SU1104568A1

SU1104568A1 - Position encoder

Info

Publication number: SU1104568A1
Application number: SU833570741A
Authority: SU
Inventors: Альфонсас Балевич Адомавичюс; Вилюс Юозович Гяляжявичюс; Кястутис Стасевич Крищюнас; Видас Винцович Лаурушка
Original assignee: Каунасский Политехнический Институт Им.Антанаса Снечкуса
Priority date: 1983-04-01
Filing date: 1983-04-01
Publication date: 1984-07-23

Abstract

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ В КОД, содержащий два измерительных элемента, выходы которых подключены к первым входам ключевых элементов, выходы которых соединены с первым и вторым входами парафазного усилител , выход первого измерительного элемента через параллельно соединенные первый и второй компараторы уровн соединен с входами первого элемента ИЛИ и первым и вторым входами блока определени направлени перемещени , выход второго измерительного элемента через параллельно соединенные третий и четвертый компараторы уровн соединен с входами второго элемента ИЛИ и третьим и четвертым входами блока определени направлени перемещени , выход первого элемента ИЛИ соединен с вто- рым входом второго ключевого элемента и входом первого формировател импульсов, а выход второго элемента ИЛИ соединен с вторым входом первого ключевого элемента и входом второго формировател импульсов, третий элемент ИЛИ, к входам которого подключены выходы первого и второго формирователей импульсов, четвертый I и п тый элементы ИЛИ, отличающийс тем, что, с целью упроще (Л ни .преобразовател , выходы второго и .третьего компараторов уровн соединены с входами четвертого элемента ИЛИ, выход которого соединен с третьим входом парафазного усилител , а выходы первого и четвертого компараторов уровн соединены с выходами п того элемента- ИЛИ, выход которого соединен с четвертым входом парафазного усили4 1:л тел . 05 00DISPLACEMENT CONVERTER TO A CODE containing two measuring elements, the outputs of which are connected to the first inputs of key elements, the outputs of which are connected to the first and second inputs of a paraphase amplifier, the output of the first measuring element through the first and second level comparators connected in parallel to the first and the second inputs of the directional direction detection unit, the output of the second measuring element through parallel connected third and fourth level comparators with Connected to the inputs of the second element OR and the third and fourth inputs of the block for determining the direction of movement, the output of the first element OR is connected to the second input of the second key element and the input of the first pulse shaper, and the output of the second element OR is connected to the second pulse generator, the third OR element, to the inputs of which the outputs of the first and second pulse formers are connected, the fourth I and fifth OR elements, characterized in that, in order to simplify (L The converter, the outputs of the second and third level comparators are connected to the inputs of the fourth OR element, the output of which is connected to the third input of a paraphase amplifier, and the outputs of the first and fourth level comparators are connected to the outputs of the fifth OR element, the output of which is connected to the fourth input of paraphase force4 1: l tel. 05 00

Description

I1 Изобретение относитс к системам автоматического контрол и регулировани . Известен преобразователь перемеще ни , содержащий измерительные элемен ты, которые соединены через усилители-ограничители с входами блока опре делени направлени и входами соотве ствующих ключей, выходы которых соединены непосредственно с входами пар фазного усилител и через соответствующий индикатор нул - с входами элемента ИЛИ и многофазного триггера ,- выходы которого подключены к соответствующему 1СПЮЧУ l . I Наиболее близким техническим решением к изобретению вл етс преобразователь перемещений в код, содержащий два измерительных элемента, выходы которых подключены к первым входам ключевых элементов, выходы которых соединены с первым и вторьм входами парафазного усилител , выход первого измерительного элемента через параллельно соединенные первый к второй компараторы уровн соединен с входами первого элемента ИЛИ и первы и вторым входами блока определени направлени перемещени , выход второ го измерительного элемента через параллельно соединенные третий и четвертый компараторы уровн соединен с входами второго элемента 1ШИ и тре тьим и четвертым входами блока определени направлени перемещени , выход первого элемента ИЛИ соединен с вторым входом второго ключевого элемента и входом первого формцровател импульсов, а выход второго элемента ИЛИ соединен с вторым входом первого ключевого, элемента и входом второго формировател и myльcoв, тре тий элемент ИЛИ, к входам которого подключены выходы первого и второго формирователей импульсов, четвертьш и п тый элементы ИЛИ, первый и второ элементы И, первые входы которых сое динены с прймым выходом блока опреде лени направлени перемещени ; инверсный выход которого соединен с первыми входами третьего и четвертого элементов И, к вторым входам которых подключены третьего и четвертого компараторов уровн , вторые входы первого и второго элементов И соединены с выходами первого и второ го компараторов уровн , выходы перво го и второго, третьего и четвертого 68 элементов И попарно соединены соответственно с четвертым и п тым элементами ИЛИ, выходы которых через третий и четвертый формирователи импульсов соответственно соединены с входами шестого элемента ИЛИ, выход которого через счетньсЧ триггер соединен с третьим входом парафазного усилител , счетный вход счетного триггера соединен с клеммой Сброс 2 Недостатком обоих известных преобразователей вл етс их сложность. Цель изобретени - упрощение преобразовател . Указанна цель достигаетс тем, что в пpeoбpaзoвateлe перемещений в код, содержащем два измерительных элемента, выходы которьк подключены к первым входам ключевых элеме.нтов, выходы которых соединены с первым и вторым входами парафазного усилител , выход первого измерительного элемента через параллельно соединенные первый и второй компараторы уров н соединен с входами первого элемента ИЛИ и первым и вторым входами блока определени направлени перемещени , выход второго измерительного элемента через параллельно соединенные третий и четвертый компараторы уровн соединен с входами второго элемента Ш1И и третьим и четвертым входами блока определени направлени перемещени , выход первого элемента ИЛИ соединен с.вторым входом второго ключевого элемента и входом первого формировател импульсов, а выход второго элемента ИЛИ соединен с втоpbiM входом первого ключевого элемента и входом второго формировател импульсов , третий элемент ИЛИ, к входам которого подключены выходы первого и второго формирователей импульсов, четвертый и п тый элементы ИЛИ, выходы второго и третьего компараторов уровн соединены с входами четвертого элемента ИЛИ, выход которого соединен с третьим входом парафазного усилител , а выходы первого и четвертого компараторов уровн соединены с выходами п того элемента ИЛИ, выход которого соединен с четвертым входом парафазного усилител . На фиг.1 представлена функциональна схема преобразовател , на фиг. 2 эпюры , по сн ю1цие работу преобразовател . Преобразователь перемещений в код содержит измерительиме элементы 1 и 2, ключевые элементы 3 и 4, парафазньш усилитель 5, компараторы 6-9 уровн , блок 10 определени направлеии перемещени , элементы ИЛИ 11 и 12, формирователи 13 и 14 импульсов и элементы ИЛИ 15-17. Измерительные элементы 1 и 2, содержащие также фазочувствительные выпр мители и фильтры пульсаций, могут быть выполнены, например, в виде катушек индуктивности с сердечниками и общего гребенчатого кор , причем сердечники смещены друг относительно друга на одну позицию (шаг). Зависимости выходных сигналов Uf Un измерительных элементов 1 и 2 от перемещени К гребенчатого кор име ют вид, показанный на фиг.2а. Ключевые элементы 3 и 4 подключают выходные сигналы и, , Ug измерительных элементов 1 и 2 -к первому и второму входам парафазного усилител 5, если на управл к цие входы ключевых элемен тов 3 и 4 поступают управл ющие сигналы с выхода элементов ИЛИ 11 и 12. Знак коэффициента усилени парафазно го усилител 5 может быть либо положительным , либо отрицательным. Компа раторы 6-9 уровн предназначены дл вьщачи высокого уровн на выходах, когда выходные сигналы измерительныхцепей 1 и 2 удовлетвор ют услови м: ,если U,Uo-, ,если U,«-Llo ,если Uj U(j; 1|,И,если , где и, 0,7 Щ 0,7 Uj - опор-Р ное напр жение компараторов 6-9 уров Блок 10 определени направлени перемещени предназначен дЛ вцдачи высокого уровн на пр мом выходе, когда i6/cjt 70 , и вьщачи высокого уровн на инверсном выходе, -когда cl8/clt 0 Элементы ИЛИ 11 и 12 предназначен дл управлени работой ключевых элементов 3 и 4. Формирователи 13 и 14 импульсов и третий элемент - ИЛИ 15 предназначены дл выдачи дискретных импульсов и , соответствующих числу .пройденных корем позиций (шагов) 1 684 Элементы ИЛИ 16 и 17 предназначены дл установки знака коэффициента усилени парафазного усилител 5. При этом знак коэффг цента усилени парафазпого усилител 5 положителен (фиг.2м), если на выходе четвертого элемента ИЛИ 16 имеетс высокий уровень , и отрицателен, если на вькоде п того элемента ИЛИ 17 имеетс высокий уровень. Дп получени кусочно-линейной характеристики на выходе усилител 5 в процессе перемещени парафазный усилитель 5 должен мен ть знак коэ фициента усилени после каждого изменени состо ний элементов ИЛИ 16 и 17. При перемещении кор вправо до точки а (фиг.2а) к входу парафазного усилител 5, имеющего отрицательный .коэффициент усилени , подключен первый измерительный элемент 1 (фиг.2м). Когда корь достигает точки О (фиг. 2 а), на выходе второго компаратора 7 уровн по вл етс высакий уровень U-J (фиг.2г) и к входу парафазного усилител 5 подключаетс второй измерительный элемент 2 (фиг.2и). В тот же момент на выходе четвертого элемента ИЛИ 16 по вл етс высокий уровень , который мен ет знак коэффициента усилени парафазного усилител 5 с отрицательного на положительный (фиг.2м). Кроме того, на выходе третьего элемента ИЛИ 15 формируетс импульсUg- (фиг.2л) , поступающий на выход преобразовател . При дальнейшем передвижении кор выходной сигнал второго измерительного элемента 2 становитс больше Ц,, и на выходе третьего компаратора 8 уровн по вл етс высокий уровень Ug (фиг.2д), который через второй элет мент ИЛИ 12 воздействует на первый ключевой элемент 3, и к входу парафазного усилите 1 5 подключаетс первьй измерительный элемент 1, а второй измерительньм элемент 2 отключаетс ключевым элементом 4. На выходе второго элемента ИЛИ 12 по вл етс высокий уровень второй формирователь 14 импульсов формирует короткий импульс, которьй по вл етс на выходе третьего элемент та ИЛИ 15 (фиг.2л). Знак коэффициента усилени парафазного усилител 5 не мен етс (фиг.2а), так как п тый элемент ИЛИ 17 не мен ет своего состо ни .I1 The invention relates to automatic control and regulation systems. The known displacement transducer contains measuring elements that are connected via limit switches to the inputs of the direction determining unit and the inputs of the corresponding switches, the outputs of which are connected directly to the inputs of the phase amplifier pairs and through the corresponding zero indicator to the inputs of the OR element and the multiphase trigger. , - the outputs of which are connected to the corresponding 1BL l. I The closest technical solution to the invention is a displacement transducer into a code containing two measuring elements, the outputs of which are connected to the first inputs of key elements, the outputs of which are connected to the first and second inputs of a paraphase amplifier, the output of the first measuring element through the first and second comparators connected in parallel level is connected to the inputs of the first OR element and the first and the second inputs of the block for determining the direction of movement, the output of the second measuring element through parallel The third and fourth level comparators are connected in parallel with the inputs of the second element 1ShI and the third and fourth inputs of the block for determining the direction of movement, the output of the first element OR is connected to the second input of the second key element and the input of the first pulse changer, and the output of the second element OR is connected to the second input of the first key element and the input of the second generator and mycov, the third element OR, the inputs of which are connected to the outputs of the first and second pulse formers, a quarter and fifth elements you OR, first and second AND gates, the first inputs of which soybean dineny with prymym output unit laziness defined direction of movement; the inverse output of which is connected to the first inputs of the third and fourth elements And, to the second inputs of which the third and fourth level comparators are connected, the second inputs of the first and second elements And are connected to the outputs of the first and second level comparators, the outputs of the first and second, third and fourth 68 AND elements are pairwise connected to the fourth and fifth OR elements, respectively, whose outputs through the third and fourth pulse shapers are respectively connected to the inputs of the sixth OR element, whose output it is connected to the third input of a paraphase amplifier via a counting trigger; the counting input of the counting trigger is connected to the Reset 2 terminal. The disadvantage of both known transducers is their complexity. The purpose of the invention is to simplify the converter. This goal is achieved by the fact that in the transfer of displacements into a code containing two measuring elements, the outputs of which are connected to the first inputs of the key elements. The outputs of which are connected to the first and second inputs of the paraphase amplifier, the output of the first measuring element through the first and second comparators connected in parallel level is connected to the inputs of the first OR element and the first and second inputs of the block for determining the direction of movement, the output of the second measuring element through the third and The second level comparators are connected to the inputs of the second element Sh1I and the third and fourth inputs of the block for determining the direction of movement, the output of the first element OR is connected to the second input of the second key element and the input of the first pulse shaper, and the output of the second element OR is connected to the second bi input of the first key element and the input of the second pulse former, the third OR element, to the inputs of which the outputs of the first and second pulse formers are connected, the fourth and fifth OR elements, the outputs of the second and third its level comparators are connected to the inputs of a fourth OR element whose output is connected to the third input of paraphase amplifier and the outputs of the first and fourth level comparators connected to the outputs of the fifth OR gate, whose output is connected to fourth input of paraphase amplifier. FIG. 1 shows a functional diagram of the converter; FIG. 2 epures, according to the converter's work. The displacement transducer to the code contains the measuring elements 1 and 2, the key elements 3 and 4, the paraphase amplifier 5, the comparators 6-9 levels, the block 10 determining the direction of movement, the elements OR 11 and 12, the drivers 13 and 14 pulses and the elements OR 15-17 . Measuring elements 1 and 2, which also contain phase-sensitive rectifiers and pulsation filters, can be made, for example, in the form of inductors with cores and a common comb core, the cores being shifted relative to each other by one position (pitch). The dependences of the output signals Uf Un of the measuring elements 1 and 2 on the movement K of the comb core have the form shown in Fig. 2a. Key elements 3 and 4 connect the output signals and,, Ug of measuring elements 1 and 2 to the first and second inputs of the paraphase amplifier 5, if control inputs of key elements 3 and 4 receive control signals from the output of the OR 11 and 12 elements The sign of the gain of the paraphase amplifier 5 can be either positive or negative. The 6–9 level comparators are designed for a high level at the outputs when the output signals of measuring circuits 1 and 2 satisfy the following conditions: if U, Uo–, if U, “- Llo, if Uj U (j; 1 |, And, if, where and, 0.7 Sch 0.7 0.7 Uj is the support voltage of Comparators 6–9 level Level 10 The directional detection unit 10 is designed for high level output at the direct output when i6 / cjt 70, and high level at the inverse output, - when cl8 / clt 0 Elements OR 11 and 12 is designed to control the operation of key elements 3 and 4. Pulse formers 13 and 14 and the third element - OR 15 are intended for outputting discrete pulses and, corresponding to the number of corners (steps) traveled by the korea, 1 684 Elements OR 16 and 17 are intended to set the sign of the gain factor of the paraphase amplifier 5. At the same time, the sign of the cent factor of the gain of the paraphase amplifier 5 is positive (FIG. 2m ) if the output of the fourth element OR 16 is high and negative, if the code of the fifth element OR 17 has a high level. Dp of obtaining a piecewise linear characteristic at the output of amplifier 5 in the process of moving the paraphase amplifier 5 should change the sign of the gain factor after each change of the states of the elements OR 16 and 17. When moving the core to the right to point a (fig.2a) to the input of the paraphase amplifier 5, having a negative gain factor, the first measuring element 1 is connected (FIG. 2 m). When the measles reaches point O (Fig. 2a), a high level U-J appears on the output of the second level comparator 7 (Fig. 2d) and the second measuring element 2 is connected to the input of the paraphase amplifier 5 (Fig. 2i). At the same time, a high level appears at the output of the fourth element OR 16, which changes the sign of the gain of the paraphase amplifier 5 from negative to positive (Fig. 2m). In addition, at the output of the third element OR 15, a pulse Ug- (Fig.2l) is generated, which is fed to the output of the converter. Upon further movement of the core, the output signal of the second measuring element 2 becomes greater than Q ,, and at the output of the third level comparator 8 a high level Ug appears (fig.2d), which through the second element OR 12 acts on the first key element 3, and The first phase measuring element 1 is connected to the input of the paraphase amplitude 1 5, and the second measuring element 2 is turned off by the key element 4. At the output of the second element OR 12 a high level appears the second pulse shaper 14 forms a short pulse, which appears at the output of the third element and OR 15 (Fig.2l). The sign of the gain of the paraphase amplifier 5 does not change (Fig. 2a), since the fifth element OR 17 does not change its state.

При дальнейшем передвижеййи кор направо происходит переключение ключевых элементов 3 и 4 и знака коэффициента усилени парафазного усилител 5 согласно эпюрам напр жений (фиг.2). Если достигнувший точки С (фиг.2а) корь начинает двигатьс влево, то в точке Ь выходной сигнал Jn второго измерительного элемента 2 становитс больше UQ и на выходе третьего компаратора 8 уровн по вл етс высокий уровень, под действием которого на выходе второго элемента ИЛИ 12 также по вл етс высокий уровень (фиг.2к), под действием которого первый ключевой элемент 3 подключает к входу парафазного усилител 5 первый измерительный элемент 1.Upon further movement of the core to the right, switching of the key elements 3 and 4 and the sign of the gain of the paraphase amplifier 5 takes place according to the voltage plots (Fig. 2). If the measles that have reached point C (Fig. 2a) begins to move to the left, then at the point b the output signal Jn of the second measuring element 2 becomes greater than UQ and a high level appears at the output of the third level comparator 8, under the action of which the output of the second element OR 12 a high level also appears (Fig. 2k), under the action of which the first key element 3 connects the first measuring element 1 to the input of the paraphase amplifier 5.

Кроме того, под действием высокого уровн сигнала второй формирователь 14 импульсов формирует короткий импульс, который по вл етс на выходе третьего элемента ИЛИ 15 (фиг.2л). В тот же момент на пр мом выходе блока 10 определени направлени перемещени по вл етс низкий уровень, а на инверсном - высокий. Кроме того, под действием высокого уровн четвертого элемента ИЛИ 16 знак коэффициента усилени парафазного усилител 5 мен етс на положительный (фиг.2м).In addition, under the action of a high signal level, the second pulse shaper 14 generates a short pulse, which appears at the output of the third element OR 15 (FIG. 2L). At the same time, at the forward output of the movement direction determining unit 10, a low level appears, and at the inverse, a high level. In addition, under the action of the high level of the fourth element OR 16, the sign of the gain of the paraphase amplifier 5 is changed to positive (Fig. 2m).

При дальнейшем передвижении кор влево происходит переключение ключевых элементов 3 и 4 и знака коэффициента усилени парафазного усилител согласно эпюрам напр жений (фиг.2).Upon further movement of the core to the left, switching of key elements 3 and 4 and the sign of the gain of the paraphase amplifier according to the voltage plots occurs (Fig. 2).

Таким образом, полное перемещение можно определить, установив количество дискретных шагов (позиций), уменьшенных единицей, так как при начальной установке вырабатываетс ложный дискретный шаг, и прибавив к результату величину перемещени в зоне одного шага,определ емую.по выходному кусочно-аналоговому сигналу. Причем дискретное число шагов определ етс путем суммировани числа импульсов, вьщанных, когда на пр мом выходе блока 10 определени направлени перемещений имеетс высокий уровень, если считать их положительными, с числом импульсов дискретного выхода преобразовател , вьщанных, когда на инверсном выходе блока 10 определени направлени перемещени имеетс высокий уровень, если считать их отрицательными .Thus, the total displacement can be determined by setting the number of discrete steps (positions) reduced by one, since the initial installation produces a false discrete step, and adding to the result the amount of displacement in the zone of one step determined by the output piecewise analog signal. Moreover, the discrete number of steps is determined by summing the number of pulses, delivered when the forward output of the movement direction determining unit 10 is high, if they are considered positive, with the number of converter output discrete pulses, when at the inverse output of the movement direction determining unit 10 there is a high level if you consider them negative.

Таким образом, использование новых св зей приводит к упрощению преобразовател ..Thus, the use of new communications simplifies the converter.

Экономический эффект от использовани преобразовател определ етс уменьшением затрат на его изготовление .The economic effect of using the converter is determined by the reduction of the cost of its manufacture.

Фиг.гFigg

Claims

A TRANSFER OF MOVEMENTS TO A CODE containing two measuring elements, the outputs of which are connected to the first inputs of key elements, the outputs of which are connected to the first and second inputs of a paraphase amplifier, the output of the first measuring element through parallel connected first and second level comparators is connected to the inputs of the first OR element and the first and the second inputs of the unit for determining the direction of movement, the output of the second measuring element through parallel connected third and fourth level comparators connected n with the inputs of the second OR element and the third and fourth inputs of the unit for determining the direction of movement, the output of the first OR element is connected to the second input of the second key element and the input of the first pulse shaper, and the output of the second OR element is connected to the second input of the first key element and the input of the second pulse shaper, the third OR element, to the inputs of which the outputs of the first and second pulse shapers are connected, the fourth and fifth elements of the OR, distinguished by the fact that, in order to simplify the conversion The outputs of the second and third level comparators are connected to the inputs of the fourth OR element, the output of which is connected to the third input of the paraphase amplifier, and the outputs of the first and fourth level comparators are connected to the outputs of the fifth OR element, the output of which is connected to the fourth input of the paraphase amplifier.

ί 1104568