1 Изобретение относитс к преобразовател м электрических величин в дискретный электрический сигнал и может найти применение в устройствах цифровой индикации положени элементов управл емого объекта. Известен преобразователь перемеще ни в код, содержащий датчик, выход которого соединен через усилитель с первым входом анализатора рассогла совани , выход которого соединен с первым входом блока выбора знака, первый выход которого соединен с пер вым входом первого и второго счетчиков и блока преобразовайи частоты в код скорости, распределитель, первьш выход которого соединен с вторым входом анализатора рассогласовани , второй выход соединен через фильтр с первым входом цифроаналогового преобразовател , а третий выход - с формирователем динамических программ, первый выход которого соединен с вторым входом блока выбора знака, а второй соединен через блок выбора дискретности с вторыми входами первого и второго реверсивных счетчиков и блока преобразовани частоты в код скорости dl. Недостатком этого преобразовател вл етс значительное врем переходного процесса при измерении ускоренного движени , значительное врем установлени процесса преобразовани при скачке измер емой величины и снижение точности измерени при пере ходе на большую дискретность измерени . Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности вл етс преобразователь перемещени в код, содержащий реверсивньй счетчик, первый перемножающий цифроаналоговьш пр образователь, последовательно соединенные датчик и блок усилителей, выходы которых соединены с первьми входами первого и второго перемножающих цифроаналоговых преобразователей , выходы которых соединейь с бл ком выбора знака, выход которого соединен через анализатор с блоком выбора дискретности, распределитель сигналов, соединенный через фильтр с датчиком CI2. Недостатком известного преобразовател вл етс то, что увеличение быстродействи достигаетс за счет снижени точности измерени из-за увеличени дискретности, поэтому не892 обходимость измерени с высокой точностью накладывает существенные orpai ничени на допустимые скорости и уско.рени измер емых перемещений. Кроме этого, дл этого преобразовател , имеюще о в канале отработки рассогласовани реверсивный счетчик или регистр сдвига, характерна относительно невысока надежность, особенно применительно к устройствам цифровой индикации в цеховых услови х . Целью изобретени вл етс повышение точности и надежности преобразовател . Поставленна цель достигаетс тем, что в преобразователь перемещени в код, содержащий реверсивный счетчик , перемножающий цифроаналоговый преобразователь, последовательно соединенные генератор синусоидально .го напр жени , датчик и блок усилителей , введены два амплитудных детектора , аналоговый сумматор, цифровой сумматор, компаратор, формирователь импульсов, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, два регистра, тактовый генератор , дес тичный счетчик, блок посто нной пам ти, блок ввода и хранени начальных условий, выходы блока усилителей соединены с первым и вторым входами формировател импульсов и с входами амплитудных детекторов, выходы которых соединены с входами аналогового сумматора, выход которого соединен с аналоговым входом перемножающего цифроаналогового преобразовател , выход которого соединен с одним из входов компаратора, другой вход которого соединен с выходом одного из амплитудных детекторов , а выход - с одним из входов элемента ИСКЛЮЧАЩЕЕ ИЛИ, выход которого соединен с входом управлени первого регистра, выход тактового генератора соединен с входом дес тичного счетчика, выход которого соединен через блок посто нной пам ти с цифровыми входами перемножающего цифроаналогового преобразовател и первого регистра, выход которого соединён с первым входом цифрового сумматора и цифровым входом второго регистра, выход которого соединен с вторым входом цифрового сумматора, выход генератора синусоидального напр жени соединен с датчиком и третьим входом формировател импульсов , первый выход которого соединен I с вторым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ Р1ПИ и первым входом реверсивного счетчика, а второй выход - с вторым входом реверсивного счетчика, выход которого соединен с третьим входом цифрового сумматора, четвертый вход которого соединен с первым выходом блока ввода и хранени начальных условий , второй выход которого соеди ,нен с входом управлени второго регистра и третьим входом реверсивного счетчика. На фиг. 1 представлена функциональна схема предлагаемого преобразовател перемещени в код; на фиг. 2 - временные диаграммы изменени сигнала огибающих U-js входе формировател и формировани напр жени LJn и Од на его выходе; на фиг. 3 - временные диаграммы сигнала записи в регистр при угле поворота вала, равном при нулевой скорости перемещени . Преобразователь перемещени в код содержит датчик 1, выходы которого соединены со входами блока 2 усилителей, выходы которого соединены со входами амплитудных детекторов 3,4, выходы которых подключены к входам аналогового сумматора 5, выход которого соединен с аналоговым входом перемножающего цифроаналогового преобразовател 6, компаратор выход генератора 8 синусоидального напр жени подключен ко входу датчика , а также ко входу формировател 9, к двум другим входам которого подключены выходы блока 2 усилителей Первый выход формировател 9 соединен с входом направлени счета реверсивного счетчика 10, а также с первым входом элемента ИСКПЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 11, второй вход которого соединен с выходом блока 7, второй выход формировател 9 соединен с такт вым входом реверсивного счетчика 10 Выход блока 11 соединен с тактовым входом первого регистра 12. Выход тактового генератора 13 соединен с входом дес тичного счетчика 14, выхо которого подключенк адресным входам блока 15 посто нной пам ти, а также к информационным входам блока 12. Вы ходы блока 1.2 подключены к информационным входам второго регистра 16, а также к первым входам цифрового сумматора 17. Выход блока 16 соедине со вторыми входами блока 17. Выход блока 10 подключен к входам блока 17 894 информационные выходы блока 18 ввода и хранени начальных условий соединены с четвёртыми входами блока 17, а тактовый выход этого блока 18 соединен с тактовым входом блока 16 и входом установки нул блока 10. Выход блока 17 вл етс выходом преобразовател . Рассмотрим работу преобразовател на примере с использованием кругового индуктосина в качестве датчика. Синусоидальный сигнал с генератора . 8 : ,-sivic L)t вл етс напр жением питани датчика 1, с выходов которого снимаютс информационные сигналы, промодулированные по амплитуде по законам синуса и косинуса при перемещении на угол в- подвижной и неподвижной частей датчика 1 относительно друг друга 2$ - CQ3 (Wt-Si 1л &, -2С-Ua Y,-cos a it-cos Эти сигналы передаютс на входы блока 2 усилителей, с выходов которых с{1имаютс усиленные сигналы UiS--KiO s Uini-cos 6)t 51И и, . Озс K2U2c U3vn-CoSUjl-COS&-, где K-i - коэффициент усилени по напр жению блока 2. Выходные сигналы блока 2 подаютс на входы амплитудных детекторов 3,4, с выходов которых снимаютс напр жени UAs-IUj.eiM-e-l, . ,.. Выходные- напр жени блоков 3,4 поступают на входы аналогового сумматора 5, на выходе которого образуетс суммарный сигнал U5--U3w(|Sivie-UlQ75&n Выход блока 5 подключен к аналоговому (опорному) входу блока 6, на цифровые входы которого поступают последовательно перебираемые п значений функции (. Л/1- ( . ISfMoiUICoSoil в интервале изменени d, от О до jr с шагом где ес электрический эквивалент рассогласовани , х положений подвижной части датчика 1 относительно неподвижной П-V. числа уровней дискретизации на один шаг неподвиж ной части датчика 1 V- где jto - шаг неподвижной части датчика 1. Перемножающий цифроаналоговьш преобразователь 6 производит вычисл ние Значение этого напр жени при и.в будет Ъ Сигнал с выхода цифроаналогового преобразовател 6 поступает на вход компаратора 7, на второй вход которог поступает сигнал O/jg с выхода амплитудного детектора 3. Выходной сигнал кьмпаратора 7 будет п Го nPH., аеи 0. ИзменеНие этого сигнала в интервале от О до происходит дважды , при --0- и о -Зг-5 . Выходы генератора 8 и блока 2 усилителей подаютс на входы формировател 9, который формирует два сигнала Vg о qpw -Q-CO, npu д С|-лИ : , где k 0,1,2......., a также сигнал (Jq , задний фронт которого приходитс на Ug 0, если перемещение осуществл етс слева направо и на Ug 1, если перемещение осуществл етс в противоположlioM направлении. Таким образом, сиг нал Uq можно использовать дл определени направлени перемещени во врем заднего фронта сигнала Ug (фиг. 2). Генератор 13 вырабатывает пр моугольные импульсы, поступающие на вход счетчика 14, на выходе которог последовательно перебираютс значен младших разр дов величины преобразовани . Выход счетчика 14 поступае на адресный вход блока 15 посто нной пам ти, выход которого подключе к цифровым входам перемножающего цифроаналогового преобразовател 6. В блоке 15 записываютс значени функции .l+|со ы| Логический элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 1 1 в зависимости от нахождени угла в интервале 0- или -jr выдает сигнал tJ записи в регистр 12. в момент совпадени йладших разр дов величины перемеи}ени , записанной в счетчике 14, с действительной величиной перемещени подвижной части датчика 1 относительно неподвижной (фиг. 3). Старший разр ды числа, соответствующего величине перемещени , вычисл ютс счетчиком 10. Управл ющими сигналами дл него вл ютс сигналь направлени счета и тактовый от формировател 9, а также сигнал установки О с блока 18. Блок 18 осуществл ет запись и хранение величины преднабора значени перемещени УПР и выдает тактовый импульс начала преднабора дл установки в О счетчика 10 и записи в регистр 16 начального рассогласовани Хо (на момент начала преднабора). Сумматор 17 осуществл ет вычисление значени ;K-Xtlp Ko-Scт-X ц i где XciT показание счетчика 10, Хц,д - величина, записанна к данному моменту в регистр 12. При оценке точности преобразовани предлагаемого устройства по сравнению с прототипом рассматриваетс работа преобразователей в одинаковых услови х, т.е. применительно к использованию в устройстве цифровой индикации положени , например рабочего органа металлорежущего станка. При этом первостепенное значение имеет максимальна скорость перемещени , при которой не происходит потери информации о величине перемещени в преобразователе, а точность определени нового положени остаетс высокой. В предлагаемом преобразователе оцифровка величин перемещени от-О до 0,999 мм и от 0,999 мм до 10 м и больше осуществл етс раздельно . Оцифровка младших разр дов происходит внутри щага циклического датчика , а старших разр дов - по переходу через О огибающей сигнала этого датчика. Максимальна скорость перемещени , при которой согласно изобре7 тению осуществл етс преобразование без потери информации, равна MAk ОПРбО, где максимально допустимое рассогласование без пот ри информации (1 мм в предлагаемом преобразователе ), оПР частота опроса рассогла совани (10 кГц в предлагаемом решении). Подставл численные значени в зависимость дл максимальной скорос ти перемещени , при которой предлаг 98 емый преобразователь -работает без потери информации, получим SMAKC 10 10000-60 600 /мин , .Процесс оцифровки младших разр дов в предлагаемом преобразователе осуществл етс при переходе рабочего органа к заданной позиции, который осуществл етс на небольшой скорости. Годовой экономический эффеКт от внедрени цифровой индикации, основой которой вл етс предлагаемый преобразователь перемещени в код, на станке 2А622Ф1-1 составл ет 686 руб, на станок.1 The invention relates to converters of electrical quantities into a discrete electrical signal and can be used in digital indication devices of the position of elements of a controlled object. The known transducer is displaced into a code containing a sensor whose output is connected through an amplifier to the first input of a mismatch analyzer, the output of which is connected to the first input of the sign selector, the first output of which is connected to the first input of the first and second counters and the frequency conversion unit speed, the distributor, the first output of which is connected to the second input of the error analyzer, the second output is connected through a filter to the first input of the digital-to-analog converter, and the third output - from a dynamic program telegram, the first output of which is connected to the second input of the sign selector, and the second is connected via the discretion selector to the second inputs of the first and second reversible counters and the frequency conversion unit to the speed code dl. The disadvantage of this converter is the considerable time of the transient process in the measurement of accelerated motion, the considerable time to establish the conversion process at a jump in the measured value, and a decrease in the measurement accuracy during the transition to large measurement discreteness. The closest to the proposed technical entity is a displacement transducer into a code containing a reversible counter, a first multiplying digital-to-digital converter, a series-connected sensor and an amplifier unit, the outputs of which are connected to the first inputs of the first and second multiplying digital-analog converters, the outputs of which are connected to a block the choice of the sign, the output of which is connected through the analyzer to the discrete selection block, the signal distributor connected through a filter to the sensor CI2. The disadvantage of the known converter is that the increase in speed is achieved by reducing the measurement accuracy due to the increase in the discreteness, therefore, the impossibility of measurement with high accuracy imposes significant orpai on the permissible speeds and accelerations of the measured displacements. In addition, for this converter, having a reversible counter or shift register in the discarding channel, the reliability is relatively low, especially in relation to digital display devices in workshop conditions. The aim of the invention is to improve the accuracy and reliability of the converter. The goal is achieved by the fact that two amplitude detectors, an analog adder, a digital adder, a comparator, a pulse conditioner, are introduced into a transducer into a code containing a reversible counter, multiplying a D / A converter, a series-connected sinusoidal voltage generator, sensor and amplifier unit, an EXCLUSIVE OR element, two registers, a clock generator, a decimal counter, a block of permanent memory, a block for input and storage of initial conditions, outputs of an amplifier block, They are not connected to the first and second inputs of the pulse generator and to the amplitude detector inputs, the outputs of which are connected to the inputs of an analog adder, the output of which is connected to the analog input of a multiplying analog-to-digital converter, the output of which is connected to one of the comparator inputs, the other input of which is connected to the output of one of the amplitude detectors, and the output is from one of the inputs of the EXCLUSIVE OR element, the output of which is connected to the control input of the first register, the output of the clock generator is connected to the input of ten of the counter, the output of which is connected via a block of permanent memory with digital inputs of the multiplying digital-analog converter and the first register, the output of which is connected to the first input of a digital adder and digital input of the second register, the output of which is connected to the second sinusoidal voltage generator connected to the sensor and the third input of the pulse former, the first output of which is connected I to the second input of the EXCLUSIVE R1PI element and the first input of the reversible counter, and The second output is with the second input of the reversible counter, the output of which is connected to the third input of the digital adder, the fourth input of which is connected to the first output of the input and storage unit of the initial conditions, the second output of which is connected to the control input of the second register and the third input of the reversible counter. FIG. 1 is a functional diagram of the proposed motion to code converter; in fig. 2 shows timing diagrams of the variation of the envelope signal U-js at the input of the driver and the formation of the voltage LJn and Od at its output; in fig. 3 shows timing charts of the write signal to the register at an angle of rotation of the shaft equal to zero movement speed. The displacement transducer to the code contains a sensor 1, the outputs of which are connected to the inputs of a block of 2 amplifiers, the outputs of which are connected to the inputs of amplitude detectors 3,4, the outputs of which are connected to the inputs of an analog adder 5, the output of which is connected to the analog input of a multiplying analog-to-analog converter 6, comparator output generator 8 sinusoidal voltage connected to the input of the sensor, as well as to the input of the imaging unit 9, the outputs of the block 2 amplifiers are connected to the other two inputs of the first amplifier 9 is connected to the input of the counting direction of the reversible counter 10, as well as to the first input of the UPDATE OR 11 element, the second input of which is connected to the output of the block 7, the second output of the imaging unit 9 is connected to the clock input of the reversible counter 10 The output of the block 11 is connected to the clock input of the first register 12. The output of the clock generator 13 is connected to the input of the decimal counter 14, the output of which is connected to the address inputs of the fixed memory block 15, as well as to the information inputs of the block 12. You are connected to the information inputs of the second block register 16, as well as to the first inputs of the digital adder 17. The output of block 16 is connected to the second inputs of block 17. The output of block 10 is connected to the inputs of block 17,894; the information outputs of block 18 enter and store initial conditions are connected to the fourth inputs of block 17, and clock the output of this block 18 is connected to the clock input of the block 16 and the input of the zero setting of the block 10. The output of the block 17 is the output of the converter. Consider the operation of the converter using an example using circular inductosin as a sensor. Sinusoidal signal from the generator. 8: -sivic L) t is the voltage supplying the sensor 1, from the outputs of which information signals modulated in amplitude according to the sine and cosine laws are removed when moving at an angle in the moving and fixed parts of sensor 1 relative to each other 2 $ - CQ3 (Wt-Si 1l & -2C-Ua Y, -cos a it-cos These signals are transmitted to the inputs of the block 2 amplifiers, from the outputs of which {1) the amplified signals UiS - KiO s Uini-cos 6 are output) t 51I and , Oz K2U2c U3vn-CoSUjl-COS & -, where K-i is the gain of the voltage of block 2. The output signals of block 2 are fed to the inputs of amplitude detectors 3,4, from the outputs of which the voltages UAs-IUj.eiM-e-l are removed. , .. Output voltages of blocks 3,4 are fed to the inputs of analog adder 5, the output of which produces the sum signal U5 - U3w (| Sivie-UlQ75 & n) The output of block 5 is connected to the analog (reference) input of block 6, to digital the inputs of which are received sequentially iterated n function values (. L / 1- (. ISfMoiUICoSoil in the interval of change d, from O to jr with a step where is the electrical error equivalent, x of the positions of the movable part of sensor 1 relative to the fixed P-V. one step of the fixed part of the sensor 1 V- where jto is the step the fixed part of the sensor 1. The multiplying digital-to-analog converter 6 calculates the value of this voltage at i.v will be b The signal from the output of the digital-analog converter 6 is fed to the input of the comparator 7, to the second input the signal O / jg is output from the amplitude detector 3. The output The signal of parampara 7 will be nGo nPH., aey 0. The change of this signal in the interval from O to occurs twice, at - 0- and o-3y-5. The outputs of the generator 8 and block 2 of the amplifiers are fed to the inputs of the driver 9, which generates two signals Vg о qpw -Q-CO, npu d C | -I: where k 0,1,2 ......., a also signal (Jq, the leading edge of which falls on Ug 0 if the movement is left to right and Ug 1 if the movement is in the opposite direction). Thus, the Uq signal can be used to determine the direction of movement during the falling edge of the Ug signal ( Fig. 2). The generator 13 generates rectangular pulses arriving at the input of the counter 14, at the output of which therefore, the lowest bits of the conversion value are enumerated.The output of counter 14 goes to the address input of the fixed memory unit 15, the output of which is connected to the digital inputs of the multiplying digital-analogue converter 6. In unit 15, the values of the function .l + | are written | Logic element EXCLUSIVE OR 1 1 depending on whether the angle is in the range of 0- or -jr, generates a write signal tJ in register 12. at the moment of coinciding bits of the value of the interlace recorded in the counter 14, with the actual value of the displacement n the movable part of the sensor 1 is relatively fixed (FIG. 3). The most significant bits of the number corresponding to the magnitude of the displacement are calculated by the counter 10. The control signals for it are the counting direction signal and the clock from the generator 9, as well as the setting signal O from block 18. Block 18 records and stores the value of the preset of the displacement value UPR and gives the clock pulse of the start of the preset to set in O the counter 10 and write to the register 16 initial mismatch Xo (at the time of the start of the preset). The adder 17 calculates the value; K-Xtlp Ko-Sct-X c i where XciT reads the counter 10, Hz, d is the value recorded at this time in the register 12. When evaluating the accuracy of the conversion of the proposed device compared to the prototype, the operation of the converters is considered under the same conditions, i.e. in relation to the use in a digital display device of a position, e.g. a working member of a cutting machine. In this case, the maximum speed of movement is of primary importance, at which there is no loss of information about the amount of movement in the converter, and the accuracy of determining the new position remains high. In the proposed transducer, the displacement values are digitized from-0 to 0.999 mm and from 0.999 mm to 10 m and more are carried out separately. Digitization of the low-order bits occurs inside the loop of the cyclic sensor, and the high-order bits - by passing through the signal envelope of this sensor. The maximum movement speed at which the transformation is carried out without loss of information according to the invention is equal to MAK OCR, where the maximum permissible mismatch without loss of information (1 mm in the proposed converter), OPD the polling frequency mismatch (10 kHz in the proposed solution). Substituting the numerical values into the dependence for the maximum movement speed at which the proposed 98 transducer works without loss of information, we get SMAKC 10 10000-60 600 / min. The digitization process of the lower bits in the proposed transducer takes place when the working body transitions to the specified position, which is carried out at low speed. The annual economic effect from the introduction of a digital display, which is based on the proposed motion to code converter, on a 2A622F1-1 machine is 686 rubles per machine.
Й тсдаI tsda
У.W.