Преобразователь перемещения в код

 

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В КОД, содержащий датчик перемещения , элемент ИЛИ, двойчно-деся тичный счетчик, первый блок управляемых ключей и преобразователь ко- , да, отличающийся тем. что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены второй блок управляемых ключей, формирователь импульсов, блок шифраторов , элемент задержки, выходы двоично-десятичного счетчика подключены к входам формирователя импульсов , выходы которого соединены с соответствующими входаьт блока шифраторов,- выходы которого соединены с соответствующими входами первого и второго блоков управляемых ключей, выход первого из которых подключен к преобразователю кода , а выход второго блока управля емых ключей соединен через элемент задержки с первым входом элемента S ИЛИ, выход, которого соединен со . счетным входом младшей декады двоично-десятичного счетчика, второй вход элемента ИЛИ соединен с выходом датчика перемещения

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ . РЕСПУБЛИН

1,:. ч

3(51) G 08 С 9 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИЙ (21) 3426582/18-24 (22) 19;04.82 (46) 23.09.83. Бюл. Р 35 (72) В.A. Китаев и P.Ï.Èèõàéëoâ (71) Опытное производственнц-техническое предприятие "уралчерметавто-.. матика"

t (53) 681.325 (088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР9 220097, кл; 0 08 С 9/00, 1966

2. Авторское свидетельство СССР

Р 721842, кл. G 08 С 9/00, 1970.

3. Авторское свидетельство СССР

Р 568959, кл. С 08 С 9/00, 1975 (прототип) .(54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В КОД, содержащий датчик перемещения, элемент ИЛИ, двоично-деся;тичный счетчик, первйй блок управляемых ключей и преобразователь ко-, :да, отличающийся тем, „„SU„„1043701 А что, с целью расширения функциональных возможностей, .в него введе— ны второй блок управляемых ключей, формирователь импульсов, блок шифраторов, элемент задержки, выходы двоично-десятичного счетчика подключены к входам формирователя импульсов, выходы которого соединены с соответствующими входами блока шифраторов, выходы которого соеди.нены с соответствующими входамй первого и второго блоков управляемых ключей, выход первого из которых подключен к преобразователю кода, а выход второго блока управля емых ключей соединен через элемент задержки с первым входом элемента

ИЛИ, выход. которого соединен со счетным входом младшей декады двоично-десятичного счетчика, второй вход элемента ИЛИ соединен с выходом датчика перемещения.

1043701

Целью изобретения является pac"" .ширение функциональных возможностей преобразователя за счет обеспечения возможности оперативного задания г эталонных и измеряемых величин пре5 .образователя..

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь перемещения в код, содержащий датчик перемещения, элемент ИЛИ, двоично-де10. сятичный счетчик, первый блок управляемых ключей и преобразователь кода, введены .второй блок управляемых ключей, формирователь импульсов, блок шифраторов, элемент задерж ки, выходы двоично-десятичного счетчика подключены к входам формирователя импульсов, выходы которого соединены с соответствующими входами . блока шифраторов, выходы которого соединены с соответствующими входами ,первого и второго блоков управляемых ключей, выход первого из которых подключен к преобразователю кода, а выход второго блока .управляемых ключей соединен через. элемент

25 задержки с первым входом элемента ..

ИЛИ, выход которого. соединен со счетным входом младшей декады двоично-десятичного счетчика, второй вход элемента ИЛИ соединен с выхо30 дом датчика перемещения. .На фиг. 1 представлена блок-.схе ма преобразователя перемещения в.

40

45 ход которого соединен с входом двоично-десятичного счетчика 3, разрядные выходы которого подключены к.

50 соответствующим входам Формирователя, 4 импульсов, соединенного выходами с входами блока 5 шифраторов, выходы которых подключены ic соответствующим входам блоков б и 7 управляемых клю5 чей, выход блока 7 управляемых ключей через элемент 8 задержки соединен с другим входом элемента ИЛИ 2, выход блока б управляемых ключей подключен к счетному входу преобра-. зователь 9 кода, выход которого явся выходом, Двоично-десятичный счетчик Э содержит последовательно соединенные двоично-десятичные декады 10 (счетчики). На фиг. 1 изображены две. де5 кады 10.1 и 10.2, на практике колие

Наи более близ ким техническим решением к предлагаемому. является преобразователь перемещения в код, содержащий датчик перемещения, двоично-десятичный счетчик, генератор импульсов, блок управляемых ключей, . блок обработки информации, элементы:. памяти, элементы ИЛИ 3.).

Недостатком преобразователя являются его ограниченные функциональные возможности. 6

Изобретение относится к измерительной, технике и может быть использовано для измерения величины углового или линейного перемещения движущихся объектов, например, для .определения текущей координаты из- . делия или его составных. частей.

Известен. преобразователь перемещения в код, содержащий датчик- перемещения, счетно-вычислительный блок, преобразователь масштаба, в состав которого входят .пересчетная схема, блок управляемых ключей и распределитель f1 1.

Определение кода перемещения производится в счетно-вычислительном блоке по сигналам датчика путем .последовательной записи с .помощью распределителя в каждый двоичный разряд пересчетного устройства его значения, задаваемого в блоке управляемыХ ключей в двоичном коде;

Однако из-за наличия большого ко« личества ячеек задержки распредели. теля известное устройства обладает низким быстродействием, что ограничивает область его применения. Кроме того, при ручном управлении преобразованием масштаба в известном устройстве из-за большого количе. ства органов управления не обеспечивается оперативность управления, а ограничение задания коэффициента преобразования масштаба только значениями двоичной дроби, меньше учитываемой единицы, также ограничивает применение данного устройства.

Известно устройство для Измерения перемещения, .содержащее датчик перемещения, датчик направления перемещения, генератор импульсов, блок коммутации, блок управляемых ключей, преобразователь кода, двоично-деся-. тичный счетчик, триггеры памяти, элементы И н ИЛИ (2 ).

Быстродействие этого устройства достаточно высоко (все преобразование осуществляется за 3 такта ), однако громоздкость управления преобразованием масштаба в двоичном коде, а также задание коэффициента преобразования только значениями двоичной дроби, всегда меньше учитываемой в счетно-вычислительном .блоке единицы длины, ограничивает его применение. код; на фиг. 2. — пример выполнения формирователя и шифратора; на фиГ.: 3 - пример выполнения блока управляемых ключей.

Преобразователь. перемещения s код (фиг. 1 ) содержит датчик 1 перемещения, элемент ИЛИ 2,. двоично-десятичный .счетчик 3, формирователь 4 импульсов, блок 5 шифраторов, первый б и второй 7 блоки управляемых ключей, элемент 8 задержки, преобразователь 9 кода..

Датчик 1. перемещения подключен к одному из входов элемента ИЛИ 2, вы1043701

3 г 4 чество декад счетчика 3 выбирается на первом выходе дешифратора 14 исходя из требований, предъявляемых сформируется выходной сигнал. С при4 к устройству., ходом второго импульса на вход декаФормирователь 4 импульсов включа- . ды 10.1 (фиг. 1). на входах формиро-. ет в себя собственно формировате- . вателя 11.1 станет код 0010. При лй 11.1 и 11.2 (по количеству декад 5 этом коде в дешифраторе 14 будет счетчика 3) импульсов. Каждый из, подготовлен второй выход от перехода формирователей 11.1 и 11,2 конст- . сигнала в разряде .2 из "1" в "О" руктивно может быть выполнен по схе- сработает одновибратор 3.2.2, импульс ме, изображенной на фиг, 2, т.е., которого через элемент ИЛИ, 13 пройсодержит одновибраторы 12.1 и 12 ° 2, . )p дет на вход С дешифратора 14 и обеэлемент ИЛИ 13, стробированный дешйф спечит формирование короткого выход-.. ратор 14 двоично-десятичного кода в ного импульса на второй выходе депозиционный. Входы одновибраторов шифратора 14. При последующих изме-. 12. 1 и 12. 2 (прямой и инверсный co- „ :нениях входного кода формирователь ответственно) объединены с первым 5 1 1.1 импульсов будет формировать по.кодовым входом дешифратора 14 и яв- :. очередно на своих выходах короткие ляются первым разрядным входом с . сигналы. . выхода декады с весом 2 . Остальные. Входные шины элементов.ИЛИ 16 декадные выходы с весами. 2", 2 2 и 2-З : сгруппированы и подключены к выходам соединены с соответствующими. входами .соответствующих формирователей 11 дешифратора 14. Треугольниками на,Ю. таким образом, что при полном пересвходных (выходных )шинах обозначен: .чете импульсов в соответствующей деимпульсный характер поступающих . каде 10 на выходы элементов ИЛИ 16 (выхоцящих) сигналов. . пройдут 8,.4, 2 и 1 импульс соответ. Блок 5 шифраторов включает в се- . ственно, из которых в блоках 6 и 7

;бя шифраторы 15.1 и 15.2 (по коли- . 25 будут сгруппированы числа от О до 9. честву. декад в пересчетной схеме 3», без потери информации из-за совпаде-. конструкция которых идентична (фиг,2).:, ния импульсов в объединяемых группах,, Шифратор 15.1 содержит элементы HJIH . а именно яа вход дешифратора 15..1

16..1 - 16.4, число входов которых - . (фиг..2) пройдут такты (условно): соответственно равно 8,4,2и 1.;циф- З0 по шине А-Т1,Т2,ТЗуТ4,Т6,Т7, 38,Т9 рами 17-.25 обозначены входы шифрато- ."цо шине 6.-Т1,ТЗ,Т7,Т9; по шине 8 -Т2, ра 15..1. Тб", по шине Г-T5..

Блоки 6 и. 7 управляемых ключей :; ° Ha вхож регистров-26.1 и 26.2 могут быть построены по схеме (фиг.З} пост.„пают коды значений A (в блоке 6)

H содержат регистры 26.1 и 26.2: 35 и Ns в дополнительном коде (в блоразрядов 10 и 10 " соответственно и, ° ке 7). Дополнительный код значения Й. элемент И-ИЛИ 27. .,может быть получен в .накопителе этоПреобразователь перемещения в . го параметра (не показан) путем вы-. ,.код работает следующим образом. . .. читания входнйх импульсов N параметра из .полной емкости Я счетчика Формирователи 11.1 и. 11.2 выра-.. 4P этого накопителя. При,необходимости . батывают на своих выходах поочередно .дополнительный код параметра Й мо.короткие импульсы (длИтельность оп- . жет быть получен в блоке 7 тем,же ределяется длительностью импульсов . способом. Для .этого регистры 26 ° 1 одновибраторов. 12;1 и 12..2 ) при .из-. -., и 26. 2, например, типа:К155ИЕ7,. . менении кода. на их входах, а именно - 45 должны быть заменены счетчиками репри каждом переходе сигнала в первом . версивными, например, типа К155ИЕ6, . двоичном разряде 2 предположим, что соединенными последовательно (для. на входы формирователя 11.1 (фиг.2!) ; организации операции счета в двоич- . поступает код ОООО. В статическом . но-десятичном:коде). B,áëîêàõ 6- и 7

;состоянии одновибраторы 12.1 и 12 ° 2 : 5() управляемых ключей производится ие вырабатывают сигналов а на стро-,, преобразование (масштабирование) по-. бирующнй вход g,дешифратора 14 сиг- " тока импульсов перемещения, поступа- . . нал не поступает., следовательно, на, кнцего с датчика 1 на вход декад 10 его выходах импульсы не вырабатыва-. счетчика 3, с учетом коэффициента ются.. С.приходом первого импульса преобразования, определяемого отнов декаду 10.1 (фиг.1), на входе фор- . шением А /йз,где А — значение эта.мирователя..11 ° 1 станет код 0001,, ко- лонного участка путй (или,угла поторый по кодовым входам дешифратора .ворота) в соответствующих единицах.

14 подготовит первый выход. При этоМ. .изМерения, на котсром При данных сОизменении входного кода формирова-, : ответствующих технологических условителя 11.1 срабатывает одновибратор . 40 ях при перемещении изделия укладыва12.1 (запускается переходом сигнала, . ется и импульсов с датчика 1 перемеas ."О" в "1" в разряде Й:), короткий. щения. Узлы для сбора информации о импульс.: которого через. элемент ИЛИ значениях Аэ и М не показаны.

13 пройдет на вход С дешифратора 14,, Разрядные выходы регистров (счет. и на время действия этого импульса у чиков;) 26.1 и 26.2 подключены к

1043701 первым входам элементов И элемента

И-ИЛИ 27. К вторым входам элементов

И элемента И-ИЛИ 27 подключены выходы шифраторов 15 блока 5 шифраторов.

Причем выходыА, б, В, Г шифратора 15. 1 младшего разряда подключены к входам 5 тех элементов И элемента И-ИЛИ 27, на другие входы которых подается информация старшего разряда A Э (N ), т. е. с элемента 26. 2. Иными словами, включение выходов регистров (счетчиков ) 26.1 и 26.2 и шифраторов 15.1 и 15.2 на входах элементов И элемента

И-ИЛИ 27 блоков 6 (7 ) выполнено подекадно встречно, а внутри декад— согласно, т.е. выход 2О регистра

26.2 и шина Г ("1") шифратора 15.1 включены на один элемент И, выход 2" регистра 26.2 и шина В ("2") шифратора 15.1 — на другой элемент И элемента И-ИЛИ 27 и т.д.

Блок б (7 ) управляемых ключей функционирует следующим образом.

На управляющий вход каждого элемента

И-ИЛИ 27 с выходов регистров (счетчиков) 26.1 и 26.2 подается управляющий сигнал "0" или "1". Причем при сигнале "0" с выхода регистра 26. импульсы с выхода шифраторов 15 блока 5 через соответствующий элемент

И-HJIH 27 не проходят, а при сигнале

" 1" п.. сходят. Так, при сигнале "1" 30 на выходе разряда 2О регистра 26.2 (остальные разряды имеют сигнал "0" ) на выход элемента И-ИЛИ 27 будут проходить импульсы по шине Г с выхода шифратора 15.1 блока 5, т.е. один импульс из десяти отсчитанных декадой 10.1. При сигнале "1" на выходе

2 регистра 26.2 будут проходить им1 пульсы по шине В с выхода шифратора

15.1, т.е. два из десяти и т.д. На 4 выходе элемента И-ИЛИ 27, а значит, на выходе блока 6 (7 ) будет иметь место преобразованная последовательность импульсов, поступающих на вход счетчика 3 с учетом кода, заданного в регистре 26 ° 45

Очевидно, что на выход блока 6 пройдет последовательность входных импульсов М „ счетчика 3, прямо пропорциональная коду А в регистре 26 0 этого блока, т.е. N6 = Мк Аэ. A на выход блока 7 по контуру, состоящему из последовательно соединенных элемента ИЛИ 2, блоков 3-7 и элемента 8, пройдет последовательность входных импульсов N> счетчика 3, прямо пропорциональная коду, заданному тоже в регистре 26 блока 7, т.е. дополнительному коду N» а именно М.y =

Мэдоя

N э* . Сказанное выше очевидно

Э

60 из прйведенной формулы, согласно которой при М < М э по контуру пройде.

М < М од импульсов. A поскольку через элемент ИЛИ 2 на вход счетчика 3 поступает последовательность щ

М импульсов с датчика 1 перемещех ния и последовательность Мк импульсов через контур, то на входе счетчика 3 будет сумма последовательностей

N - Nx + NK или с учетом выше изложенных выражений, Мх+ Мх = Мх

Мэ оп

М Мэ

Полное перемещение х будет опреде. ляться выражением

Х = М

Аэ

Е где — — код регистров 26 в блоке 6., Аэ выраженное в единицах емкости Е реги стра 26 .

С учетом: других вышеизложенных выражений получим

Nõ

Е Аэ Аэ

Мэ Е Мэ т.е. полное перемещение пропорционально количеству импульсов с датчика 1 перемещения иэделия, преобразованному устройством с учетом

Э коэффициента преобразования

Э

Элемент 8 задержки обеспечивает временный сдвиг импульсов, проходящих с выхода блока 7 управляемых ключей на вход элемента ИЛИ 2, относительно импульсов с выхода датчика 1.

Преобразователь 9 кода является выходным блоком устройства для измерения перемещения и содержит, кроме счетно-.вычислительного узла, табло для индикации величины перемещения и/или узел вывода информации в другое устройство, например в систему управления положением перемещаемого иэделия.

Преобразователь перемещения в код в целом работает следующим образом.

Сначала в блоки б и 7 вводится коэффициент масштабирования импульсов датчика 1, равный отношению

Аэ . Счетчик 3 и преобразователь 9

Мэ установлены в исходное состояние., При перемещении объекта импульсы с датчика 1 через элемент ИЛИ 2 проходят на вход счетчика 3, т.е. счетный вход декады 10.1, при каждом изменении кода которой в формирователе

4 будет сформирован импульс, который по шине (с выхода блока 4 ), соответствующей коду декою 10.1, поступит на соответствующий .вход блока 5 шифраторов. В последнем пришедший импульс согласно коду шифраторов 15 будет направлен по одной из выходных

10437 шин А, 6, В, Г на вхоцы блоков 6 и 7 управляемых ключей.

В блоках 6 и 7 согласно описанным. принципам осуществляется масштабиро« вание цены импульса с учатом вписанЭ. ного в них коэффициента —.-. С выхода. Я блока б управляемых ключей на вход выходного преобразователя 9 устрой-. ства проходит импульсно-.числовой код импульсов, цена деления каждого )Q из .которых .равна принятой единице измерения, например; 1 мм, 1 м, м 1. и т.п.

Из рассмотрения структуры коэффициента масштабирования и работы узлов и устройства следует, что, вопервых, коэффициент масштабирования в устройстве задается дробью, оба операнда которой могут быть кодамИ

8 в широком диапазоне значений (прак-. тически в диапазоне всей разрядной сетки узлов устройства ),. а,во-вторых, операнды коэффициента масштабирования задаются автоматически в общепринятом и наиболее распространенном двоично-десятичном коде без ис-, пользования дополнительного оборудо-. вания для деления одного операнда на другой или применения- для этой,: цели ручного труда.

Все это дает возможность автома- тизировать процесс калибровки при масштабировании импульсов в преоб-, разователях перемещения в код, а значит повысить эксплуатационные возможности и обеспечить использование предлагаемого изобретения на современном высокопроизводительном оборудовании.

1043701

ВНЙИПИ Заказ 7342/54

Тираж 618 Подписное

Филиал ППП ".Патент", г,Ужгород,ул.Проектная,4