SU892304A1 - Устройство измерител параметров перемещени - Google Patents

Description

Изобретение относится к измерительной тех нике и может быть использовано, например, для измерения величины перемещения в цифровых системах автоматического управления.

Известно устройство измерения скорости, которде содержит последовательно соединенные генератор, делитель, частоты, фаэорасщепитель, фазовращатель, умножитель частоты и схему сравнения, к второму входу которой подключен выход генератора [1].

Недостатками данного устройства являются невысокая точность измерения параметра перемещения, ограниченные функциональные возможности, сложность.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство измерения скорости, содержащее η датчиков, подключенных к последовательно соединенным усилителю и формирователю [2].

_ ’ 20

Недостатками данного устройства являются невысокая точность измерения вследствие того, что измерение осуществляется в моменты совпадения активных состояний временных ди\ аграмм датчиков, и невозможность измерять ¹ направление перемещения.

Целью изобретения является повышение точности измерения и определение направления вращения.

Указанная цель достигается тем, что в устройство введено измерительно-распределительное устройство, выполненное в виде дешифратора, элемента, задержки и двух распределителей, причем выход формирователя подключен ко входу дешифратора, выходы которого соединены с первыми входами, а через элемент задержки — со вторыми входами первого я второго распределителей.

При этом дешифратор выполнен, например, в виде η инверторов, 2п схем совпадения, причем к j-ым входам j ... (n + j -1)-ых схем совпадения подключен вход j-oro инвертора, выход которого соединен с j-ыми входами j... (n + j — 1)-ых схем совпадения, где j = 1, 2, ..., η.

Кроме того, первый и второй распределители выполнены, например, в виде 2п схем совпадения, выходы которых подключены к вхо дам схемы ИЛИ, причем первые входы i-ых схем совпадения первого и второго распределителей соединены соответственно с (i + 1)-ым и (г — 1)-ым выходами дешифратора, а вторые входы — с i-ыми выходами элемента задержки, где 1 = 1, 2, ..., η.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства измерения параметров перемещения; на фиг. 2 - функциональная схема измерительно-распределительного устройства.

Устройство измерения параметров перемещения (фиг. 1) содержит п датчиков 1, усилитель 2, формирователь 3, измерительно-распределительное устройство (ИРУ) 4.

Датчики 1 служат для преобразования пере-, мещения объекта измерения в п-разрядную последовательность импульсов, смещенных по фазе. Усилитель 2 предназначен для усиления, а формирователь 3 - для формирования фронтов этих сигналов. ИРУ 4 служит для формирования импульсов в моменты изменения состояний временной диаграммы датчиков 1 и на основании предыдущего состояния распределяет их по одному из выходов.

ИРУ 4 (фиг. 2) содержит дешифратор 5 (состоящий, например, из η инверторов 6 и 2п схем 7 совпадения),' элемент 8 задержки, первый распределитель 9 (состоящий, например, из 2п схем 10 совпадения и схемы ИЛИ 11), второй распределитель 12 (состоящий, например, из 2п схем 13 совпадения и схемы ИЛИ 14).

Дешифратор 5 предназначен для работы в ждущем режиме и реализации одной из следующих функций: x_s-х₂· ...-х^; xj х₂-...-х_п;

х_}-х_г ... <х_п; xj. х₂-...-х_п; х_г х₂> ...-х_л; х_г х_г ...·%_η·

Элемент 8 задержки предназначен для хранения предыдущего состояния дешифратора 5, распределители 9 и 12 - ’ для работы в ждущем режиме и реализуют одну из следующих функций, первый: хп§з' λ.-х_л-хр х₂-...-х ; ...; xj-χ₂· ... ‘5?_η-Χι-х_Э‘... ‘X_n; хгХ2‘...‘Х_п Х|-х₂‘...*x_n; Xi-χ₂·... ·χ_η- X!-χ₂· ..··х_п; ··; ХГХ₂- ...‘Х^ХгХг· ·Χ_η; Х1· Х2‘ ·· хг х₂-..,‘х_п; второй: х_г-х₂· ... ·χ_η· х_г Я₂· ... -х_р; ...; xj. x₂s... ,χ_η· xi-x₂‘... *х_п; ...; χι·χ₂*... Χ_η-Χ1-Χ₂· ····%; ·> *ι · ^x2^l -*^χ _η· · χ_η; xi χ₂· ·· “x· xpχ₂· ··χ_η; ···; χι-χ₂-··· Ъ Л_гх₂- ... *х _s η ^{1 z} n .

Устройство работает следующим образом.

С датчиков 1 снимаются сигналы прямоугольной формы, сдвинутые по фазе. Сигналы усиливаются в усилителе 2 и поступают затем через формирователь 3 на входы дешифратора 5. В исходном состоянии кодовая комбинация на входе дешифратора 5 устанавливает в единичное состояние выход i-ой схемы 7 совпадения дешифратора 5 и посредством активизации i-oro выхода элемента 8 задержки тем самым подготавливает к работе i-ую схему 10 и 13 совпадения первого и второго распределителей (' ⁼⁼ 1, 2..... 2п). В момент начала перемещения объекта измерения на входе дешифратора 5 появляется новая кодовая комбинация, которая активизирует выход (ί + 1)-ой схемы 7 совпадения дешифратора 5. Если, например, кодовая комбинация была такова, что активизировался выход (i + 1)-ой схемы 7. совпадения дешифратора 5, то на выходе i-ой схемы 10 совпадения первого распределителя 9 появится импульс, длительность которого равна времени задержки элемента 8 задержки, и подготовится к работе (i + 1)-ая схема 10 и 13 совпадения первого и второго распределителей 9 и 12.

Если новая кодовая комбинация была такова, что активизировался выход (Ϊ - 1)-ой схемы 7 совпадения дешифратора 5, то на выходе i-ой схемы 13 совпадения второго распределителя 12 появится импульс, и подготовится к работе (i — 1)-ая схема 10 и 13 совпадения первого и второго распределителей 9 и 12.

Таким образом, если активизация выходов дешифратора 5 осуществляется в направлении увеличения порядкового номера (i изменяется от 1 до 2п)., сформированные импульсы распределяются по выходу первого распределителя 9, если в направлении уменьшения (i изменяется от 2п до 1) — по выходу второго распределителя 12. «

Использование предлагаемого устройства позволяет повысить точность измерения, поскольку измерение производится в моменты несовпадения активных состояний временных диаграмм датчиков.

Claims (2)

1. Изобретение относитс  к измерительной тех шпсе и может быть использовано, например, дл  измерени  величины перемещени  в цифровых системах автоматического управлени . Известно устройство измерени  скорости, которйе содержит последовательно соединенные тенератор, делитель, частоты, фазорасщепитель , фазовращатель, умножитель частоты к схему сртвнешш, к второму входу которой подключен выход генератора 1. Недостатками данного устройства  вл ютс  невысока  точность измерени  параметра перемещени , ограниченные функциональные возможности , .сложность. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  устройство измерени  скорости, содержащее п датчиков, подключенных к последовательно соединенным уси лителю и форАШрователю 2. Недостатками данного устройства  вл ютс  невысока  точность измерени  вследствие того , что измерение осуществл етс  в моменты совпадени  активных состо ний временных ди аграмм датчиков, и невозможность измер ть направление перемещени . Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени  и опртделение направлени  вращени . Указанна  цель достигаетс  тем, что в устройство введено измерительно-распределительное устройство, вьшолненное в виде дешифратора , злемента. задержки и двух распределителей , причем выход формировател  подключен ко входу дешифратора, выходы которого со; единены с первыми входами, а через злемент задержки - со вторыми входами первого Н второго распределителей. При этом дешифратор выполнен, например, в виде п инверторов, 2п схем совпадени , причем к j-biM входам j ... (п + j -1)-ых схем совпадени  подключен вход j-oro инвертора , выход которого соединен с j-ымн входами j... (п + j - 1)-ых схем совпадени , где j 1, 2, ..., п. Кроме того, первый и второй распределители вьшолнены, например, в виде 2п схем совпадени , выходы которых подключены к входам схемы ИЛИ, притем первые входы i-ых схем совпадени  первого и второго распредепитепей соединены соответственно с (i + })-ы и (i - 1) выходами дешифратора, а вторые входы - с 4-ыми выходами элемента задержки , где i 1, 2, ..., п. На фиг, 1 представлена структурна  схема устройства кзмерен}   параметров перемещени  на фиг. 2 - функциональна  схема измеритель но-распределительного устройства. Устройство измерени  параметров перемещени  (фиг. 1) содержит п датчиков 1, усилитель 2, формирователь 3, измерительно-распределительное устройство (ИРУ) 4, Датчики 1 служат дл  преобразовани  перемещени  объекта измерени  в п-разр дную йоследовательность импульсов, смещенных по фазе. Усилитель 2 предназначен дл  усилени , а формирователь 3 дл  формировани  фрон тов этих сигналов. ИРУ 4 служит дл  формиpoBaifflH ий-шульсов в моменты изменени  состо ний временной диаграммы датчиков 1 и на основании предыдущего состо ни  распреде л ет их по одному из выходов. ИРУ 4 (фиг. 2) содержит дешифратор 5 (состо ишй, например, из п инверторов 6 и 2п схем 7 совпадени ),элемент 8 задержки, первый распределитель 9 (состо щий, например , из 2п схем 10 совпадени  и схемы ИЛИ 11), второй распределитель 12 (состо щий, на пример, из 2п схем. 13 совпадени  и схемы ИЛИ 14). Деигафратор 5 предназначен дл  работы в ждущем режиме и реализации одной из следующих функций: Xj- Х2 Элемент 8 задержки предназначен дл  хранени  предьщущего состо ни  детлифратора 5, распределители 9 и 12 - дл  работы в ждущем режиме и реализуют одну из следующих функций, первый: Xi.Xj ...-х..-х,-x-j.-...-х. Xi- Xj. . „XlXl XiXjXi-Xa- ... Xi-X: .. n Xi-Xa- .... ХзXj ,-X,- X2- ... X2... второй: Xi.X2-.. Xi- X2 ... ; xi. xj....X2... x . Xf xa- -. X2 X, X2- . Xi X2- -x. xi.xj- ... Xi - X2 7C.J.X2-...X Устройство работает следуюцщм образом С датчиков 1 снимаютс  стгналы пр моуго ной формы, сдвинутые по фазе. Сигналы усиливаютс  в усилителе 2 и поступают затем че рез формирователь 3 на входы дешифратора В исходном состо нии кодова  комбинаци  на входе дешифратора 5 устанавливает в единичное состо ние выход i-ой схемы 7 совпад ни  дешифратора 5 и посредством активизаци 44 i-oro выхода злемента 8 задержки тем самым подготавливает к работе i-ую схему 10 и 13 совпадени  первого и второго распределителей (i 1, 2, ..., 2п). В момент начала перемеЩенй  объекта измерени  на входе дещифратора 5 по вл етс  нова  кодова  комбинаци , котора  активизирует выход (i + 1)-ой схемы 7 совпадени  дешифратора 5. Если, например, кодова  комбинаци  была такова, что активизировалс  выход (i + 1)-ой схемы 7. совпадени  дешифратора 5, то на выходе i-ой схемы 10 совпадени  первого распределител  9 по витс  импульс, длительность которого равна времени задержки элемента 8 задержки, и подготовитс  к работе (i -ь 1)-а  схема 10 и 13 совпадени  первого и второго распределителей 9 и 12. Если нова  кодова  комбинади  была такова , что активизировалс  выход (i - 1)-ой схемы 7 совпадегш  дешифратора 5, то на выходе i-ой схемы 13 совпадени  второго распределител  12 по витс  импульс, и подготовитс  к работе (i - 1)-а  схема 10 и 13 совпадени  первого и второго распределителей 9 и 12. Таким образом, если активизаци  выходов дешифратора 5 осуществл етс  в направлении увеличени  пор дкового номера (i измен етс  от 1 до 2п),, сформированные импульсы распредел ютс  по выходу первого распределител  9, если в направлении уменьшени  (i измен етс  от 2п до 1) - по выходу второго распределител  12.« Использование предлагаемого устройства позвол ет повысить точность измерени , поскольку измерение производитс  в моменты несовгидени  активных состо ний времетшых диаграмм датчиков. Формула изобретени  1.Устройство измерени  параметров перемещени , содержащее n датчиков, подключенных к последовательно соединенным усилителю и формирователи), отличающеес  тем, что, с целью повь1шени  точности измеpeHHJ и определени  направлени  вращени , в него введено измерительно-распре делительное устройство, вьшолненное в виде дешифратора, элемента задержки и двух распределителей, при1ЮМ выход формировател  подключен ко входу дешифратора, выходы которого соединены с первыми входами, а через злемент задержки со вторыми входами первого и второго распределителей . 2.Устройство поп. 3,отли чающее с   тем, что дешифратор выполнен, например , в виде n инверторов и 2п схем совпадени , причем к j-ым входам j ... (п + j -1) схем совпадени  подключен вход j-ro инвертора , выход которого соединен с j-ыми входами j ... (п + j - 1)-ых схем совпадени , где i 1, 2 п. 3. Устройство по пп. 1 и 2, о т л и ч аю щ е,.е с   тем, что первый и второй распределители вьшолнены, например, в виде 2п схем совпадени , выходы которых подключены ко входам схемы ИЛИ, причем первые входы i-ых схем совпадени  первого и второго распределителей соединены соответственно с (i + 1)-Ым и (i - 1)-ым выходами дешифратора , а вторые входы - с i-ыми выходами элемента задержки, где i 1, 2, .... п. Источники И11форма10ш, прин тые во внимание при экспертизе 1.Батоврин А. А. и др. Циф(Х)вые системы управлени  электроприводами. Л., Энерги  1977, с. 49-50.
2. 2.Рег ширование скорости вращеии  злектропривода посто нного тока. - Экспресс-информаци  Автоматизированный электропривод, Л976, № 34, с. 1-6 (прототип).

   / ОDФиг .1

   -f