SU823842A1 - Устройство дл измерени угловыхпЕРЕМЕщЕНий - Google Patents

Description

,.; л , Изобретение относитс  к контрольно-измеритёльной технике и может быт использовано, в частности дл  измерени  узловых перемещений реверсивйык многооборотных валов различных механизмов. Изгестны устройства дл  угловак измерений, использующие принцип многоотсчетного многооборотного преобразовани  угловых перемещений в элек 7{шческий сигнал. К таким устройствш относитс  многоотсчетаый многооборот ный преобразователь угла имехмдай пер вичные преобразователи точного и гру бого отсчетов,сопр женные мехамическюй редуктором,схемы согласовани  от счетов и отображени  результатов И Недостатком этого устройства  вл етс  относительно низкое быстродействие и ошибки измерени , обусловленные конструктивными особенност мш преобразовател  (нгшичием редуктора и т.п.). Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению  вл етс  устройство дл  измерени  угловых перемещений, содержащее первичный преобразователь с пилообразной выходной характеристикой, подключенный к нему блок точного отсче та, блок грубого отсчета и импульсный источник возбуждени  первичных преобразователей точного и грубого отсчетов. Имеютс  также механический редуктор, св зывающий первичные преобразова- ли точного и грубого отсчетов, и схема согласовани  отсчетов С2). Однако применение механического редуктора и «ервичного преобразовател  грубого отсчета поВ4дцает инерционнр-массовые параметры подвижной системы устройства. Это увеличивает динамические ошибки измерени , особенно нежелательные при использовании таких устройств в след щих системах Кроме того, ПЕЖменение механического редуктора сопр жено с по влением люфтаf вызывающего дополнительную погрешность определени  углового положени . При достаточной малости, эта погрешность компенсируетс  схемой согласовани  отсчетов. Однако, .така  компенсаци  требует времени,что снижает быстродействие известного устройства. Цепь изобретени  - повышение точт ности и быстродействи  устройства дл  измерени  угловых перемещений. Поставленна  цель достигаетс  тем что устройство снабжено блоком управлени  грубым отсчетом и схемой запоминани , к управл ющему-входу которой подключен импульсный источник возбуждени , и первым элементом задержки, включенньлм между этим источником и первичным преобразователем , а блок грубого отсчета выполнен в виде последовательно соединенных второго и третьего элементов задержки , схемы совпадени  и реверсивного запоминающего узла, выход блока точного отсчета соединен с первым входом блока управлени  грубым отсче том и входом схемы запоминани , выход которой подключен ко второму вхо ду блока управлени  грубым отсчетом, к третьему входу которого присоединен выход второго элемента задержки, подключенного входом к выходу первого элемента задержки, а первый и вто рой выходы блока управлени  грубым отсчетом соединены, соответственно, с управл ющим входом реверсивного запоминающего узла и вторым входом схемы совпадени . Блок управлени  грубым отсчетом в предлагаемом устройстве выполнен в виде компаратора с подключенным к нему источником опорного сигнала и  чейкой формировани  модул  и знака разности двух сигналов, первый и второй сигнальные входы которой и ее управл ющий вход  вл ютс , соответственно , первым, вторым и третьим входами блока управлени  грубым отсчетом, а знаковый выход этой  чейки представл ет собой первый выход блока управлени  грубым отсчетом , а вторым его выходом  вл етс  выход компаратора. На фиг. 1 изображена блок-схема и устройства; на фиг. 2 - структурна  схема блока управлени  грубым отсче том. Устройство дл  измерени  угловых перемещений содержит первичный прео , разователь 1 угла, вал 2 которого ; жесткогбоединен в процессе измерени например, с помощью муфты с тем валом , угловое положение которого под лежит измерению. Электрический вход 3 первичного преобразовател  1 служит дл  его возбуждени  в момент ре гистрации углового положени  вала 2 Устройство содержит также блок 4 точного отсчета, схему 5 запоминани блок 6 управлени  грубым отсчетом, реверсивный запоминающий узел 7, сх му 8 совпадени , выход которой соединен со счетным вхсздом 9 реверсивного запоминающего узла 7, импульсный источник 10 возбуждени  подключенный и управл ющему входу схемы 5 запоминани , цепочку из трех последовательно соединенных первого Второго и третьегю,элементов 11,12 13 задержки, цепочла включена ежду импульсным источником 10 щозбужден .и  и первым входом 14 схемы 8 овпадени , причем выход первого элемента 11 задержки подключен к элетрическому входу 3 первичного преобразовател  1. Выход блока 4 точного отсчета соединен как со входом схеы 5 запоминани , так и с первым входом 15 блока 6 управлени  грубым отсчетом. Второй вход 16 блока б управлени  грубым отсчетом и его третий вход 17 подключены, соответственно, к выходу схемы 5 запоминани  и к выходу второго элемента 12 задержки. Первый выход 18 блока 6 соединен с управл ющим входом 19 реверсивного запоминающего узла 7, а второй выход 20 блока б - со вторым входом 21 схемы 8 совпадени . Назначением блока б управлени  грубым отсчётом  вл етс  определение модул  и знака разности двух сигналов , поступающих на его входы 15 и 16 управление работой реверсивного запоминающего узла 7 и схемы 8 совпадени . Блок б управлени  грубым отсчетом (см. фиг. 2) содержит компаратор 22, а также подключенные к его входом источник 23 опорного посто нного сигнала и  чейку 24 формировани  модул  и знака разности двух сигналов. Входы 15 и 16 блока б управлени  грубым отсчетом  вл ютс  сигнальными входами  чейки 24, а вход 17 - ее управл ющим входом. Ячейка 24 имеет два выхода. Первый из них представл ет собой первый выход 18 блока управлени  грубым отсчетом. Второй ее выход подключен к одному из входов компаратора 22. Другой вход компаратора 22 соединен с выходом источника 23 опорного сигнала. Принцип работы устройства дл  измерени  угловых перемещений основан на периодической регистрации мгновенных значений углового положени  вала 2 первичного преобразовател  1, а также в определении и регистрации алгебраической суммы числа полных оборотов этого вала , совершаемых в пр мом и обратном направлени х. При этом мгновенное значение углового положени  вала первичного преобразовател  определ ет точный (выход блока 4) , а алгебраическа  сумма полных оборотов этого вала (выход узла 7) - грубый отсчет. Дл  реализации 3|того принципа требуетс  во-первых, чтобы выходна  характеристика первичного преобразовател  1 в пределах одного полного оборота вала 2 представл ла собой монотонную функцию (следовательно, при Множестве оборотов вала его выходна  характеристика становитс  пи-- лообразной, в частности ЧИНРЙИО-ПНлообразной ).

Во-вторьох, необходимо, чтобы за врем  между двум  последовательными моментами регистрации.углового положени  вала 2, осуществл емой по сигналу на выходе блока 4 точного от-счета в пределах одного оборота этого вала, приращение сигнала на выходе первичного преобразовател  1 (точного отсчета не превышало по абсолютной величине заданную константу Эта константа должна быть меньше половины диапазона изменени  выходной характеристики первичного преобразовател  в пределах одного полного оборота , равного 2ft/. его вала 2. Конкреное значение константы, а также периодичность регистрации углового положени  вала 2 зависит от выходной характеристики первичного преобразовател  1, используемого в устройстве .

Устройство дл  измерени  угловых перемещений работает следующим образом ..Импульсный источник 10 возбуждени  генерирует импульсы, поступающие как на схему 5 запоминани , так и на первый элемент 11 задержки. Очередной импульс, воздейству  с одной стороны на схему 5 запоминани , обеспечивает передачу ее содержимого в блок 6 управлени  грубым отсчетом через его второй вход 16... С другой стороны, будучи смещенным во времени первым элементом 11 задержки, указанный импульс возбуждает электрический вход 3 первичного преобразовател  1. Благодар  этому,блок 4 точного отсчета воспроизводит сигнал , Соответствующий угловому положению вала 2 первичного преобразовател  1 в момент поступлени  возбуждающего , импульса на электрический вход 3. Сигнал, зафиксированный блоком 4 точного отсчета, передаетс  в схему 5 запоминани  и на первый вход 15 блока б управлени  грубым отсчетом .

Так выполн етс  передача в блок управлени  грубым отсчетом данных об угловом положении вала 2 в два последовательных момента возбуждени  электрического входа 3 первичного преобразовател  1 . ,

Через.некоторое врем ,определ емо вторым элементом 12 задержки,от него на третий вход 17 блока 6 поступаег импульс,разрешающий обработку данных поступивших в этот блок через входы .15 и 16.Указанные данные,как вьвце было оговорено,отображгиот собой значени  ординат,соответствующих двум последним моментам регистрации углового положени  вала 2. Блок б управлени  грубым отсчетом определ ет абсолютную величину и знак разности орДинат использу  дл  этого  чейку 24 формировани  модул  и.знака разности дйух сигналов. Знак разности ординат воепроизводитс .в виде двоичного сигнала на. первом (знаковом ) выходе 18 этой  чейки. Абсолютна  величина рпности ординат формируетс  в виде соответствующего сигнала на втором выходе  чейки 24, откуда он поступает на один из входов компаратора 22.

Другой вход компаратора воспринимает сигнал от источника опорного йапр жени . Величина этого сигнала соответствует заданной константе, котора , как это было указано выше, определ ет максимально допустимое приращение (по модулю) выходного сигнала между двум  моментами регистрации углового положени  вала 2 в пределах его одного оборота.

Сравнива  сигналы на-своих входах , компаратор 22 формирует на выходе 20 двоичный сигнал, завис щий от результата сравнени .

Двоичные сигналы, сформированные на первом 18 и втором 20 выходах блока 6 управлени  грубым отсчетом, поступают, соответственно, на управл ющий вход 19 реверсивного запоминающего узла 7 и на второй вход 21 схемы 8 совпадени .

На выходе схемы 8 в момент поступлени  на .ее первый вход 14 импульса от источника 10, прошедшего все три элемента 11, 12 и 13 задержки, возникаиот логический нуль или единица.

Логическа  единица образуетс , если двоичный сигнал на входе 21 схемы 8 совпадени  несет информацию о том, что изменение сигнала первичного преобразовател  1 за врем  между двум  последними моментами его возбуждени  превысилозаданную

константу. В противном случае на выходе схемы 8 Совпадени  образуетс  логический нуль.

Возникновение логической единицы на выходе схемы 8 совпадени  отображает тот факт, что за указанное врам вал 2 повернулс  на угол, внутри которого он завершил полный оборот в пр мом или обратном направлении.

Логический .нуль или единица с выхода схемы 8 совпадени  поступает на счетный вход 9 реверсивного запоминающего узла 7. /

Если на счетный вход 9 поступает логическа  единица, то содержимое |реверсивного запоминающего узла 7, определ ющее- грубый отсчет, увеличиваетс  или уменьшаетс  на масштабную единицу. Увеличение или уменьшение содержимого реверсивного узла 7 зависит от направлени  вращени  вала 2, при котором был завершен полный оборот этого вала, что индентифицируетс  конкретным значением двоичного сигнала на управл ющем входе 19 узла 7.

Claims (2)

1. Если на счетный вход 9 поступает логический нуль, то содеожимое ре:версивного запоминающего узла 7 не мен етс . . Как это следует из сказанного, ТОЧНЫЙ отсчет oTotSpaacaeTCH как блоком 4 точного отсчета, так и схемой 5 запоьшнани .Грубый отсчёт фиксируетс  содержшФым реверсивного запсжшнающего узла 7.. Отсутствие в конструкции устройства дл  измерени  угловых перемек (ений первич його преобразовател  грубого отсчета, схеьш согласовани  отсчетов, а также механического редуктора , KOTopiie заменены электронно логическиьш лемеитзии, несущшли соответствуШЕСда функциональную нагрузку , обеспечивает повьвдение быстродей стви  и точности работы устройства. Формула изобретени  1. yctpoftctso дан измерени  угло8ШС перемвзде1Шй, содержащее первичHEift 1ц; еобраэователь с пилообразной вьнсодаой ггарактеристикой, подключен1ШЙ к йеМЕу блок точного отсчета, бло грубор® отсчета и импульсный источни воэвуж ени , отличающеес  TeMf Что, с целью повыгае   точности м виют1х з(58йстви , оно снабжено блок у шэ ени  грубым отсчетом и схе МОЙ эд оФ  а шЯ|1 к управл ющему входу KOTopotk подключен иьшульсшай исто ник гоЭбуж ени , н вервш4 элекюнтом вюшченшш между этим источ{1Яйо1к и первичшш 1 й&19 азовател«л , а блок ррубо1чэ отсчета вмполнен в Виде последовательао совданенншс второго   третьего 9Л г1автов задержк схемы совпадени  и реверсивного запоминающего узла, выход блока точного отсчета соединен с первым входом блока-управлени  грубым отсчетом и входом схемы запоминани , выход которой подключен ко второму входу блока управлени  грубым отсчетом, к третьему входу которого присоединен выход второго элемента задержки, подключенного входом к выходу .первого элемента задержки, а первый и второй выходы блока управлени  грубым отсчетом соединены, соответственно, с управл ющим входом реверсивного запоминающего узла и вторым входом схемы совпадени , 2. Устройство по п. I, о т л и чающеес  тем, что блок управлени  грубым отсчетом выполнен в виде компаратора с подключенными к нему источнике опорного сигнала и  чейкой форлировани  модул  и знака разности двух сигналов, первый и второй сигнальные входы которой и ее управл ющий вход  вл ютс , соответственно , первым, вторым и третьим входами блока управлени  грубым отсчетом , а знаковый выход/этой  чейки представл ет собой первый выход блока управлени  грубым отсчетом, а вторьом его выходом  вл етс  выход компаратора.. Источники информации, Щ)ин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 165588, кл. GU8 С 9/04, 1964.
2. 2.Богдановский М.В. и др. ЦПУ с использованием синхронных элементов. Измерительна  техника, 1975, 11, с. 21 (прототип).

   W16