SU1349003A2 - Displacement-to-code-to-phase conversion device - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано дл  преобразовани  угла поворота вала или перемещени  в цифровой код в системах числового программного управлени  и устройствах измерени  перемещений подвиЯ ных механизмов различного технологического оборудовани . Цель изобретени  - по&ьппение точности за счет повышени  устойчивости привода в статическом режиме и режиме малой скорости перемещений. Поставленна  цель достигаетс  путем перестройки структуры устройства в зависимости от .скорости изменени  перемещени . С этой целью в устройство по авт. св. СССР 670956, содержащее генератор 1 импульсов, опорный делитель 2 частоты, щиротно-импульсный синусно- косинусный преобразователь 3, реверсивный счетчик 4, датчик 5, фильтр 6, блок 7 демодул ции, интегрирующий усилитель 8, преобразователь 9 напр жени  в частоту, дополнительно введены элемент ИЛИ 10, элемент И 11, первый инвертор 12, второй инвертор 13, первый триггер 14, второй триггер 15, третий триггер 16, ключ 17. Вновь введенные элементы измер ют период счетных импульсов, поступающих с преобразовател  9, и в зависимости от его значени  с помощью ключа 17 производ т закоротку конденсатора в инте грирующем усилителе 8, за счет чего система становитс  устойчивой в статическом режиме и режиме малой скорости . 1 ил. S (Л DO со N3The invention relates to automation and computer technology and can be used to convert the angle of rotation of the shaft or movement into a digital code in numerical control systems and devices for measuring the movements of the moving mechanisms of various technological equipment. The purpose of the invention is to improve accuracy by increasing the stability of the drive in static mode and low speed mode. The goal is achieved by adjusting the structure of the device depending on the rate of change of movement. To this end, the device by aut. St. USSR 670956, containing 1 pulse generator, 2 reference frequency divider, pulse-sine-cosine transducer 3, reversible counter 4, sensor 5, filter 6, demodulation unit 7, integrating amplifier 8, voltage-to-frequency converter 9, are additionally entered the OR 10 element, the AND 11 element, the first inverter 12, the second inverter 13, the first trigger 14, the second trigger 15, the third trigger 16, the key 17. The newly introduced elements measure the period of the counting pulses from the converter 9, and depending on it values using cl 17, cha r a short circuit is produced in the integral capacitor Greer amplifier 8, whereby the system becomes stable in a static mode and the low speed mode. 1 il. S (L DO with N3

Description

Изобретение относитс  к автоматик и вычислительной технике и может быть использовано дл  преобразовани  угла поворота вала или перемещени  в цифровой код в системах обработки числового программного управлени  и устройствах измерени  перемещений по движных механизмов различного технологического оборудовани .The invention relates to automation and computing and can be used to convert the angle of rotation of the shaft or movement into a digital code in numerical control processing systems and devices measuring movement through the moving mechanisms of various technological equipment.

Цель изобретени  - повьшение точности путем повьппени  устойчивости привода в статическом режиме и режим малой скорости изменени  перемещений .The purpose of the invention is to increase the accuracy by increasing the stability of the drive in a static mode and the low speed mode of motion variation.

На чертеже представлена структурна  схема устройства.The drawing shows a block diagram of the device.

Устройство дл  преобразовани  перемещение - код-фаза содержит генератор I импульсов, опорный делитель 2 частоты, широтно-импульсный си- нусно-косинусный преобразователь 3, реверсивный счетчик 4, датчик 5, фильтр 6, блок 7 демодул ции, интегрирующий усилитель 8, преобразователь 9 напр жени  в частоту, элемент ИЛИ 10, элемент И II, первый 12 и второй 13 инверторы, первый 14, второй 15 и третий 16 триггере, ключ 17.Device for converting displacement - code-phase contains a generator of I pulses, a reference divider 2 frequencies, a pulse-width sine-cosine converter 3, a reversible counter 4, a sensor 5, a filter 6, a demodulation unit 7, an integrating amplifier 8, a converter 9 voltage to frequency, element OR 10, element II, first 12 and second 13 inverters, first 14, second 15 and third 16 flip-flop, key 17.

Устройство работатет следующим образом.The device works as follows.

Импульсы тактовой частоты от генератора 1 импульсов поступают на вход опорного делител  2 частоты и заполн ют его. На входы широтно-им- пульсного синусно-косинусного преобразовател  3 информаци  от опорного делител  2 частоты поступает в пр мом, а от реверсивного счетчика 4 - в пр мом и обратном кодах. Широтно-импульсный синусно-косинусный преобразователь 3 формирует две последовательности чередующихс  разно- пол рных щиротно-модулированных пр моугольных импульсов,которые поступают на входные обмотки датчика 5. Выходной сигнал с датчика 5 через фильтр 6 поступает на первый вход демодул тора 7, на вход которого поступают импульсы от опорного делител  2 частоты. На выходе демодул тора 7 формируетс  посто нное напр жение , пропорциональное рассогласованию системы, поступающее на вход интегрирующего усилител  8. Выходное напр жение интегрирующего усилител  8 подаетс  на вход преобразовател  9 напр жени  в частоту.The pulses of the clock frequency from the generator 1 of the pulses arrive at the input of the reference divider 2 frequencies and fill it. At the inputs of the pulse-width sine-cosine converter 3, the information from the reference divider 2 frequencies goes to the forward, and from the reversible counter 4 to the forward and reverse codes. The pulse-width sine-cosine transducer 3 generates two sequences of alternating different-polar latitude-modulated rectangular pulses that go to the input windings of the sensor 5. The output signal from the sensor 5 through the filter 6 is fed to the first input of the demodulator 7, to the input of which impulses come from the reference divider 2 frequency. At the output of the demodulator 7, a constant voltage is formed, proportional to the system mismatch, fed to the input of the integrating amplifier 8. The output voltage of the integrating amplifier 8 is fed to the input of the voltage-to-frequency converter 9.

5five

5five

00

5five

00

5five

00

5five

на одном выходе которого формируетс  последовательность импульсов при положительной пол рности йходного сигнала , а на другом - при отрицательной пол рности этого сигнала.at one output of which a sequence of pulses is formed with a positive polarity of the input signal, and at the other with a negative polarity of this signal.

Последовательность импульсов, сформированна  преобразователем 9 напр жени  в частоту, поступает на один из входов реверсивного счетчика 4, вследствие чего содержимое этого счетчика всегда  вл етс  двоичным эквивалентом перемещени  подвижной части (5).The pulse sequence formed by the voltage-to-frequency converter 9 is fed to one of the inputs of the reversible counter 4, so that the contents of this counter is always the binary equivalent of moving the movable part (5).

Одновременно последовательность импульсов с выхода преобразовател  9 напр жение - частота поступает на один из входов элемента ИЛИ 10. С выхода элемента ИЛИ 10 последовательность имчульсов поступает на первый вход элемента И 11, на второй вход которого поступает последовательность импульсов от опорного делител  2 частоты. Так как от опорного делител  2 частоты на второй вход элемента И 11 поступает посто нна  частота, а на первый вход - частота от преобразовател  9 напр жени  в частоту, котора  измен етс  в зависимости от скорости вращени  датчика , то с выхода элемента М 11 на вход С первого триггера 14 за врем  одного импульса опорного делител  2 частоты поступает определенное количество импульсов. Одновременно последовательность импульсов от опорного делител  2 частоты поступает на первый инвертор 12.At the same time, the sequence of pulses from the output of the voltage converter 9 is the frequency supplied to one of the inputs of the element OR 10. From the output of the element OR 10, the sequence of imchulses goes to the first input of the element 11, the second input of which receives a sequence of pulses from the reference divider 2 frequencies. Since from the reference divider 2 frequency to the second input element And 11 enters a constant frequency, and to the first input - the frequency from the voltage converter 9 to the frequency, which varies depending on the speed of rotation of the sensor, from the output element M 11 to the input From the first trigger 14 during a single pulse of the reference splitter 2 frequency receives a certain number of pulses. At the same time, the sequence of pulses from the reference splitter 2 frequency is fed to the first inverter 12.

На триггерах 14 и 15 собран двоичный счетчик. Если за врем  действи  одного импульса опорного делител  2 частоты на вход С триггера 14 поступает два или больше импульса , то на D-входе третьего триггера 16 по вл етс  единица, а на S-входе первого триггера 14 - нуль, и двоичный счетчик остаетс  в этом состо нии до прихода на R-вход триггеров 14 и 15 заднего фронта импульса с выхода второго инвертора 13. Триггер 16 передним фронтом импульса с вы- . хода первого инвертора 12 устанавливаетс  в 1 и ключом 17 производит раскоротку конденсатора (интегратор 8 установлен в режим интегрируницего усилител ). Задним фронтом импульса с выхода второго инвертора I3 триггеры 14 и 15 устанавливаютс  в нулевое положение.Triggers 14 and 15 have a binary counter. If during the action of one pulse of the reference splitter 2 frequencies, two or more pulses arrive at input C of trigger 14, then one appears at the D input of the third trigger 16, and zero appears at the S input of the first trigger 14, and the binary counter remains this state before the triggers 14 and 15 of the falling edge of the pulse from the output of the second inverter 13 arrive at the R input. The trigger 16 is the leading edge of the pulse from you-. the stroke of the first inverter 12 is set to 1, and the key 17 shifts the capacitor (the integrator 8 is set to the amplifier mode). With the falling edge of the pulse from the output of the second inverter I3, the flip-flops 14 and 15 are set to the zero position.

Если же за врем  действи  одного импульса опорного делител  2 частоты на вход триггера 14 поступает менее двух импульсов, то на входе третьего триггера 16 по вл етс  нуль и триггер 16 передним фронтом импульса с выхода первого инвертора 12 устанавливаетс  в нуль, ключом I7 производит закорстку конденсатора в интеграторе 8 (интегратор 8 установлен в режим усилител ).If, during the duration of a single pulse of the reference splitter 2 frequency, less than two pulses arrive at the input of the trigger 14, then the input of the third trigger 16 appears zero and the trigger 16 has a leading edge from the output of the first inverter 12 to zero, the I7 key produces a capacitor in integrator 8 (integrator 8 is set to amplifier mode).

Таким образом, при неподвижном вале датчика 5 или при малых скорост х измер емого перемещени  отсутствует неоднозначность преобразовани  перемещение - код и устройство не находитс  в автоколебательном режиме, что повьппает точность отсчета угла перемещени  исполнительного механизма.Thus, when the shaft of the sensor 5 is stationary or at low speeds of the measured movement, there is no ambiguity of the movement conversion — the code and the device are not in the self-oscillating mode, which indicates the accuracy of the angle of movement of the actuator.

Claims (1)

Формула изобретениInvention Formula Устройство дл  преобразовани  перемещение - код-фаза по авт.ев, № 670956, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точност устройства, в него введены элементA device for converting movement - code-phase in accordance with the author, No. 670956, characterized in that, in order to improve the accuracy of the device, an element is introduced into it Редактор А.Мановска  Заказ 5200/57Editor A. Manowska Order 5200/57 Составитель М.Сидорова Техред А.КравчукCompiled by M.Sidorova Tehred A. Kravchuk Тираж 899 ВНИИГГИ Государственного комитета СССРCirculation 899 VNIIGGI USSR State Committee по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5for inventions and discoveries 113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab., 4/5 Производственно-полиграфическое предпри тие, г.Ужгород, ул.Проектна , 4Production and printing company, Uzhgorod, Projecto st., 4 Ш1И, элемент И, два инвертора, три триггера и ключ, входы элемента ИЛИ соединены с выходами преобразовател  напр жени  в частоту, выход элемента ИЛИ соединен с первым входом элемента И, второй вход которого подключен к третьему выходу опорного делител  частоты и входу первого инвертора,W1I, And element, two inverters, three flip-flops and a key, the inputs of the OR element are connected to the outputs of the voltage to frequency converter, the output of the OR element is connected to the first input of the AND element, the second input of which is connected to the third output of the reference frequency divider and the input of the first inverter, а выход соединен с С-входом первого триггера, инвертирующий выход которого соединен с его D-входом и С-входом второго триггера, инвертирующий выход которого соединен с его D-входом иand the output is connected to the C-input of the first trigger, the inverting output of which is connected to its D-input and the C-input of the second trigger, which inverts the output of which is connected to its D-input and S-входом первого триггера, выход первого инвертора соединен с входом второго инвертора и С-входом третьего триггера, D-вход которого соединен с пр мым выходом второго триггера , а пр мой выход третьего триггера соединен с входом ключа, первый и второй выходы которого соединены с вторым и третьим входами интегрирующего усилител , выход второго инвертора соединен с R-входами первого и второго триггеров, S-входы второго и третьего триггеров и R-вход третьего триггера подключены к шине логичесг кой единиць.S-input of the first trigger, the output of the first inverter is connected to the input of the second inverter and C-input of the third trigger, the D-input of which is connected to the direct output of the second trigger, and the direct output of the third trigger is connected to the key input, the first and second outputs of which are connected with the second and third inputs of the integrating amplifier, the output of the second inverter is connected to the R-inputs of the first and second triggers, the S-inputs of the second and third triggers and the R-input of the third trigger are connected to the logic unit bus. Корректор М.Максимишинец ПодписноеProofreader M.Maksiminshynets Subscription