Устройство для преобразования “перемещение-код-фаза” — SU 670956 (original) (raw)
Союз Советских Социалистических реслкблик) 2444424 18-24 Заявлено 17.01.7 8 С 90 с присоединвнием заявки Ле Государственн.нк комитет ссср) Приорит 43) Опубликовано 30,06.79. Бюллетень Хе 2 45) Дата опубликования описания 30.06.79 53) УДК 681.325по делам изобретени и открытий, В, НайдВ.Г, По А, Шаталов, Ю А. И. Соловьев В, А. Кудинов ового Красного -научно-исслед режущих станк электромех анич лов Ю рский,и а Труд тально еталло ьский(71) Заявител Знамениовательский ов и Научи еский инсти Орде эксперим институт исследовате(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИ П ЕР ЕМ ЕЩЕ Н И Е- КОД- ФАЗАИзобретенне отнооится к области автоматики и вычислительной техники, в част,ностик области числового программногоуправления. Оно может быть использованопри построении сиотем числового програмного управления станками.Известно фотоэлектрическое импульснофазовое устройотво, содвржащее источниксвета, подвижную и,неподвинсную растровые решетки, образующие растровое сопряжение, фотоприемники, генератор импульсов, делитель частоты, блок фармировзнияимпульсов управлвния ключами, ключи,суммирующий усилитель, интегратор инуль-индикатар 1).Наиболее близким по техническому решению к предложенному является устройство для преобразования перемещение-кодфаза, содержащее генератор импульсов,выход которого подклктчсн к входу опорного делителя частоты, датчик, выход которого через фильтр подключвн к первомувходу блока демодуляции 21.Однако эти успройства имеют малуюточнаоть. Целью изобретения является повышенне точности устройства,С этой целью в устройство введены последовательно соединенные интег 1 хирующийусилитель постоянного тока, преобразователь напряжения в частоту импульсов и ре 2вврсивный счетчик, два сумматора, логический блок и блок ключей, вход интегрирующего усилителя постоянного тока соединен с выходом блока демодуляции, одни 5 входы сумматоров соединвны с выходамипрямого кода опорного делителя, другие входы первого сумматора соединены с выходами прямого кода реверсивного счетчика, а другие входы второго сумматора - 1 о с выходами обратного кода,реввроивногосчетчика, выходы сумматоров через логический блок подключены к блок ключей, выходы которого соединены с датчиком, второй вход блока демодуляции соединен 15 с выходом опорного делителя.На фиг. 1 представлвна блок-схема устройства; па фпг, 2 - широтно-импульсный спнусно-косинусный преобразователь, входящий в состав устройства.20 Устройство (см. фиг. 1) содержит генератор импульсов 1, опорный делитель частоты 2, широтно-импульсный спнусно-косинувный преобразователь 3, реверсивным счетчик 4, датчик 5, фильтр б, блок демот 5 дуляции 7, интеприрующий усилитель постоянного тока 8, преобразователь напряжвкия в частоту импульсов 9.П;реобразаватель (см, фиг. 2) состоитиз,двух сумматоров 10, 11, логического зо блока 12 и блока ключей 13, 14, 15, 16, 670956выходы которых соединены с обмотками 17, 18 датчика 5.Устройство работает следующим образом. Импульсы тактовой частоты от генератора 1 заполняют Опорный делитель 2.На входы широтно-:импульсного синусно-кооинуаного преобразователя 3 поступают числовые коды со всех разрядов опорного делителя 2 и рввврсивного счетчика 4, содержимое кото 13 ОГО В каждый момент врсмвни соответствует измеряемому механическому перемещению. Широтно-имнульсный синусно-коспнусный преобразователь 3 вырабатывает чередующиеся разнополярные прямоугольные импульсы стабилизированной амплитуды, модулированные по длительности в соответствии с содержанием реверсивного счетчика 4, а также формиру.ет поступающий на фазовый выход устройства прямоугольный импульсный сигнал, сдвиг по фазе которого соответствует измеряемому перемещению, С преобразователя 3 импульсы поступают на датчик 5 (индуктосин, резольвер или фотоэлектрический датчик).При использовании индуктосина илирезольвера на две входные обмотки датчика 5 поступают две последовательности чередующихся,разнополярных прямоугольных импульсов стабилизированной амплитуды, центры которых для обеих последовательностей импульсов совпадают между собой и сохравняют фиксированное во времени положение овносительно сигналов с опорного делителя, проичем длительности импульсов линейно зависят от содержимого реверсивного счетчика 4, Филыпр 6 выделяет первую гармоническую составляющую указанного сигнала, являющуюся оипналом расоогласования следящей системы, С выхода фильтра 6 сипнал рассогласования постояиной частоты поступает на один из входов блока демодуляции 7, а на драной впо вход поступает импульсный прямоугольный оипнал с опорного делителя 2, причем суммарный сдвиг по фазе Оипнала рассогласования постояиной частоты выбран таким, что в зависимости от знака рассогласования сипнал расвогласования,на входе блока демодуляции 7 синхрофазвн или противофазен импульсному сигналу с опорного делителя.На выходе блока двмодуляции 7 формируется сигнал, имеющий постояиную составляющую, величона и знак которой соответствует величине и знаку сигнала рассогласования цифровой следящей системы.Выход блока двмодуляции 7 соединенсо входом ннтеприрующего усилителя посгояяного тока 8, на выходе которого формируется напряжение, полярность и величина которого определяются, соответствен,но, направлением и скоростью .перемещения тока. Выход ннтегрирующего усилите 4ля постоянного тока 8 соед 1 инен со входомпреооразователя,напряжения в частоту импульсов 9. Преобразователь напряжения вчастоту импульсоь 9, один из выходов ко 5 торого соединен со входом прямого счета,а другой выход - со входом обратногосчета реверсивного счетчика 4, генерируетимпульсы, частота которых соответствуетаосолютной величине входного напряжеЫ ния, причем в зависимости от полярностивходного напряжвния эти импульсы поступают на вход прямого счета или на входобратного счета рвверсинного счетчика 4,и изменяют его содсржимсе таким образом,15 что сипнал рассогласования на входе блокадвмодуляции 7 устанавливается равнымн,улю.На входы сумматора 10 поступают впрямых параллельных кодах содержимое20 опорного делителя 2 и содержимое реверсивного счетчика 4. На входы сумматора 11содержимое опОрного делителя 2 поступаетв прямом, а содержимое реверсивного счетчика 4 - в обрапном коде. При этом сдви 25 ги по фазе импульсных прямоугольных сигналов, снимаемых со старших разрядовсумматоров 10 и 11, односительно сигналас опорного делителя 2 соответствуют содержимому реверсивного счетчика 4 равныЗО между собой по величине н противоположны по знаку. Сигналы с сумматоров 10 и 11поступают на лопический блок 12, управляющий блоком счетчиков 13, 14, 15, 16, выходы которых соединены с обмотками 17,35 18 датчика 5 таким образом, что на нихпоступают чередующиеся, разнополярныепрямоугольные импульсные сигналы, модулированные по длительности в соответствни с содержимым, реверсивного счетчи 4 О ка 4,В предлагаемом устройстве более, чемна порядок, увеличивается статическая точ,ность преобразования и устраняепся ошибка, пропцрцианалыная скорости иъмвряемо 46 го перемещения, Предлагаемое устройствопреобразует измеряемое перемещение в унитарный код, параллельный код и сдвиг пофазе прямоугольного импульса, что обеспечивает универсальность его применения.БО Применвние ста 1 ндартных элементов иотсутствие индуктивностей обеспечиваетвозможность микроминиатюризации предлагаемого успройства. Использование данного устройства в следящих системах и в55 системах числового программного управлення станками позволит более, чем на порядок, увеличить статическую и динамическую точность работы указанных систем.Наряду с высокой статической и динамиче 6 О ской точностью преобразования предлагаемое устройство обладаег высокой помехозащищенностью, избирательностью и повышенным коэффицивнтом усиления сигналас датчика, что обеспечивает его эффектив 65 ное использование с прецизионными фотоПодписное 111 3 О 35,Заорсая типография Упрполиграфнздата Мосоолнсполкона электрическими датчиками и датчиками типа Индуктосин, полезный выходной сигнал которых составляет единицы милливольт. формула изобретения Устройство для преобразования перемещение-код-фаза, содержащее генератор импульсов, выход которого подключен к входу опорного делителя частоты, датчик, выход которого через фильтр подключен к первому входу блока демодуляции, отл ич а ю щ с е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, в него введены последовательно соединенные интегрирующий усилитель постоянного тока, преобразователь напряжения в частоту импульсов и реверсивный счетчик, два сумматора, логический блок и блок ключей, вход интегриру 1 ощего усилителя постоянного тока соединен с выходом блока демодуляции, одни входы сумматоров соединены с выходами прямого кода опорного делителя, другие о входы первого сумматора соединены с выходами прямого кода реверсивного счетчика, другие входы второго сумматора - с выходами обратного кода реверсивного счетчика, выходы сумматоров через логиче 1 о ский блок подключены к блоку ключей, выходы которого соединены с датчиком, второй вход блока демодуляции соединен с выходом опорного делителя.Источники информации,15 принятые во внимание при экспертизе1. Преслухин Л. Н. и др. Муаровые растровые датчики положения. М., Машиностроение, 1969, с. 108 в 1, 132 в 1.2. Авторское свидетельство СССР 2 о М 435505, кл. Сг 05 В 19/36, 1973.