, который вырабатывает двухфазную или трехфазную систему .пи тающих напр жений дл  фазовращател  5, типа вращающегос  трансформатора или сельсина. На выходе фазовра щател  5 образуетс  сигнал, фазовый сдвиг которого относительно опорного сигнала (одной из фаз питани  фазовращател  5), пропорционалён УГЛОВОМУ перемещению вала фазовращател  5. Этот сигнал поступает на второй вход квантовател  10 На третий вход квантовател  10 приход т импульсы с выхода делител  11 частоты, которые используютс  л  квантовани  по фазе выходного сигна ла фазовращател  5. На выходе квантовател  10 формируютс  узкие кванто ванные по фазе импульсы, частота ко торых при вращении вала фазовращател  5 в сторону отстаивани  фазы выходного сигнала ниже частоты опорного сигнала, а при вращении вала фазовращател  5 в сторону опережени  фазы выходного сигнала выше частоты опорного сигнала. Сигналы, поступающие с выхода делител  3 частоты на первый вход квантовател  10, исключают по вление двух квантованных по фазе импульсов в течение одного периода опорного сигнала, когда ча стота сигнала на выходе фазовращател  5 становитс  выше частоты опорного сигнала, пропуска  на вход кван товател  10 в каждом периоде опорного сигнала только один - первый из квантованных импульсов. Квантованные по фазе импульсы поступают на вход синхронизации регистра 21 и счетчика 17 числа оборотов вала фазовращател . В счетчике 17 числа оборотов вала фазовращател  ониоиспо ьзуютс  совместно с сигналами. поступающими с выхода делител  3 частоты , дл  получени  сигналов направлени  счета, В запоминающем устройстве 16 хранитс  информаци , представл юща  собой коды перемещений, соответствующих началу оборотов вала фазовращател  5 в контролируемом диапазоне перемещений. Эта информаци  выбираетс  из кодовой развертки, формируемой при помощи делител  12 частоты, на счетный вход которого с выхода делител  11 частоты приход т импульсы , имеющие вес одной дискреты, пере ,г мещени . Кодова  развертка, поступаю1Да  на информационный вход запоминающего устройства 16, соответствует максимальному перемещению механизма 7. Выборку из нее-необходимых кодовых значений и перенос их в запоминающее устройство 1б осуществл ют импульсы, поступающие с второго выхода счетчика-15 числа периодов опорного сигнала на адресный вход записи запоминающего устройства 1б. Считывание информации из запоминающего устройства 16 обеспечиваетс  выходным сигнсГлом счетчика 17 числа оборотов вала фазовращател . На выход запоминающего устройства 16 поступает информаци , представл ю|ща  собой KOf} перемещени , соответствующий началу текущего оборота вала фазовращател  5. Упом нута  информаци  приходит на первый вход делител  20 частоты, формирующего кодовую развертку, соответствующую перемещени м механизма 7 в пределах текущего оборота вала фёзовращател  5. На счетный вход делител  20 частоты поступают импульсы. Имеющие вес одной дискреты перемещени . Ус- тановка делител  20 частоты в исходное состо ние производитс  в каждом периоде опорного сигнала по второму входу импульсом с выхода формировател  22 импульсов. , Сигналы кодовой развертки, формируемой делителем 20 частоты, поступают на информационный вход регистра 21. /.Выборка и перенос кода в регистр 21 осуществл етс  импульсами , поступающими с выхода квантовател  10 на вход cинxpoнизaци J peгистра 21. Код перемещени  выдаетс  по кодовой шине 23. Синхронизаци  работы делител  12 частоты осуществл етс  импульсами.

вырабатываемыми формирователем Tt импульсов в момент образовани  нулевой кодовой комбинации в счетчике 15 числа периодов опорного сигнала, который переключаетс  импульсами с выхода формировател  22 импульсов. Формирователь 22 импульсов вырабаты вает импульсы при кодовой комбинации на выходе делител  3 частоты, соответствующей началу отсчета перемещений . .

При посто нных коэффициентах делени  делителей 2 и 1V частоты преобразование пере.мещений Е в код Ш происходит в соответствии с характеристикой а (фиг. 2), представл ющей собой ломаную линию. Пр мым отрезкам этой линии соответствует преобразование перемещений Ц (1 реальна  длина реек, ,-2,3... t- эталонна  длина реек) в пределах отдельных измерительных реек в код в зависимости от величины и знака погрешности их шага.

В данном преобразователе на участках перемещений в пределах каждой измерительной  чейки при помощи преобразователей 8 и 18 кода формируютс , величины коэффициентов делени  делителей 2.и 11 частоты, обеспечиаающие компенсацию погрешности шага соответствующих измерительных реек.

При этом коэффициент делени  делител  2 частоты остаетс  посто нным при перемещени х в пределах отдельной измерительной рейки,

коэффициент делени  делител  11 частоты не измен етс  в пределах значений кодовой развертки делител  12 частоты, соответствующих пере .мещени м в пределах отдельных измерительных реек, а код на кодовой шине 23 преобразовател  измен етс  в соответствии с характеристикой Ь (фиг, 2). .

Элементы сравнейи  9 и 19 используютс  дл  обнулени  делителей 2 и 11 частоты при равенстве кодов на их обоих входах.

Таким образом, предлагаемый преобразователь позвол ет повысить точность по сравнению с известными .преобразовател ми аналогичного назначени  благодар  возможности компенсации

величины линейной составл ющей накопленной погрешности дл  каждой из

изме;рительных реек в отдельности, котора  практически не зависит от диапазона контролируемого перемещени .

Экономический эффект от использовани  пре,длагаемого изобретени  определ етс  его техническим преимуществом .

Claims (1)

1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В КОД, содержащий генератор,' выход которого соедивен со счетными входами первого и второго делителей частоты, первый выход первого делителя частоты соединен со счетным входом третьего делителя частоты, выход третьего делителя частоты соединен с входом первого формирователя импульсов^ первым входом квантователя, информационным входом счетчика числа оборотов вала фазовращателя и через фазорасщепитель соединен с входом фазовращателя, вал KoTopcfro является входом преобразователя, выход фазовращателя соединен с вторым входом квантователя, выход квантователя соединен с синхронизирующими входами регистра и счетчика числа оборотов ва- , ла фазовращателя, выход которого соединен с адресным входом считывания запоминающего устройства, выход которого соединен, с первым входом четвертого делителя частоты, выход четвертого делителя частоты соединен с информационным входом регистра, выход, регистра соединен с, кодовой шиной, первый выход второго делителя частоты соединен с третьим входом квантователя , вторым входом четвертого делителя частоты и первым входом пятого делителя частоты, выход которого соединен с информационным входом запоминающего устройства, выход первого формирователя импульсов соединен с третьим входом четвертого делителя частоты и входом счетчика числа периодов опорного сигнала, первый выход которого соединен с адресным входом записи запоминающего устройства, а второй выход через второй формирователь импульсов соединен с вторым входом пятого делителя частоты, отличающийся тем, что, , с целью повышения точности преобразователя, в него введены преобразователи кода, элементы сравнения и элемент ИЛИ, выход которого соединен с управляющим входом второго делителя частоты, второй выход которого соединен с первым входом первого элемента сравнения, выход первого элемента сравнения соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу второго формирователя импульсов, выход регистра через преобразователь кода соединен с первым входом, второго элемента сравнения, выход · которого соединен с управляющим входом первого делителя частоты, второй выход первого делителя частоты соединен с вторым входом второго элеSU 1042057

   10.42057 мента сравнения, выход пятого дели- кода соединен с в.тврым входом второ-’ теля частоты через преобразователь го элемента сравнения»