SU670954A1 - Двухканальный преобразователь перемещени в код - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к системам автоматического контрол  и регулировани .

Известны преобразователи перемещени , содержащие индуктосин с обмотками возбуждени  и сигнальными обмотками, генератор возбуждени , трансформатор опорного напр жени , усилители, фазочувствительные каскады и фильтры 1.

Известные преобразователи пе обладают достаточной точностью.

Наиболее близким техническим решением к изобретению  вл етс  двухканальный преобразователь перемещени  в код, содержащий две индуктивные измерительные цепи , перва  из которых соединена с входами усилител -ограничител , триггер, парафазный усилитель и ключ 2.

К недостаткам этого преобразовател  относ тс  нелинейность кусочно-аналоговой характеристики преобразовани , так как она формируетс  из половины синусоиды, из-за чего в кра х линейных кусков .характеристики нелинейность оказываетс  значительной , а также отсутствие сигнала, указывающего направление перемещени , что делает невозможным определение полного перемещени  по числу дискретных импульсов .

Цель изобретени  - повыщение чувствительности и точности преобразовател .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в двухканальный преобразователь перемещени  в код введены индикаторы нулей, блок определени  иаправлени  перемещени ,

элементы И и ИЛИ, дополнительные индуктивные измерительные цепи, ключи, индикаторы нул , триггер и усилители-ограничители . Выход каждой индуктивной измерительHoii цепи соединен с первым входом соответствующих ключей, второй вход каледого из которых соединен с соответствующим выходом дополнительного триггера, а выход через индикатор нул  - с соответствующими входами одного из элементов ИЛИ и дг;полнительиого триггера. Выходы второй и дополнительных индуктивных измерительных цепей через соответствующие усилители-ограничители подключены к входам блока определени  направлени  перемещени ,

выходами подсоединенного к одним из входов элементов И, другие входы которых соединены с выходами индикаторов нул . Выходы элементов И через последовательно соединенные другой элемент ИЛИ и триггер соединены с одним из входов парафазиого усилител , другие входы которого подключены к выходам ключей.

На фиг. 1 представлена функциональна  схема преобразовател , на фиг. 2 и 3 -

эпюры, ио сн ющие работу преобразовател ,

Преобразователь содержит индуктивные измерительные цени 1-4, две из которых (3, 4) дополнительные, ключи 5-8, параФазный усилитель 9, индикаторы 10-13 пулей , триггер дополнительный 14, первый элемент ИЛИ 15, усилители-ограничители 16-19, блок 20 определени  направлени  перемещени , элементы И 21, 22, элемент 23 и триггер 24.

Индуктивные измерительные цепи 1-4, содержащие также фазочувствительные выпр мители и фильтры пульсаций, выполнены в виде катушек индуктивности с сердечниками и общего гребенчатого  кор , причем сердечпики смещены друг относительно друга на одну позицию (шаг). Зависимости их выходных сигналов от перемещени  гребенчатого  кор  / ноказаны па фиг. 2, а. Ключи 5-8 переключают выходной сигнал измерительных цепей 1-4 либо к нарафазному уснлителю 9, либо к индикаторам 10-

13,в зависимости от управл ющих сигналов , получаемых из многофазного триггера

14.Парафазный усилитель 9 имеет четыре одинаковых входа, а знак его коэффициента передачи зависит от выходного сигнала триггера 24.

Индикаторы 10-13 нулей выдают высокие потенциалы при переходе измен ющегос  выходного сигнала измерительных цепей через нулевые уровни. Многофазный триггер 14 управл ет работой ключей 5-8. Высокий потенциал имеет только тот выход многофазного триггера 14, на соответствующий вход которого был подан короткий имнульс от индикатора нул . Таким образом, с входом нарафазного усилител  9 соедин етс  та измерительна  цепь, сигнал на выходе которой иереходит через нулевой уровень . Элемент ИЛИ 15 вырабатывает дискретный выходной сигнал Uf, показанный на фиг. 2, 0 в виде коротких имнульсов при поступлении импульсов с выходов индикаторов нулей, а тем самым при прохоледении сигнала в любой измерительной цени через нуль.

Усилители-ограничители 16-19, блок 20 определени  паправлени  перемещени , элементы И 21, 22, элемент ИЛИ 23 и триггер 24 со счетным входом -выполн ют функцию установлени  знака коэффициента усилени  парафазного усилител  9. Как видно из фиг. 2, а, характеристики нреобразовани  (/) измерительных ценей имеют чередующиес  между собой положительные и отрицательные наклоны. Чтобы получить кусочно-линейную характеристику, показанную на фиг. 2, б, необходимо инвертировать отрицательные наклоны характеристик нреобразовани . Коэффициент усилени  парафазного усилител  9 должен мен ть знак на противоноложный, нри движении  кор  направо- в точках а (фиг. 2, а), а нри движении налево - в точках б. С этой целью усилители-ограничители 16-19 формируют

пр моугольные сигналы (фиг. 2, г) из выходных сигналов первой - четвертой измерительных ценей.

Использу  эти сигналы Lle, f/i7, Uiz Н t/ig,

блок 20 определени  направлени  перемещени  выдает высокий уровень элементу И 21 при перемещении гребенчатого  кор  направо , а при движении  кор  налево высокий уровень выдает второй элемент И 22.

Таким образом, па выходе элемента И 21 по вл ютс  короткие импульсы при переходе выходного сигнала первой измерительной цени через нулевой уровень (точки а на фиг. 2, а) при движении  кор  направо

(фиг. 2, (Э), а па выходе элемента И 22 - при движении  кор  налево и нереходе через пулевой уровень выходного сигнала четвертой измерительной цепи (точки б на фиг. 2, а), как показано па фиг. 2, е. Элемент ИЛИ 23 пропускает на счетный вход триггера 24 выходные импульсы элементов И 21 и 22. Каждый поступивший импульс на вход триггера 24 мен ет уровень его выходного сигнала и тем самым измен ет знак

коэффициента усилени  парафазного усилител  9 (фиг. 2, ж, з). Как и требуетс , при движении  кор  направо зпак коэффициента парафазпого усилител  меп етс  в точках а, а при движении налево - в точках б.

Характеристика преобразовани  (0 принимает вид, показанный на фиг. 2, б. В ней пунктирными лини ми указаны участки, полученные путем инвертировани  характеристик Ui-i,f(l}.

Благодар  применению четырех измерительных цепей и описанной логической схемы управлени  кусочно-аналоговый сигнал бка кроме информации о положении  кор  между позици ми также несет информацию

и о направлении перемещени , амплитуда которого превышает одну позицию. При перемепхении наираво этот сигнал имеет только полол ительную пол рность, а при движении налево - отрицательную. Высока 

линейность характеристики нреобразовани  аналогового канала получаетс  за счет того , что используютс  только начальные части характеристик синусоидальной формы. Таким образом, совокупность сигналов /ка

и f/д полностью отражает величину перемещени   кор .

Работает двухканальный преобразователь перемещени  следующим образом.

В момент ti гребенчатый  корь, двига сь

нанраво, нереходит границу первой позиции (шага). На выходе первого индикатора 10 пул  формируетс  короткий импульс (фиг. 3, б), запоминающийс  многофазным триггером 14, на нервом выходе которого

(t/i4, фиг. 3, з) по вл етс  высокий уровень . Триггер переключает первый ключ 5 так, что выход измерительной цени 1 соедин етс  с входом парафазного усилител  9, а вход индикатора 10 нул  отключаетс .

Короткий импульс индикатора 10 нул  через элемент ИЛИ 15 также подаетс  на выход дискретного канала преобразовател  (фиг. 3, ж) и на вход элемента И 21. Так как направление движени   кор  - направо , то на первом выходе блока 20 определени  направлени  перемещени  имеетс  высокий уровень (фиг. 3,м. Поэтому короткий импульс индикатора 10 НУЛЯ через элементы И 21 ((Ьиг. 3, о) и ИЛИ 23 опрокидывает триггер 24 (фиг. 3, р), который устанавливает знак « + коэффициенту парафазного усилител  9 (фиг. 3, с). В момент 4 выходной сигнал измерительной цепи 2 переходит через нуль, поэтомл на выходе второго индикатора 11 НУЛЯ формируетс  короткий ИМПУЛЬС (фиг. 3,г, который через элемент ИЛИ 15 подаетс  на дискретный выход преобразовател  (фиг. 3, дас), а также на второй вход многофазного триггера 14. Триггер переключаетс , на его втором выходе (би,, фиг. 3, и по вл етс  высокий уровень, а на первом и всех остальных - низкий (фиг. 3, з, и, к). Поэтому клгоч 5 переключаетс , т. е. выход измерительной цепи 1 отключаетс  от входа парафазного усилител  9. и соедин етс  с индик тором 10 1УЛЯ. Переключаетс  и ключ 6, соедин ющий измерительную цепь 2 с входом парафазного усилител  9 и отключающий вход индикатора 11 нул . Выходной сигнал кусочно-аналогового канала (фиг. 3, б) смещаетс  к нулю. Больше никаких переключений не наблюдаетс  до момента /3В моменты /3, 4 происход т аналогичные переключени , а в момент t, кроме аналогичных переключений, как и в моменты t-2, /3, t,,, еще и дополнительные переключени , а именно: выходной сигнал индикатора 10 нул  через элементы И 21 (фиг. 3, о) и И.ЛИ 23 опрокидывает триггер 24 (фиг. 3, р), который мен ет знак коэффициенту усилени  парафазного усилител  9 (фиг. 3, с) на «-. Переключени  в момент /в аналогичны переключени м в момеит /2В момент /7 движение  кор  мен ет направление , однако блок 20 определени  направлени  перемеп1,ени  это почувствует только в момент 4 (фиг. 3, м, 3,  ). В моменты ti, U,tg больше никакие переключени  не происход т благодар  тому, что индикатор 11 нул  отключен ключом 6 (фиг. 3, «) В момент 10 только мен ютс  гьтходньте уровни в обоих элементах И 21 и 22 (фиг. 3, .и, н. В момент /ц нанравление движени  мен етс  еше раз и это блок 20 определени  направлени  перемешени  почувствует в fi2, тогда мен ютс  уровни на выходах элементов И 21 и 22 (фиг. 3,м, н).В моменты 13, 15, t,K происход т аналогичные переключени , как и в моменты /2, з, а в момент /14 - переключени , как в момент ts. Таким образом, полное перемещение может быть определено путем определени  коичества дискретных шагов (позищиТ) и прибавлением к результату величины перемещени  в зоне одной позпцпп, определ емой по выходному кусочно-аналоговому еигналу . Дискретное число шагов определ етс  суммиру  число импульсов, выданных при полола1тельном кусочно-аналоговом сигнале, счита  их положительпымп, с числом импульсов дискретного выхода, выданных при отрицательной пол рности кусочно-аналогового сигнала, счита  их отрицательными . Использование новых элементов, соединенных по пpcдлaгae тoй схеме, выгодно отличает предлагаемый л.п гхкаиальный преобразователь псремеиюни , так как линейность кусочно-аиалогог501 1 характеристики преобразовани  повып аетс , по зпаку кусочно-аналогового сигнала можно определить направлепие персмсщенп ; в конечном счете повышаетс  точность преобразовател . Формула и 3 о б р е т е н и   Двухканальный преобразователь перемещени  в код, содержащий индуктивные измерительные цепи, перва  из которых соединена с входом усилител -ограничител , триггер, парафазный усилитель и ключ, отличающийс  тем, что, с целью повышени  чувствительности и точности преобразовател , в него введены индикаторы пулей, блок определеии  направлени  перемеиеии , эле тепты И и ИЛИ, дополнительные индуктивные измерительные цепи, ключи, индикаторы нул , триггер и усилители-ограничители, выход каж. .ой индуктивной измерительной цепи соединен е первым входом соответствующих ключей, второй вход каждого из которых соединен с соответствуюпдим выходом дополнительного триггера, а выход через иидикатор нул  - е еоответств чои;имп входами одного пз элементов ИЛИ и дополнительного триггера, выходы второй и дополнительных индуктивных измерительных цепей через соответствующие усилители-ограпичители подключены к входам блока определени  направленп  перемещени , выходы которого подключены к одним из входов элементов И, другие входы которых соединены с вьтходлмп индикаторов нул , выходы элементов И через последовательно соединенные другой элемент ИЛИ и триггер соединены с одним из входов парафазного усилител , другие входы которого соединены с выходами ключей. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР .YO 386418, кл. G 08С 9/04, 1971. 2.. BTOpCKoe свидетельство СССР ЛЬ 395881, кл. G 08(: 9/04, 1971.

i 2 3 f

/ / / I/

из

1Е 17 18 19

S-19

V,

г;

sign Kg

Ш

/

Дижение fionpaSo I

JiSufffefiue налепиI

Д8и/хение направо I

fK

Дёижение наледоi

3

PUS. г