Преобразователь перемещения в код

 

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В КОД, содержавший осветитель, оптически связанный с двумя диафрагмами, первая КЗ которых оптически связана через кодов о шкалу с фотоприемниками канала гр убого. отсчета, подключенными к соответствующим входам формирователя кода грубого отсчетаJ вторая диафрагма оптически связана через дорожку ьшадшего разряда кодовой шкалы с одним торцом фокона, другой торец которого оптически сопряжен с кодирующими фотоприемниками канала точного отсчета, преобразователь кода Грея 3 двоичный код, о т л и чающийся тем, что, с целью упрощения преобразователя, в него введены масштабные yci-шители, блок определаннл модуля разности сигналов, компараторы5 фотоприемники кана.па точного отсчета выполнены в виде Р разрядной двоичной кодовой матрицы длиной , где V - линейное увеличение , фокона. 5 а период дорожки младшего разряда кодовой шка,пъ1, в каяале точного отсчета кодирующие фотоприемники каждого разряда включены паратшельно между собой и подключены к входу соот.ветствун.щего масштабного усилителя, выходь масштабных усилиС телей, 1фоме выхода масштабного усиS лит в-пя старшего разряда, подключены к первой группе входов блока определен:-1я модуля разности сигналов, выкод масштабного усилителя старшего разря,п,а соед11нен с входом кo fflapaтoра старше.го разряда и с второй груп (ивА пой входов блока определения модуля ХшА. разности сигналов, выходы которого ГчЭ сор-динень с входами компараторов осО тальшк разрядов, выходы всех компараторов и выход младшего разр5эда фороо сю М11рователя кода грубого отсчета сое динены с соответствующими входами 00 преобразователя кода Грея в двоичНЪ Й КОД .

; -.;> С 08 C 9<06

ОПИСАНЙЕ ЙЗОБРЕ1ЕНИЯ

И АЕП ОРСЙОМУ СВМДА ТЕЛЬСТВУ

ГОСУД АРСТВЕНН 1Й HOMMTET СССР

IlG ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТИРНТРЙ (2 i) 3602670/18-2-, (22) 11.04.83 (46) 23.10.84, Бюл. № 39 (/2) В.М.Гречишников и Г.И.Леонович (71) Куйбышевский ордена Трудового

Красного Зна"».åíè авиационный институт им. С.П.Королева (53) 681.325(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 69488?, xx. G 08 C 9/06, 1976.

2. Конюхов Н.E. Гречишников В.М.

Нониусный волоконно-оптический преобразователь угол — код . — "Приборы и системы управления", 1978, ¹ 4, с, 30-3 1, рис. 1 (прототип) . (54) (57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕШЕНИЯ

В КОД, содержащий осветитель, оптически связанный с двумя диафрагмами, первая из которых оптически связана через кодовую шкалу с фотоприемниками канала грубого. отсчета, подключенными к соответствующим входам формирователя кода грубого отсчета, вторая диафрагма оптически связана через дорожку младшего разряда кодовой шкалы с одним торцом фокона, другои торец которого оптически сопряжен с кодирующими фотоприемниками канала точного отсчета, преобразователь кода Грея в двоичный код, о т л и— а ющи и с я тем, что, с целью упрощения преобразователя, в него введены масштабные усилители, блок определения модуля разности сигналов, компаратэрь., фотоприемники канала точного отсчета выполнень. в виде

P-разрядной двоичной кодовой матрицы .р Go дл::ной =V — где V — линейное увели/ че:-.ие фокона, а — период дорожки младшего разряда кодовой шкалы, в канале точного отсчета кодирующие фотопр емники каждого разряда включены параллельно между собой и подключены к входу соответствующего масштабного усилителя, выходы масштабных усилйт - ей, кроме выхода масштабного уси— лителя старшего разряда, подключены к первой группе входов блока определения модуля разности сигналов, выход масштабного усилителя старшего разряда соединен с входом компаратора старшего разряда и с второй группой входов блока определения модуля разности сигналов, выходы которого соединены с входами компараторов осталь-ых разрядов . выходы всех компаратсров и выход младшего разряда формирователя кода грубого отсчета сое. динены с соответствующими входами преобразователя кода Грея в двоич ный код.

1120388

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано для цифрового представления величин, заданных в виде механических перемещений. 5

Известен преобразователь перемещения в код, содержащий источник света, оптически соединенный через кодовую шкалу с фотоприемниками точного и грубого отсчетов, выходы кото- 10 рых соединены с входами первого и второго формирователей кода, выход первого из которых соединен непосредственно и через блок вычитания единицы с блоком выдачи кода грубого от- 15 счета, а выходы второго — с блоком выдачи кода точного отсчета и через блок управления — с соответствующи— ми входами блока выдачи кода грубого отсчета (1) .

Недостач ком преобразователя явля-, ется сложность его конструкции.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является преобразователь перемещения в код, содержа- 25 щий осветитель, оптически связанный с двумя диафрагмами, первая из которых оптически связана через кодовую шкалу с фотоприемниками канала грубого отсчета, подключенными к соответ— ствующим входам блока формирователя кода грубого отсчета, вторая диафрагма оптически связана через дорожку младшего разряда кодовой шкалы с од— ним торцом фокона, другой торец которого оптически сопряжен с кодирующими фотоприемниками канала точного отсчета„ преобразователь кода Грея в двоичный код, амплитудный анализатор, выход которого соединен с вхо — 40 дом преобразователя кода Грея в двоичный код (2) .

Недостатками известного преобразователя являются громоздкость и сложность конструкции преобразовате- 45

ЛЯ е

Цель изобретения — упрощение конструкции преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь перемеще- 50 ния в код, содержащий осветитель, оптически связанный с двумя диафраг. мами, первая из которых оптически связана через кодовую шкалу с фотоприемниками канала грубого отсчета, 55 подключенными к соответствующим вхо,цам формирователя кода грубого отсчета, вторая диафрагма оптически связана через дорожку младшего разряда кодовой шкалы с о,цним торцом фокона,,цругой торец которого оптически сопряжен с кодирующими фотоприемниками канала точного отсчета, преобразователь кода Грея в двоичный код, введены масштабные усилители, блок определения модуля разности сигналов, компараторы, коцирующие фотоприемники канала точного отсчета выполнень: в виде P-разрядной двоичной кодовой д. матрицы длиной K=V â€, где U — линей7 ное увеличение фокона, ao — период дорожки младшего разряда кодовой шкалы, в канале точного отсчета кодирующие фотоприемники каждого разряда включены параллельно между собой и подключены к входу соответствуюшего масштабного усилителя, выходы масштабных усилителей, кроме выхода масштабного усилителя старшего разряда, подключены к первой группе входов блока определения модуля разнос— ти сигналов, выход масштабного усилителя старшего разряда соединен с входом компаратора старшего разряда и с второй группой входов блока определения модуля разности сигналов, выходы которого соединены с входами компараторов остальных разрядов, выходы всех компараторов и выход младшего разряда формирователя кода грубого отсчета соединены с соответствующими входами преобразователя кода Грея в двоичный код.

На фиг. 1 представлена функциональная схема преобразователя; на фиг.2 временные диаграммы, поясняющие работу преобразователя перемещения в код; на фиг. 3 — функциональная схема блока определения модуля разности сигналов.

IПреобразователь содержит осветитель 1, оптически связанный через диафрагму 2 и кодовую шкалу 3 с фотоприемниками ч, подключенными к соответствующим входам формирователя 5 кода грубorо отсчета;, осветитель 1 оптически связан через диафрагму 6, . расположенную на расстоянии К а где К=1, 2,..., а, — период дорожки младшего разряда кодовой шкалы 3, от диафрагмы 2 и через дорожку младшего разряда кодовой шкалы 3 с меньшим торцом фокона 7, больший торец которого оптически сопряжен с кодирующими фотоприемниками 8, подключенными к соответствующим масштабным

112038 усилителям 9, выходы которых, кроме выхода масштабного усилителя 9 стар — „ шего разряда точного отсчета, подключены к первым входам блока 10 определения модуля разности сигналов, а выход масштабного усилителя 9 старzего разряда соединен с вторыми вхо— дами блока 10, Выходы которого, а также выход масштабного усилителя 9 старшего разряда через компараторы

11 соединены с соответствующими входами преобразователя 12 кода Грея в двоичный код, выход младшего разряда формирователя 5 соединен с входом старшего разряда преобразователя

12 кода.

Кодируюшие фотоприемники 8 выполнены (например, методом фотолитографии) в виде P-разрядной двоичной коiso довои матрицы IIJIHHofi = —, гrre V — 20 линейное увеличение фокона, ao — период дорожки младшего разряда кодовой шкалы.

Блок 10 определения модуля разности сигналов содержит усилители 13-15, 25 диоды 16 и 17, резисторы 18 — 21 и и-конденсатор 22.

Преобразователь работает следующим образом. .Световой поток с осветителя 1, формируясь в узкии луч считывания в диафрагме 2, проходит через кодовую шкалу 3 и попадает на фотоприемники

4, на выходах которого генерируются электрические сигналы, поступающие

HB соответствующие входы формирователя 5 кода грубого отсчета. С выхода формирователя 5 снимается параллельный двоичный код грубого отсчета, соответствующий определенному положению кодовой шкалы относительно луча

40 считывания, (на фиг. 2а показана эпюра младшего разряда кода грубого отсчета). В диаграмме 6 световой поток с осветителя 1 формируется в луч счить1вания, ширина которого дос- .45 таточна для полной засветки отверстия дорожки младшего разряда кодовой шкалы 3. При перемещении кодовой шкалы 3 относительно луча считывания, формируемого диафрагмой 6, на входной торец фокона 7.проецируется изображение дорожки младшего разряда кодовой шкалы 3, которое с 7 †кратн увеличением передается на ВыхОднОЙ торец фокона

Оптическое изображение воспринимается кодируюшими фотоприемниками 8, с выходов которьгх снимаются сигналы, поступающие на соответствующие мас— штабные усилители 9. На фиг. 2б,в, г,ц жирной линией показаны эпюры напряжений на В1>1ходе масштабных усили— телей 9 соответственно 2-го, 2-го, 3-ro, 4-ro разрядов точного отсчета.

С выходов масштабных усилителей 9, кроме выхода масштабного усилителя 9 старшего разряда, сигналы поступают на первую группу входов блока !0.

С выхода масштабного усилителя старшего разряда сигнал поступает на вторую группу Вхоцов блока 10 (тонкая линия на фиг. 2 в, r, д) .

С выходов блока 10 сигналы поступаor в соответствующие компараторы 11, формирующие фронты прямоугольных импульсов по серединам фронтов входных сигналов (фиг. 2б,в,г,д).

На компаратор 10 старшего разряда сигнал приходит непосредственно с масштабного усилителя 9 старшего разряца. Как видно из фиг. 2, сигналы на выходе компараторов 1 1 представляют собой циклический код Грея, в качестве старшего смещенного разряда которого используется младший разряд грубого отсчета.

Таким образом, при одинаковой точности с базовым объектом в предложенном преобразователе достигнуто существенное упрошение конструкции за счет сокращения числа каналов электронной части, что позволяет, в свою очередь, значительно уменьшить затраты на изготовление преобразователя. Так, сум— ма ""-кономии только от сокращения числа фоконов составит 600 руб. на один образец (вместо 16 фоканов стоимостью

40 руб. каждый используется только один фокон). Кроме того, формирование кода Грея в ТО позволяет после преобразования его В натуральный двоичный код в два раза повысить разрешающую способность, а также произвести согласование грубого и точного отсчетов, чем и определяется технико-экономический эффект изобретения.

"120388!

1120388

ВЯИИПИ Заказ 7747/39

Тираж 568 Подписиое

Филиал ППП ФФПафентиэ

r. Ужгород, ул. Проектиаи, 4