SU942092A1

SU942092A1 - Displacement-to-code converter

Info

Publication number: SU942092A1
Application number: SU803224774A
Authority: SU
Inventors: Леонид Феликсович Берзин; Геннадий Яковлевич Кабков
Original assignee: Киевский институт автоматики им.ХХУ съезда КПСС
Priority date: 1980-12-26
Filing date: 1980-12-26
Publication date: 1982-07-07

Description

(5+) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В .КОД(5+) TRAVEL TRANSFER TO .CODE

Изобретение относитс к автомати ке и измерительной технике-и может найти применение в системах автоматизации прокатных станов и металлорежущих станков. Известен преобразователь перемещени в код, использующий гониометрический преобразователь масштаба угла (синусно-косинусный вращающийс трансформатор, индуктосин и др.) работающий в амплитудном режиме. Пр образователь содержит датчик переме щени , выход которого через усилитель подключен к фазочувствительном выпр мителю, управл ющему работой генератора, подключенного через логическое устройство к входу реверси ного счетчика 1. Недостатками преобразовател вл ютс низка помехоустойчивость и невысокое быстродействие. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому вл етс преобразователь перемещени в код, содержащий генератор импульсов, вы- . ход которого соединен с входом первого делител частоты, первые два выхода которого через соответствующие усилители соединены с входами датчика перемещени , выход которого через последовательно соединенные фильтр нижних частот и усилитель-формирователь подключен к первому входу фазоимпульсного сравнивающего устройства , первый выход которого соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика, с управл ющим входом первого ключа непосредственно и с входом второго ключа через инвертор, второй выход фазоимпульсного сравнивающего устройства соединен с суммирующим входом реверсивного счетчиг ка, управл ющими входами третьего и четвертого ключей, выходы четных ключей через первый блок сложени соединены с входом второго делител частоты, первый выход которого соединен с вторым входом фазоимпульсного сравнивающего устройства выходы нечетных ключей через второй блок сложени соединены с входом реверсивного счетчика, выходы которого подключены к блоку индикации, ин формационные входы четных ключей под ключены соответственно к третьему и четвертому выходам первого делител частоты, информационные входы нечетных ключей объединены и подключены к п тому выходу первого делител частоты, счетный вход реверсивного счетчика соединен со счетным входом нереверсивного счетчика, выход которого соединен с Третьим входом фазоимпульсного сравнивающего устройства через третий блок сложени , установочный вход нереверсивного счетчика соединен с вторым выходом второго делител частоты и третьеим входом сравнивающего устройства через третий блок cлoжeни f2The invention relates to automation and measuring technology — and can be used in automation systems for rolling mills and machine tools. A displacement transducer into a code is known that uses a goniometric angle scale transducer (sine-cosine rotating transformer, inductosyn, etc.) operating in amplitude mode. The generator contains a displacement sensor, the output of which is connected via an amplifier to a phase-sensitive rectifier that controls the operation of a generator connected through a logic device to the input of the reversing counter 1. The disadvantages of the converter are low noise immunity and low performance. The closest in technical essence to the present invention is a displacement transducer to a code comprising a pulse generator, you. the stroke of which is connected to the input of the first frequency divider, the first two outputs of which are connected to the inputs of the displacement sensor through appropriate amplifiers, the output of which is connected to the first input of the phase-pulse comparator through the series-connected low-pass filter and the driver-amplifier; the counter, with the control input of the first key directly and with the input of the second key through the inverter, the second output of the pulse-phase comparing voltage the device is connected to the summing input of the reversible counter, the control inputs of the third and fourth keys, the outputs of the even keys are connected to the input of the second frequency divider via the first addition unit, the first output of which is connected to the second input of the phase-pulse comparing device, and the outputs of the odd keys are connected to the second addition block the input of the reversible counter, the outputs of which are connected to the display unit, the informational inputs of even keys are connected to the third and fourth outputs respectively The frequency divider, the information inputs of the odd keys are combined and connected to the fifth output of the first frequency divider, the counting input of the reversible counter is connected to the counting input of the non-reversible counter, the output of which is connected to the Third input of the phase-pulse comparison device via the third addition unit, the setting input of the non-reverse counter is connected to the second output of the second frequency divider and the third input of the comparator through the third block of the f2

Недостатками известного преобразовател вл ютс малое быстродействие и низка помехозащищённость.The disadvantages of the known converter are low speed and low noise immunity.

Цель изобретени - повышение быстродействи и помехоустойчивости преобразовател .The purpose of the invention is to increase the speed and noise immunity of the converter.

Поставленна цель достигаетс тем что в преобразователь перемещени в код, содер хащий генератор импульсо выход которого соединен с входом первого делител частоты, первые два выхода которого через соответствующие импульсные усилители соединены с входами датчика перемещени ,выход которого через последовательно соединенные фильтр нижних частот и усилитель-формирователь подключен к первому информационному входу фазоимпульсного сравнивающего устройства , первый выход которого соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика, с управл ющим входом первого ключа непосредственно и с входом второго ключа через инвертор, второй выход фазоимпульсного сравнивающего устройства соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика , с управл ющими входами третьего и четвертого ключей, выходы второго и четвертого ключей через первый блок сложени соединены с входом второго делител частоты, один выход которого через второй блок ело- 55 This goal is achieved by the fact that in a displacement transducer into a code containing a pulse generator the output of which is connected to the input of the first frequency divider, the first two outputs of which are connected to the inputs of the displacement sensor through corresponding pulse amplifiers, the output of which is connected through a serially connected low-pass filter and amplifier-driver connected to the first information input of the phase-pulse comparison device, the first output of which is connected to the subtractive input of the reversible counter, with the second output of the phase-impulse comparison device is connected to the summing input of the reversible counter, to the control inputs of the third and fourth keys; the outputs of the second and fourth keys are connected to the input of the second frequency divider one output of which through the second block is 55

жени соединен с установочным входом фазоимпульсного сравнивающего устройства, выходы первого и третьего ключей через третий блок сложени соединены со счетными входами нереверсивного и реверсивного счетчиков , выходы последнего подключены к блоку индикации, информационные входы второго и четвертого ключей подключены соответственно к третьему и четвертому выходам первого делител частоты, информационные входы первого и третьего ключей подключены к п тому выходу первого делител частоты, %ыход третьего блока сложени соединен со счетным входом нереверсивного счет.чика,выход которого соединен с вторым входом второго блока сложени , введены п тый ключ и ин(вертор, вход которого соединен с выходом нереверсивного счетчика, а выход - с первым .входом п того ключа, второй вход которого соединен с другим выходом второго делител частоты, выход п того ключа соединен с вторым информационным входом фазоимпульсного сравнивающего устройства , установочный вход нереверсивного счетчика соединен с выходом усилител -формировател .connected to the installation input of the phase-pulse comparing device, the outputs of the first and third keys are connected to the counting inputs of the non-reversible and reversible counters via the third addition unit, the outputs of the latter are connected to the display unit, the information inputs of the second and fourth keys are connected respectively to the third and fourth outputs of the first frequency divider , the information inputs of the first and third keys are connected to the fifth output of the first frequency divider,% output of the third addition unit is connected to the even input of the irreversible counter. The output of which is connected to the second input of the second addition unit, the fifth key and the input are entered (the inverter, whose input is connected to the output of the non-reversible counter, and the output to the first input of the fifth key, the second input of which is connected to the other output of the second frequency divider, the output of the fifth key is connected to the second information input of the phase-pulse comparing device, the installation input of the non-reversible counter is connected to the output of the amplifier-former.

На чертеже приведена схема преобразовател перемещени в код.The drawing shows a diagram of a motion to code converter.

Преобразователь содержит генератор 1 импульсов, делитель 2 частоты,, импульсные усилители 3 и , датчик 5 перемещени , 6 нижних частот , усилитель-формирователь 7, фазоимпульсное сравнивающее устройство 8, ключ 9 реверсивный счетчик 10, инвертор 11, ключи 12-14, блок 15 сложени , делитель 16 частоты , блок 17 сложени , блок 18 индикации , нереверсивный счетчик 19, блок 20 сложени , инвертор 21 и ключ 22..The converter contains a pulse generator 1, a frequency divider 2, a pulse amplifier 3 and, a displacement sensor 5, 6 low frequencies, a driver amplifier 7, a phase-pulse comparison device 8, a key 9, a reversing counter 10, an inverter 11, keys 12-14, a block 15 addition, frequency divider 16, addition unit 17, indication unit 18, non-reversible counter 19, addition unit 20, inverter 21 and key 22 ..

Преобразователь работает следующим образом.The Converter operates as follows.

На вход делител 2 частоты поступает сигнал с генератора 1. С первого и второго выходов делител 2 частоты импульсные сигналы, сдвинутые на четверть периода, через усилители 3 и 4 поступают на синуснокосинусные обмотки датчика 5 перемещени . Фаза первой гармоники на выходе датчика 5 определ етс перемещением .ротора датчика 5 относительноThe signal from generator 1 is fed to the input of divider 2 frequency. From the first and second outputs of divider 2 frequency, the pulse signals are shifted by a quarter of the period, through amplifiers 3 and 4 are fed to the sine-sinus-sinus windings of displacement sensor 5. The phase of the first harmonic at the output of the sensor 5 is determined by the displacement of the rotor of the sensor 5 relative to

осуществл етс фильтром 6 нижних частот. Далее в усилителе-формирователе 7 выдел етс фазовый импульс статора. Выделение первой гармоникиimplemented by a low pass filter 6. Further, in the amplifier-former 7, a stator phase pulse is extracted. Selection of the first harmonic

в момент перехода напр жени через нуль в одном направлении, который поступает на первый вход х тройст-ва 8, которое в со ркупности с элементами 11, 12, 13, 15 и .16, 20 и 22 образует фазоимпульсную след щую систему (ФИСС;.at the moment when the voltage passes through zero in one direction, which arrives at the first input x of triangle 8, which, in conjunction with elements 11, 12, 13, 15, and .16, 20, and 22, forms a phase-pulse tracking system (FISS; .

Фазоимпульсное сравнивающее устройство 8 формирует выходной импульс длительность которого равна интервалу времени между двум импульсами , поступающими на его первый и второй вход. Если первым приходит импульс на второй вход то сигнал формируетс на первом выходе, если первым приходит импульс на первый вход, то сигнал формируетс на втором выходе При одновременном приходе импульсов сигнал на выходе не формируетс . Сброс устройства 8 в исходное состо ние осуществл етс сигналом со второго выхода делител 1б, поступающим на установочный вход устройства 8 через блок 20 сложени Phase pulse comparing device 8 generates an output pulse whose duration is equal to the time interval between two pulses arriving at its first and second input. If the first pulse arrives at the second input, then a signal is formed at the first output, if the first pulse arrives at the first input, then a signal is formed at the second output. When pulses arrive simultaneously, no output signal is generated at the output. The device 8 is reset to the initial state by a signal from the second output of the divider 1b, which arrives at the installation input of the device 8 through the block 20

ФИСС работает следующим образом.FISS works as follows.

Допустим сигналы на первый и второй входы устройства 8 пришли одновременно . В этом случае через инвертор 11 сигналом с первого выхода устройства 8 открываетс ключ 12, ключ 13 закрыт. Частотно-импульсный сигнал с четвертого выхода делител 2 частоты проходит через ключ 12 и блок 15 сложени на вход делител 16 частоты. Коэффициент делени делител 16 частоты таков, что импульсы на его первом выходе следуют с периодами сигналов запитки датчика 5,и поэтому, если нет перемещени ротора датчика 5, сигналы на первый и второй входы устройства 8 посто нно приход т одновременно. Сигнал со второго выхода делител 16, сбрасывающий устройство 8 в исходное состо ние , сдвинут относительно сигнала на первом выходе на полпериода tLet the signals to the first and second inputs of the device 8 came at the same time. In this case, the key 12 is opened through the inverter 11 by the signal from the first output of the device 8, the key 13 is closed. The pulse frequency signal from the fourth output of the splitter 2 frequency passes through the key 12 and the addition unit 15 to the input of the splitter 16 frequency. The division factor of the frequency divider 16 is such that the pulses at its first output follow with periods of power signals of sensor 5, and therefore, if there is no movement of the rotor of sensor 5, the signals to the first and second inputs of device 8 are constantly coming at the same time. The signal from the second output of the divider 16, resetting the device 8 to the initial state, is shifted relative to the signal at the first output of the half period t

Если происходит перемещение ротора датчика 5 и сигнал на второй вход устройства 8 приходит раньше, чем на первый вход, то импульс на первом выходе через инвертор 11 закрывает ключ 12, и на вход делител 16 импульсы не поступают. Одновременно сигнал с первого выхода устройства 8 открывает ключ 9, и на вычитающий счетный вход реверсивного счетчика 10 поступают импульсы счета на вычитание.If the rotor of the sensor 5 moves and the signal to the second input of the device 8 arrives earlier than the first input, then the pulse at the first output through the inverter 11 closes the key 12, and no pulses are received at the input of the divider 16. At the same time, the signal from the first output of the device 8 opens the key 9, and the counting pulses for the subtraction are sent to the subtracting counting input of the reversing counter 10.

При перемещении ротора датчика в противоположном направлении сигнал с второго выхода yctpoйcтвa 8 открывает ключи 13 и 1. Через ключ 13 на вход делител 16 поступает удвоенна частота с третьего выхода делител 2. Число импульсов, проход щих через ключ I, определ етс величиной перемещени , но импульсы поступают на вычитающий и счетный входы счетчика 10, в котором в этом случае осуществл етс сложение. Число, зафиксированное в счетчике 10, выводитс на блок 18 индикации.When the sensor rotor moves in the opposite direction, the signal from the second output of yctpoi 8 opens keys 13 and 1. Through the key 13 to the input of divider 16, the double frequency comes from the third output of divider 2. The number of pulses passing through the key I is determined by the amount of movement, but the pulses go to the subtracting and counting inputs of the counter 10, in which in this case the addition is carried out. The number recorded in the counter 10 is displayed on the display unit 18.

Помеха, навод ща с в выходной обмотке датчика 5 и соединительном кабеле между датчиком 5 и фильтром 6, вводит усилитель-формирователь 7 в насыщение. В результате, на врем действи помехи импульсы на выходе усилител -формировател 7 отсутствуют , что приводит к включению в работу фИСС как во втором случае. При этом импульсы перемещени с выхода блока 17 сложени подсчитываютс счетчиком 19, импульс переполнени которого через блок 20 сложени сбрасывает устройство 8 в исходное состо ние . После сброса на выходах устройства 8 нет импульса, вследствие чего открываетс ключ 12 и закрываетс ключ 13. Частотно-импульсный сигнал с выхода делител 2 частоты поступает на вход делител 16, и через один период запитки датчика 5 на первом выходе делител 1б по вл етс импульс переполнени , который не попадает в устройство 8, так как выходной сигнал счетчика 19 через инвертор 21 закрывает ключ 22. Это состо ние сохран етс до окончани помехи, после чего по вл етс фазовый импульс с выхода усилител -формировател 7, который сбрасывает счетчик 19 и включает устройство 8. В течение одного периода запитки датчика 5 ФИСС возвращаетс в состо ние , которое было перед моментом действи помехи.Interference induced in the output winding of the sensor 5 and the connecting cable between the sensor 5 and the filter 6 introduces the driver-amplifier 7 into saturation. As a result, there are no pulses at the output of amplifier 7 for the duration of the interference, which leads to the inclusion of the FISS in the work as in the second case. In this case, the movement pulses from the output of the addition unit 17 are counted by the counter 19, the overflow pulse of which through the addition unit 20 resets the device 8 to the initial state. After resetting, there is no pulse at the outputs of the device 8, as a result of which the key 12 opens and the key 13 closes. The pulse frequency signal from the output of the splitter 2 frequency arrives at the input of the splitter 16, and after one period of powering the sensor 5, a pulse appears at the first output of the splitter 1b overflow that does not enter device 8, since the output signal of counter 19 through inverter 21 closes key 22. This state remains until the end of the interference, after which a phase pulse appears from the output of amplifier 7, which resets the counters 19 and includes a device 8. During one period FITT powering the sensor 5 is returned to the state which was before the torque interference effects.

Емкость счетчика 19 в предлагаемом устройстве может быть значительно больше, чем у прототипа, и приближатьс к величине шага датчика 5Вследствие этого предлагаемое устройство обладает большим быстродействием , а помехоустойчивость его нр зависит от длительности помехи.The capacitance of the counter 19 in the proposed device can be significantly larger than that of the prototype, and approaching the sensor step 5 As a result, the proposed device has a high speed, and its noise immunity depends on the duration of the interference.

Экономический эффект от использовани предлагаемого преобразовател перемещени в код определ етс его техническими преимуществами.The economic effect of using the proposed motion to code converter is determined by its technical advantages.

Claims

1.Zverev AE and others. Converters of angular movements in digital code. L., Energie, 197, p. 138.

2. USSR author's certificate number 561208, cl. G 08 C 9/00, 1976 (prototype).

W