RU1779923C - Device for measuring motions of object - Google Patents
Device for measuring motions of objectInfo
- Publication number
- RU1779923C RU1779923C SU904790072A SU4790072A RU1779923C RU 1779923 C RU1779923 C RU 1779923C SU 904790072 A SU904790072 A SU 904790072A SU 4790072 A SU4790072 A SU 4790072A RU 1779923 C RU1779923 C RU 1779923C
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- inputs
- signal
- outputs
- output
- raster
- Prior art date
Links
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 title claims abstract description 9
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 2
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 4
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000021615 conjugation Effects 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к измерительной технике. Цель изобретени - повышение точности измерени при малых скорост х перемещени объекта. Растровый преобразователь 1 формирует четыре сигнала, сдвинутые друг относительно друга на 90° На выходе аналогового коммутатора 3, под управлением блока 2 определени квадранта, формируетс сигнал треугольной формы. Аналого-цифровой преобразователь 4 преобразует амплитуду сигнала треугольной формы в позиционный код. Элемент 5 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ совместно с блоком 6 фазового коммутатора формируют измерительные импульсы в зависимости от направлени перемещени объекта. Число измерительных импульсов подсчитываетс блоком 8 подсчета импульсов . 3 ил.The invention relates to a measurement technique. The purpose of the invention is to improve the accuracy of measurements at low speeds of movement of the object. The raster converter 1 generates four signals offset 90 ° from each other At the output of the analog switch 3, under the control of the quadrant determining unit 2, a triangular waveform is generated. An analog-to-digital converter 4 converts the amplitude of a triangular waveform into a positional code. The EXCLUSIVE OR element 5 together with the phase switch unit 6 form measuring pulses depending on the direction of movement of the object. The number of measurement pulses is counted by the pulse counter 8. 3 ill.
Description
1Л1L
СWITH
Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано в системах автоматического управлени технологическими процессами.The invention relates to measuring equipment and can be used in automatic process control systems.
Известно устройство дл измерени перемещени , содержащее растровый преобразователь и интерпол тор.A motion measuring device is known comprising a raster converter and an interpolator.
Недостатком устройства вл етс многократное преобразование информационного сигнала, что снижает точность измерени .A disadvantage of the device is the multiple conversion of the information signal, which reduces the accuracy of the measurement.
Наиболее близким техническим решением к изобретению вл етс устройство дл измерени перемещени , содержащее растровый преобразователь с четырьм выходами , блок определени квадранта сигналов , четыре входа которого подключены к выходам растрового преобразовател , аналоговый коммутатор, информационные и управл ющие входы которого подключены соответственно к выходам растрового преобразовател и блока определени квадранта сигналов, блок подсчета импульсов.The closest technical solution to the invention is a device for measuring displacement, comprising a raster converter with four outputs, a quadrant for determining signals, four inputs of which are connected to the outputs of the raster converter, an analog switch, information and control inputs of which are connected respectively to the outputs of the raster converter and a quadrant detection unit; a pulse counting unit.
Недостатком устройства вл етс недостаточна точность, св занна с погрешност ми преобразовани крутизны промежуточного информационного сигнала пилообразной формы в частоту.A disadvantage of the device is the lack of accuracy associated with errors in converting the slope of the sawtooth intermediate information signal into frequency.
Целью изобретени вл етс повышение точности измерени при малых скорост х перемещени объекта.The aim of the invention is to increase the accuracy of measurements at low speeds of movement of the object.
Указанна цель достигаетс тем, что устройство дл измерени перемещени объекта, содержащее растровый преобразователь с четырьм выходами, блок определени квадранта сигналов, четыре входа которого подключены к выходам растрового преобразовател , аналоговый коммутатор.This goal is achieved in that the device for measuring the movement of the object, comprising a raster converter with four outputs, a quadrant for determining signals, four inputs of which are connected to the outputs of the raster converter, an analog switch.
ч| VJh | Vj
ю оu o
юYu
GJGj
информационные и управл ющие входы которого подключены соответственно к выходам растрового преобразовател и блока определени квадранта сигналов, блок подсчета импульсов, снабжено аналого-цифровым преобразователем, вход которого подключен к выходу аналогового коммутатора , элементом ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с инверсией, сходы которого подключены к двум младшим разр дам аналого-цифрово- го преобразовател , блоком фазового коммутатора , входы которого подключены к второму младшему разр ду аналого-цифрового преобразовател и выходу элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с инверсией, дискретным коммутатором, два информационных и четыре управл ющих входа которого подключены соответственно к пыходзм блока фазового коммутатора и выходам блока определени квадранта сигналов, выходы дискретного коммутатора соединены с двум входами блока подсчета импульсов,the information and control inputs of which are connected respectively to the outputs of the raster converter and the unit for determining the quadrant of signals, the pulse counting unit is equipped with an analog-to-digital converter, the input of which is connected to the output of the analog switch, an EXCLUSIVE OR element with an inversion, the outputs of which are connected to the two lower-order bits analog-to-digital converter, by a phase switch unit, the inputs of which are connected to the second low-order bit of the analog-to-digital converter and the output of This EXCLUSIVE OR with an inversion, a discrete switch, two information and four control inputs of which are connected respectively to the output of the phase switch block and the outputs of the quadrant signal determination unit, the outputs of the discrete switch are connected to two inputs of the pulse counter,
На фиг.1 приведена функциональна схема устройства; на фиг.2 - временные диаграммы входных и выходных сигналов блока определени квадранта сигналов и выходного сигнала аналогового коммутатора; на фиг.З - временные диаграммы выходных сигналов элементов устройства, обеспечивающих Формирование и счет импульсов преобразованных сигналов.Figure 1 shows the functional diagram of the device; Figure 2 is a timing chart of the input and output signals of the quadrant for determining the signals and the output signal of an analog switch; in Fig.3 is a timing chart of the output signals of the elements of the device, providing the Formation and counting pulses of the converted signals.
Устройство содержит растровый преобразователь 1 с четырьм выходами, блок 2 определени квадранта сигналов, четыре входа которого подключены к выходам растрового преобразовател 1, аналоговый коммутатор 3, информационные и управл ющие входы которого подключены соответственно к выходам растрового преобразовател The device contains a raster converter 1 with four outputs, a quadrant for determining the quadrant of signals, four inputs of which are connected to the outputs of the raster converter 1, an analog switch 3, information and control inputs of which are connected respectively to the outputs of the raster converter
1и блока 2 определени квадранта сигналов , аналого-цифровой преобразователь 4 (АЦП), вход которого подключен к выходу аналогового коммутатора 3, элемент 5 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с инверсией, входы которого подключены к двум младшим разр дам АЦП 4, блок 6 фазового коммутатора , входы которого подключены к второму младшему разр ду АЦП 4 и выходу элемента 5 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с инверсией, дискретный коммутатор 7, два информационных и четыре управл ющих охода которого подключены соответственно к выходам блока 6 фазового коммутатора и выходам блока1 and block 2 of determining the quadrant of signals, analog-to-digital converter 4 (ADC), the input of which is connected to the output of analog switch 3, element 5 EXCLUSIVE OR with inversion, the inputs of which are connected to the two lower-order bits of ADC 4, block 6 of the phase switch, whose inputs connected to the second low-order bit of ADC 4 and the output of element 5 EXCLUSIVE OR with inversion, discrete switch 7, two information and four control bypasses of which are connected respectively to the outputs of block 6 of the phase switch and the outputs of the block
2определени квадранта сигналов, и блок 8 подсчета импульсов, два входа которого подключены к выходам дискретного комму/атора 7.2 determine the quadrant of the signals, and a pulse counting unit 8, the two inputs of which are connected to the outputs of the discrete commu- tor / 7.
Функциональна схема возможного варианта реализации растрового преобразовател 1 (см.фиг 1) содержит модул тор 9,The functional diagram of a possible implementation of the raster converter 1 (see Fig. 1) contains a modulator 9,
который выполнен в виде оптически св занных источника света, измерительного растра, механически св занного с перемещаемым объектом и снабженного шкалойwhich is made in the form of an optically coupled light source, a measuring raster mechanically connected with a moving object and equipped with a scale
с посто нным шагом штрихов, и неподвижного растра, имеющего четыре участка штрихов, смещенных на четверть шага измерительного растра, четыре фотоприемника 10-13, которые установлены заwith a constant step of strokes, and a stationary raster having four sections of strokes offset by a quarter of the step of the measuring raster, four photodetectors 10-13, which are installed behind
растровым сопр жением таким образом, что на каждый из них поступает световой поток, сдвинутый по пространственной фазе на п /2 относительно предыдущего фотоприемника , и включены попарно через одинraster conjugation so that each of them receives a luminous flux shifted in spatial phase by n / 2 relative to the previous photodetector, and turned on in pairs through one
по балансной схеме, два усилител 14 и 15 фототоков и два инвертора 16 и 17, входы которых подключены к выходам усилителейaccording to the balanced circuit, two amplifiers 14 and 15 photocurrents and two inverters 16 and 17, the inputs of which are connected to the outputs of the amplifiers
14и 15 фототоков. Выходы усилителей 14 и14 and 15 photocurrents. Amplifier outputs 14 and
15фототоков и выходы инверторов 16 и 17 вл ютс выходами растрового преобразовател 1.The 15 photocurrents and outputs of the inverters 16 and 17 are outputs of the raster converter 1.
Функциональна схема возможного варианта реализации блока 2 определени квадранта сигналов (фиг. 1) содержит четыреThe functional diagram of a possible implementation of block 2 determining the quadrant of signals (Fig. 1) contains four
компаратора 18-21 и четыре логических элемента 22-25 И, каждый из которых имеет два входа. Входами блока 2 определени квадранта сигналов вл ютс соединенные между собой:comparator 18-21 and four logical elements 22-25 And, each of which has two inputs. The inputs of the quadrant signal determination unit 2 are interconnected:
измерительный и опорный входы компараторов 18 и 21;measuring and reference inputs of comparators 18 and 21;
опорные входы компараторов 18 и 19; измерительный и опорный входы компараторов 19 и 20;reference inputs of the comparators 18 and 19; measuring and reference inputs of comparators 19 and 20;
измерительные входы компараторов 20 и21.measuring inputs of comparators 20 and 21.
Компараторы 18-21 подключены к входам логических элементов 22-25 И следующим образом:Comparators 18-21 are connected to the inputs of logic elements 22-25 And as follows:
выход компаратора 18 соединен с первыми входами элементов 22 и 25 И;the output of the comparator 18 is connected to the first inputs of the elements 22 and 25 And;
выход компаратора 19 соединен с первым входом элемента 23 И и вторым входом элемента 22 И;the output of the comparator 19 is connected to the first input of the And element 23 and the second input of the And element 22;
выход компаратора 20 соединен с вторыми входами элементов 23 и 24 И;the output of the comparator 20 is connected to the second inputs of the elements 23 and 24 And;
выход компаратора 21 соединен с первым входом элемента 24 И и вторым входом элемента 25 Vl,the output of the comparator 21 is connected to the first input of the element And And the second input of the element 25 Vl,
Выходы логических элементов 22-25 ИOutputs of logic elements 22-25 AND
вл ютс выходами блока 2 определени квадранта сигналов.are outputs of the quadrant signal determination unit 2.
Возможный вариант реализации блока 6 фазового коммутатора (фиг.1) содержитA possible implementation of the block 6 phase switch (figure 1) contains
два инвертора 26 и 27, входы которых вл ютс входами блока 6 фазового коммутатора , первый дифференцирующий элемент 28, вход которого подключен к входу инвертора 26, второй дифференцирующий элемент 29,two inverters 26 and 27, the inputs of which are the inputs of the block 6 of the phase switch, the first differentiating element 28, the input of which is connected to the input of the inverter 26, the second differentiating element 29,
вход которого подключен к выходу инвертоpa 26, и два логических элемента 30, 31 2И-2И-ИЛИ. Входы первой схемы 2И элемента 30 подключены к выходам дифференцирующего элемента 28 и инвертора 27, а входы второй схемы 2И соединены с выходом дифференцирующего элемента 29 и входом инвертора 27. Входы первой схемы 2И второго элемента 31 подключены к входу инвертора 27 и выходу дифференцирующего элемента 28, а входы второй схемы 2И, св заны с выходами инрертора 27 и дифференцирующего элемента 29. Выходами блока 6 фазового коммутатора вл ютс выходы элементов 30 и 31 2И-2И-ИЛИ.the input of which is connected to the output of the inverter 26, and two logic elements 30, 31 2I-2I-OR. The inputs of the first circuit 2I of the element 30 are connected to the outputs of the differentiating element 28 and the inverter 27, and the inputs of the second circuit 2I are connected to the output of the differentiating element 29 and the input of the inverter 27. The inputs of the first circuit 2I of the second element 31 are connected to the input of the inverter 27 and the output of the differentiating element 28, and the inputs of the second circuit 2I are connected to the outputs of the inverter 27 and the differentiating element 29. The outputs of the phase switch unit 6 are the outputs of the 2I-2I-OR elements 30 and 31.
Возможный вариант реализации дискретного коммутатора 7 (фиг. 1) содержит два элемента 32 и 33 ИЛИ с двум входами каждый, входы которых вл ютс управл ющими входами дискретного коммутатора 7, и два логических элемента 34 и 35 2И-2И- ИЛИ. Первые входы первых схем 2И элементов 34 и 35 подключены к выходу логического элемента 32 ИЛИ, а первые входы вторых схем 2И элементов 34 и 35 - к выходу логического элемента 33 ИЛИ. Второй вход первой схемы 2И элемента 34 и второй вход второй схемы 2И элемента 35 соединены между собой и вл ютс первым информационным входом дискретного коммутатора 7, второй информационный вход которого образован соединенными друг с другом вторым входом второй схемы 2И элемента 34 и вторым входом первой схемы 2И элемента 35.A possible implementation of the discrete switch 7 (Fig. 1) contains two elements 32 and 33 OR with two inputs each, the inputs of which are the control inputs of the discrete switch 7, and two logic elements 34 and 35 2I-2 AND-OR. The first inputs of the first circuits 2I elements 34 and 35 are connected to the output of the logical element 32 OR, and the first inputs of the second circuits 2I elements 34 and 35 are connected to the output of the logical element 33 OR. The second input of the first circuit 2I of the element 34 and the second input of the second circuit 2I of the element 35 are interconnected and are the first information input of the discrete switch 7, the second information input of which is formed by being connected to each other by the second input of the second circuit 2I of the element 34 and the second input of the first circuit 2I item 35.
Устройство работает следующим образом .The device operates as follows.
При перемещении измерительного растра модул тора 9 происходит периодическое изменение фототока в фотоприемниках 10-13 из-за модул ции светового потока сопр жением измерительного и индикаторного растров, причем на каждый фо- топриемник 10-13 поступает световой поток, сдвинутый по пространственной фазе на /2 относительно предыдущего фотоприемника . Учитыва , что фотоприемники 10, 12 и 11, 13 включены по балансной схеме , на входы усилителей 14 и 15 фототоков поступают два квадратурных измерительных сигнала без посто нной составл ющей. При перемещении измерительного растра в одном направлении изменение сигнала на входе усилител 14 фототока отстает по фазе на четверть периода от изменени второго квадратурного сигнала, создаваемого парой фотоприемников 11 и 13, а при перемещении измерительного растра в противоположном направлении второй квадратурный сигнал отстает от первого на ту же етверть периода. Поэтому знак фазового сдвига между квадратурными сигналами характеризует направление измер емого перемещени . Основные квадратурные сигналы и их инверсии, полученные на вы- 5 ходе инвертором 16 и 17, преобразуютс компараторами 18-21 блока 2 определени квадранта сигналов в пр моугольные импульсы , при этом период следовани импульсов соответствует перемещениюWhen the measuring raster of the modulator 9 is moved, the photocurrent in the photodetectors 10-13 periodically changes due to the modulation of the light flux by the conjugation of the measuring and indicator rasters, and each photodetector 10-13 receives a light flux shifted by the spatial phase by / 2 relative to the previous photodetector. Taking into account that the photodetectors 10, 12 and 11, 13 are connected in a balanced circuit, two quadrature measuring signals without a constant component are fed to the inputs of the amplifiers 14 and 15 of the photocurrents. When the measuring raster is moved in one direction, the change in the signal at the input of the photocurrent amplifier 14 lags in phase by a quarter of the period from the change in the second quadrature signal generated by the pair of photodetectors 11 and 13, and when the measuring raster is moved in the opposite direction, the second quadrature signal lags the first by the same quarter of the period. Therefore, the sign of the phase shift between the quadrature signals characterizes the direction of the measured movement. The main quadrature signals and their inversions, obtained at the output 5 by the inverter 16 and 17, are converted by comparators 18-21 of the unit 2 for determining the quadrant of signals into rectangular pulses, while the pulse repetition period corresponds to the displacement
0 измерительного растра на один шаг. Сформированные компараторами 18-21 пр моугольные импульсы подаютс на логические элементы 22-25 И, на выходе которых формируютс выходные сигналы блока 2 опре5 делени квадранта сигналов. При одинаковых амплитудах измерительных сигналов растрового преобразовател 1 длительность каждого выходного сигнала блока 2 определени квадранта сигналов0 measurement raster one step. The rectangular pulses generated by the comparators 18-21 are supplied to the logic elements 22-25 AND, at the output of which the output signals of the signal quadrant determination unit 2 are generated. With the same amplitudes of the measuring signals of the raster converter 1, the duration of each output signal of the block 2 of determining the quadrant of signals
0 равна четверти периода измерительного сигнала, при этом импульс на выходе элемента 22 И присутствует при изменении фазы основного синусоидального сигнала растрового преобразовател 1 в пределах0 is equal to a quarter of the period of the measuring signal, while the pulse at the output of element 22 And is present when the phase of the main sinusoidal signal of the raster transducer 1 changes within
5 -45 - +45°. на выходе элемента 23 И - в5 -45 - + 45 °. at the output of element 23 AND - in
пределах 45-135°, на выходе элемента 24 Иlimits 45-135 °, at the output of the element 24 AND
- в пределах 135-225°-и на выходе элемента- within 135-225 ° and at the outlet of the element
25 И - в пределах 225-315° соответственно.25 And - in the range of 225-315 °, respectively.
Сформированные блоком 2 определе0 ни квадранта сигналов управл ющие сигналы поступают на управл ющие входы аналогового коммутатора 3, на соответствующие информационные входы которого подаютс измерительные сигналы растро5 вого преобразовател 1. На выходе аналогового коммутатора 3 формируетс линейно-треугольный сигнал, представл ющий собой линейные участки сигналов растрового преобразовател 1, при этом.The control signals generated by block 2 of the signal quadrant are fed to the control inputs of the analog switch 3, to the corresponding information inputs of which the measuring signals of the raster converter 1 are fed. At the output of the analog switch 3, a linear-triangular signal is formed, which represents linear sections of the signals of the raster converter 1, in this case.
0 длина участков соответствует четверти периода измерительных сигналов, а середины участков совпадают с нулевыми значени ми измерительных сигналов. Временные диаграммы, по сн ющие ра5 боту блока 2 определени квадранта сигналов и аналогового коммутатора 3. представлены на фиг.2. Сформированный периодический линейно-треугольный сигнал имеет удвоенную частоту по сравнению0 the length of the sections corresponds to a quarter of the period of the measuring signals, and the midpoints of the sections coincide with the zero values of the measuring signals. Timing diagrams illustrating the operation of the unit 2 for determining the quadrant of signals and analog switch 3. are shown in Fig. 2. The generated periodic linear-triangular signal has a double frequency in comparison
0 с частотой сигналов растрового преобразовател 1, а его фаза совпадает с фазой основного синусоидального сигнала растрового преобразовател 1.0 with the frequency of the signals of the raster converter 1, and its phase coincides with the phase of the main sinusoidal signal of the raster converter 1.
Сформированный линейно-треуголь5 ный сигнал поступает на вход АЦП 4. В результате преобразовани текущее значение входного сигнала воспроизводитс на выходе АЦП 4 в виде числа, представленного параллельным двоичным кодом, при этом частота переключени младшего разр даThe generated linear triangular signal is fed to the input of the ADC 4. As a result of the conversion, the current value of the input signal is reproduced at the output of the ADC 4 as a number represented by a parallel binary code, with the low-frequency switching frequency
АЦП 4 пропорциональна скорости изменени линейно-треугольного сигнала.ADC 4 is proportional to the rate of change of the linear-triangular signal.
Реверсивный счет импульсов, соответствующих частоте изменени состо ни младшего разр да, производитс блоком 8 подсчета импульсов с учетом характера изменени (возрастани или убывани ) линейно-треугольного сигнала на входе АЦП 4 и номера квадранта измерительных сигналов растрового преобразовател 1.Reverse counting of pulses corresponding to the frequency of the least significant state change is performed by the pulse counting unit 8 taking into account the nature of the change (increase or decrease) of the linear-triangular signal at the ADC input 4 and the quadrant number of the measuring signals of the raster converter 1.
Определение знака приращени линейно-треугольного сигнала производитс за счет формировани опорного сигнала, фаза которого остаетс посто нной при изменении фазы линейно-треугольного сигнала. Дл получени опорного сигнала на вход элемента 5 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с инверсией подаютс сигналы с двух младших разр дов АЦП 4 и на его выходе формируетс опорный сигнал, сдвинутый на четверть периода относительного сигнала с второго младшего разр да АЦП 4.The sign of the increment of the linear-triangular signal is determined by forming a reference signal whose phase remains constant when the phase of the linear-triangular signal changes. In order to obtain a reference signal, the input of the EXCLUSIVE OR element 5 inverts signals from the two least significant bits of the ADC 4, and a reference signal is generated at its output, shifted by a quarter of the period of the relative signal from the second least significant bit of the ADC 4.
Сформированный опорный сигнал и сигнал с второго младшего разр да АЦП 4 поступают на входы фазового коммутатора. Эти сигналы и их инверсии, полученные на выходе инверторов 26 и 27, образуют четыре пр моугольных напр жени , сдвинутые по фазе относительно друг друга на четверть периода. Сигнал с выхода второго младшего разр да АЦП 4 и его инверси подаютс на вход дифференцирующих элементов 28 и 29 соответственно. Продифференцированные импульсы с выхода элементов 28 и 29 поступают на соответствующие входы схем 2И элементов 30 и 31 2И-2И-ИЛИ. На вторые входы схем 2И элементов 30 и 31 подаютс опорный сигнал и его инверси . Дл показанной на фиг.1 схемы коммутации входов схем 2И элементов 30 и 31 счетные импульсы, период следовани которых равен периоду переключени младшего разр да АЦП 4, вырабатываютс на выходе элемента 30 при возрастании линейно-треугольного напр жени на входе АЦП 4. При убывании этого напр жени счетные импульсы по вл ютс на выходе элемента 31. Таким образом, при перемещении измерительного растра модул тора 9 в одном направлении на выходах логических элементов 30 и 31 поочередно формируютс счетные импульсы, присутствующие на каждом из выходов в течение времени перемещени измерительного растра на четверть шага растра. При изменении направлени перемещени фаза линейно-треугольного сигнала измен етс на 180°, и очередность по влени счетных импульсов на выходах элементов 30 и 31 мен етс на противоположную.The generated reference signal and the signal from the second least significant bit of the ADC 4 are supplied to the inputs of the phase switch. These signals and their inversions, obtained at the output of inverters 26 and 27, form four rectangular voltages, phase shifted in phase relative to each other by a quarter of the period. The signal from the output of the second least significant bit of the ADC 4 and its inverse are supplied to the input of the differentiating elements 28 and 29, respectively. Differentiated pulses from the output of the elements 28 and 29 are fed to the corresponding inputs of the circuits 2I elements 30 and 31 2I-2I-OR. The reference signal and its inverse are supplied to the second inputs of circuits 2I of elements 30 and 31. For the switching circuit of the inputs of circuits 2I of the elements 30 and 31 shown in Fig. 1, counting pulses, the repetition period of which is equal to the switching period of the least significant bit of the ADC 4, are generated at the output of the element 30 with an increase in the linear-triangular voltage at the input of the ADC 4. If this decreases Voltage counting pulses appear at the output of element 31. Thus, when the measuring raster of the modulator 9 moves in one direction, the outputs of the logic elements 30 and 31 alternately generate counting pulses present on each of moves during the time the measuring raster moves by a quarter of the raster pitch. When the direction of movement changes, the phase of the linear-triangular signal changes by 180 °, and the sequence of occurrence of the counting pulses at the outputs of the elements 30 and 31 is reversed.
Дл подачи счетных импульсов на соответствующий вход блока 8 подсчета импульсов при движении измерительного растра в одном направлении выходы фазового коммутатора подключены к дискретному коммутатору 7, осуществл ющему синхронно со сменой знака скорости изменени линейно-треугольного напр жени переключение выходов фазового коммутатора наIn order to supply counting pulses to the corresponding input of the pulse counting unit 8 when the measuring raster moves in one direction, the outputs of the phase switch are connected to a discrete switch 7, which simultaneously synchronizes with changing the sign of the rate of change of the linear-triangular voltage to the outputs of the phase switch to
0 вход блока 8 подсчета импульсов. Управление работой дискретного коммутатора 7 осуществл етс блоком 2 определени квадранта сигналов. Сигналы, соответству- кщие нечетным и четным номерам квадран5 тов сигналов, поступают соответственно на входы схем 32 и 33 ИЛ И дискретного коммутатора 7, выходные сигналы с которых поступают на соответствующие входы схем 2И логических элементов 34 и 35 2И-2И-ИЛИ.0 input block 8 counting pulses. The operation of the discrete switch 7 is controlled by the signal quadrant determination unit 2. The signals corresponding to the odd and even numbers of quadrants of the signals are respectively supplied to the inputs of the circuits 32 and 33 of the AND AND of the discrete switch 7, the output signals from which are fed to the corresponding inputs of the circuits 2I of the logic elements 34 and 35 2I-2I-OR.
0 Счетные импульсы с выходов фазового коммутатора поступают на соответствующие вторые входы схем 2И элементов 34 и 35. Дл показанной на фиг.1 коммутации входов схем 2И элементов 34 и 35 счетные им5 пульсы по вл ютс на выходе логического элемента 34 и подаютс на вход + блока 8 подсчета импульсов, если измерительный растр модул тора 9 движетс в пр мом направлении . При движении в обратном на0 правлении счетные импульсы по вл ютс на выходе логического элемента 35 и подаютс на вход - блока 8 подсчета импуль- соо.0 Counting pulses from the outputs of the phase switch are supplied to the corresponding second inputs of circuits 2I of elements 34 and 35. For the switching of inputs of circuits 2I of elements 34 and 35 shown in Fig. 1, counting pulses 5 appear at the output of logic element 34 and are supplied to the input + block 8 of the pulse counting if the measurement raster of the modulator 9 is moving in the forward direction. When moving in the opposite direction, counting pulses appear at the output of the logic element 35 and are fed to the input of the pulse counting unit 8.
Временные диаграммы, по сн ющиеTiming diagrams illustrating
5 работу элементов устройства, которые формируют счетные импульсы и обеспечивают их реверсивный счет блоком 8 подсчета импульсов , представлены на фиг.З.5, the operation of the elements of the device that form the counting pulses and provide their reverse count by the pulse counting unit 8 is shown in FIG.
При перемещении измерительного рас0 тра на один шаг на блок 8 подсчета импульсов поступают 4 п счетных импульсов (где п - число квантов, равных массе младшего разр да АЦП, соответствующих диапазону изменени линейно-треугольного сигнала).When the measuring probe is moved one step to the pulse counting unit 8, 4 n counting pulses are received (where n is the number of quanta equal to the mass of the least significant bit of the ADC corresponding to the range of the linear-triangular signal).
5 Таким образом, предлагаемое устройство обладает разрешающей способностью, равной 1/4 п шага растра.5 Thus, the proposed device has a resolution equal to 1/4 p step of the raster.
Предложенное техническое решение позвол ет создать измеритель перемеще0 ии с высокой точностью измерени при сравнительно простой технической реализации , а также использовать растры модул тора с большим шагом (до 100 мкм и более) и обеспечить простой подбор параметровThe proposed technical solution allows creating a displacement meter with high accuracy of measurement with a relatively simple technical implementation, as well as using rasters of a modulator with a large pitch (up to 100 μm or more) and providing a simple selection of parameters
5 сопр жени дл получени в заданном диапазоне перемещени линейной формы измерительных сигналов.5 mates to provide linear waveforms of the measurement signals.
Предложенна техническа реализаци позвол ет создать на одном базовом образце унифицированный р д устройств дл измерени перемещени с различным коэффициентом интерпол ции за счет переключени выходов АЦП.The proposed technical implementation makes it possible to create a unified series of devices for measuring displacement with different interpolation coefficients on one basic sample by switching the outputs of the ADC.
Кроме того, благодар высокой разрешающей способности предложенное уст- ройство может быть использовано как преобразователь в цифровом тахогенерато- ре.In addition, due to its high resolution, the proposed device can be used as a converter in a digital tachogenerator.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU904790072A RU1779923C (en) | 1990-02-12 | 1990-02-12 | Device for measuring motions of object |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU904790072A RU1779923C (en) | 1990-02-12 | 1990-02-12 | Device for measuring motions of object |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU1779923C true RU1779923C (en) | 1992-12-07 |
Family
ID=21495509
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU904790072A RU1779923C (en) | 1990-02-12 | 1990-02-12 | Device for measuring motions of object |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU1779923C (en) |
-
1990
- 1990-02-12 RU SU904790072A patent/RU1779923C/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Д.Вульвет. Датчики в цифровых системах, М., Энергоиздат, 1981, с.50, рис.2.21. Авторское свидетельство СССР № 864131. кл. G 01 Р 3/46, 1978 (прототип). * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4841225A (en) | Capacitive sensor for measuring a displacement | |
| US4587485A (en) | Evaluation arrangement for a digital incremental transmitter | |
| KR960011533B1 (en) | Method and apparatus for accurate digital determination of time or phase position of input signal | |
| US4782329A (en) | Displacement detector for an encoder | |
| RU2020752C1 (en) | Shaft angle-of-turn-to-code converter | |
| RU1779923C (en) | Device for measuring motions of object | |
| JPH0725622Y2 (en) | Evaluation device for digital incremental encoder | |
| SU919076A1 (en) | Analogue-digital converter with automatic calibration | |
| SU619941A1 (en) | Shaft turn angle-to-code converter | |
| SU1149294A1 (en) | Displacement encoder | |
| US4438393A (en) | Phase-metering device | |
| RU2107390C1 (en) | Method for measuring shaft rotation angle | |
| US3678399A (en) | Method of and apparatus for electronically obtaining the argument of a complex function | |
| RU2017156C1 (en) | Method for measuring speed of shaft rotation and device for implementation of said method | |
| SU1675782A1 (en) | Correlation speedometer | |
| JP2638456B2 (en) | Optical absolute scale | |
| SU631964A1 (en) | Shaft angular position -to-code converter | |
| SU540277A1 (en) | Analog-to-digital converter | |
| SU1223367A1 (en) | Device for converting signals of photoelectric transfer sensor to number | |
| SU1693372A1 (en) | Photoelectric displacement converter | |
| US5051692A (en) | Processing apparatus for measuring the speed of a rotating body | |
| SU1226342A1 (en) | Digital meter of phase difference | |
| SU1564726A1 (en) | Displacement-to-code converter | |
| SU1005132A1 (en) | Displacement-to-code converter | |
| RU1797161C (en) | Converter from shaft rotation angle to code |