Преобразователь перемещения в код

 

1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В КОД, содержащий блок питания , излучатели, оптически соединенные через кодовый элемент и щелевую диафрагму с фотоприемниками, выходы которых соединены с соответствующими входами блока формирования выходного кода, отличающийс я тем, что, с целью повьшения точности преобразователя, в него введены порогозадающие элементы, а щели .щелевой диафрагмы вьшолнены с шагом, обеспечивающим нониусное сопряжение кодового элемента и щелевой диафрагмы , первые выводы порогозадающих элементов объединены и подключены к положительному выходу блока питания, вторые выводы.порогозадающих элементов подключены к первым выводам соответствующих фотоприемников и к входам блока формирования выходног.о кода, вторые выводы фотоприемников соединены с отрицательным выходом блока питания. 2. Преобразователь по п. 1, о тличающийся тем, что блок формирования вькодного кода содержит по числу фотоприемников оптронные пары, усилители, компараторы, ключевые элементы, а также шифратор, два триггера, два распределителя и реверсивный счетчик, катод каждого излучателя оптронной пары соединен с соответствующим входом блока формирования выходного кода и, кроме последнего, - с анодом излучателя последующей оптронной пары, катод излучателя последней оптронной пары соединен с анодом излучателя первой оптронной пары, аноды и катоды приемников оптронных пар соединены с соответствующими входами одноименных усилителей, выход кавдого усилителя через компаратор соединен с W инверсным входом одноименного клюс: чевого элемента и, кроме первого, с прямымвходрм предыдущего ключевого элемента, выход первогокомпаратора соединен с прямым входом последнего ключевого элемента, выходы ключевых элементов соединены с.соот-. 4 4 ветствующими входами шифратора, выходы первого и последнего ключевых элементов соединены с R -входами ОО 4 первого и второго триггеров соответственно и с первыми входами первого и второго распределител-ей, выходы второго и предпоследнего ключевых элементов соединены с S -входами первого и второго триггеров, выходы которых соединены с вторыми входами первого и второго распределителей соответственно, выходы которых сое- . динены с входами реверсивного счетчика , а выходы шифратора и реверсивного счетчика являются вь1ходами преобразователя .

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

4 (5!) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3643107/24-24 .(22) 19.09.83 (46) 07.03.85. Бюл. ¹ 9 (72) А.А. Сталидзан и А.А. Страутс (71) Рижский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт (53) 681.325(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 1001137, кл. G 08 С 9/06, 1981.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 809285, кл. G 08 С 9/06, 1976 (прототип). (54) (57) 1 . ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕ.—

ЩЕНИЯ В КОД, содержащий блок питания, излучатели, оптически соединенные через кодовый элемент и щелевую диафрагму с фотоприемниками, выходы которых соединены с соответст- . вующими входами блока формирования выходного кода, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в него введены порогозадающие элементы, а щели .щелевой диафрагмы выполнены с шагом,,обеспечивающим нониусное сопряжение кодового элемента и щелевой диафрагмы, первые выводы порогозадающих элементов объединены и подключены к. положительному выходу блока питания, вторые выводы.порогозадающих элементов подключены к первым выводам соответствующих фотоприемников и к входам блока формирования выходного кода, вторые выводы фотоприемников соединены с отрицательным выходом блока питания.

2. Преобразователь по п. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что блок формирования выходного кода содер„„SU„,1144134 жит по числу фотоприемников оптронные пары, усилители, компараторы, ключевые элементы, а также шифратор, два триггера, два распределителя и реверсивный счетчик, катод каждого излучателя оптронной пары соединен с соответствующим входом блока формирования выходного кода и, кроме последнего, — с анодом излучателя последующей оптронной пары, катод излучателя последней оптронной пары соединен с анодом излучателя первой оптронной пары, аноды и катоды приемников оптронных пар соединены с соответствующими входами одноименных усилителей, выход каждого усилителя через компаратор соединен с инверсным входом одноименного клю чевого элемента и, кроме первого, с прямым. входом предыдущего ключевого элемента, выход первого- компаратора соединен с прямым входом последнего ключевого элемента, выходы ключевых элементов соединены с.соответствующими входами шифратора, выходы первого и последнего ключевых элементов соединены с К -входами первого и второго триггеров соответственно и с первыми входами первого и второго распределителей, выходы второго и предпоследнего ключевых элементов соединены с S -входами первого и второго триггеров, выходы которых соединены с вторыми входами первого и второго распределителей соответственно, выходы которых сое- . динены с входами реверсивного счетчика, а выходы шифратора и реверсивного счетчика являются выходами преобразователя.

4 114

Изобретение относится к автомати- ке и вычислительной технике и предназначено для преобразования линейных и угловых положений объектов в цифровой код.

Известен преобразователь перемещений в код, содержащий блок излучателей, оптически соединенный через кодовую шкалу и щелевую диафрагму с фотоприемниками, суммирующий усилитель, формирователь и счетчик (1) .

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является преобразователь перемещения в код, содержащий блок питания, излучатели, оптически соединенные через кодовый элемент и щелевую диафрагму с фото1приемниками, выходы которых соединены с соответствующими входами блока формирования выходного кода (23.

Однако известные преобразователи характеризуются недостаточно высокой точностью.

Целью изобретения является повышение точности преобразователя перемещения в код.

Поставленная цель достигается тем, то в преобразователь перемещения в код, содержащий блок питания, излучатели, оптически соединенные через кодовый элемент и щелевую диафрагму с фотоприемниками, выходы которых соединены с соответствующими входами блока формирования выходного кода, введены порогозадающие элементы, а щели щелевой диафрагмы выполнены с шагом, обеспечивающим нониусное со35 пряжение кодового элемента и щелевой диафрагмы, первые выводы порогозадающих элементов объединены и подключены к полд1кительнаму выходу блока питания, вторые выводы порогоэадающих элементов лодключеиы к первым выводам соответствующих фотоприемни4S ков и к входам блока формирования выходного кода, вторые выводы фото- приемников соединены с отрицательным выходом блока питания.

Блок формирования выходного кода содержит ло числу фотоприемников оптронные пары, усилители, компараторы, ключевые элементы, а также шифратор,. два триггера, два распре55 каждого излучателя оптронной пары соединен с соответствующим входом блока формирования выходного кода и, кроме последнего, — с анодом излу-, делителя и реверсивный счетчик, катод

4134 2 чателя последующей оптронной пары, катод излучателя последней оптронной пары соединен с анодом излучателя первой оптронной пары, аноды и катоды приемников оптронных пар соединены с соответствующими входами одноименных усилителей, выход каждого усилителя через компаратор соединен с инверсным входом одноименного ключевого элемента и, кроме первого, — с прямым входом предыдущего ключевого элемента, выход первого компаратора соединен с прямым входом последнего ключевого элемента, выходы ключевых элементов соединены е соответствующими входами шифратора, выходы первого и последнего ключевых элементов соединены с Й-входами первого и второго триггеров соответственно и с первыми входами первого и второго распределителей, выходы второго и предпоследнего ключевых элементов соединены с.S-входами первого и второго триггеров соответственно, выходы которых соединены с вторыми входами первого и второго распределите.-. лей соответственно, выходы которых соединены с входами реверсивного .счетчика, а выходы шифратора и ревер:сивного счетчика являются выходами. преобразователя.

На фиг. 1 представлена структурная схема преобразователя перемещения в код; на фиг. 2 — структурная схема блока формирования выходного .кода.

Преобразователь перемещения в код содержит кодовый элемент 1, щелевую диафрагму 2, излучатели 3, фотоприемники 4, порогозадающие элементы 5, блок 6 формирования выходного кода, в который входят усилители 7, оптронные пары 8, компараторы .9, ключевые элементы 10, распределители 11, триггеры 12, шифратор 13, реверсивный счетчик 14, а также блок питания (не показан).

Преобразователь перемещения в код работает следующим образом.

Перемещение щелевой диафрагмы 2 относительно кодового элемента приводит к неравномерному засвечиванию фотоприемников 4 излучателями 3 в силу нониусного выполнения щелей диафрагмы 2 и кодового элемента 1.

Предположим, что четвертый сверху фотоприемник 4 полностью засвечен .излучателем 3. В результате точка 15 (фиг. 1 и 2) имеет наиболее низкий потенциал по сравнению с аналогичны!

14

3 ми точками 16 и 17. Следовательно,,ток в катодных цепях фотоприемников

4 будет направлен от точки 16 к точке 15 и от точки 17 к точке 15. Направление тока в остальных цепях по5 казано стрелками на фиг. 1 и 2. Точка

15 является единственной точкой, в которую входят токи. Этот признак используется блоком 6 формирования выходного кода (фиг. 2). Так, в цепях, расположенных вверх от точки 15 (фиг. 1 и 21 оптроны 8 находятся в проводящем состоянии, поэтому выходной положительный сигнал усилителей 7 близок к нулю, т.е. на входах ключевых элементов 10 через компараторы 9 поступают сигналы, соответствующие

"О", а в цепях, расположенных вниз от точки 15, оптроны 8 находятся в запертом состоянии, выходной положительный сигнал усилителей 7 высокий, что соответствует сигналу "1" на входах ключевых элементов 1О.

Срабатывать будет только тот из ключевых элементов 10 (т.е. на его выходе появится сигнал, соответствующий 1), у которого на одном входе будет сигнал, соответствующий "1", а на другом, — соответствующий "О".

Такие входные сигналы могут быть .!только у ключевого элемента 10, связанного с цепями, включающими наиболее освещенный фотоприемник 4. Выходной сигнал сработавшего ключевого элемента 10, соответствующий "1", поступает на соответствующий вход шифратора 13, на выходе которого появляется числовой код в двоичной системе.

Если сигналы, необходимые для

40 срабатывания, поступают на ключевой элемент 10, связанный с входом "О" шифратора 13, то может сработать первый распределитель l1, но при условии, если предыдущим был включен ключевой элемент 10, связанный с

45 входом "7" шифратора 13, т.е. если первый триггер 12 на прямом выходе имеет сигнал, соответствующий "О".

4134 4

При срабатывании первого распределителя 11 на вход,"+" счетчика 14 поступает импульс. Счетчик 14 этот импульс суммирует. Аналогично, если . сигнал, необходимый для срабатывания, поступает на ключевой элемент 10, связанный с входом "7" .шифратора 13, то может сработать второй распределитель 11, но при условии, если предыдущим был включен ключевой элемент

10, связанный с входом "0" шифратора 13. При этом импульс поступает на вход "-" счетчика 14. Входы "1™ и

"6" шифратора 13 подведены к входам ,обоих триггеров 12 с целью гашения информации на них.

Цифровой код в двоичной системе счисления, характеризующий величину перемещения кодового элемента 1, составляется из низших разрядов, сформи-. рованных сигналами на выходе шифратора 13, старших разрядов — сигналами на выходе реверсивного счетчика

14. Компараторы 9 необходимы для обеспечения стабильного срабатывания элементов схемы.

Порогозадающие элементы 5 должны быть регулируемыми, так как изменением их сопротивления можно скомпенсировать разброс параметров фотоприемников 4. Щели кодового элемента 1 имеют шаг а, а щели щелевой диафрагмы 2 имеют шаг, отличающийся от а, и

его величина определяется точностью преобразователя.

Так, если требуемая точность должна быть равна О,lа, то шаг между щелями щелевой диафрагмы 2 может иметь одно из значений 0,9а, 1,9а, 2,9а и т.д. или 1,1а, 2,1а, 3,1а и т.д. В таком случае на щелевой диафрагме 2 должно быть всего 10 щелей. Поскольку в предлагаемом преобразователе используется двоичная система счисления, то на щелевой диафрагме 2 выполнено 8 щелей, расположенных с шагом 2,875а. Точность отсчета .при этом равна О, 125а.

1144134

1144134 д 7

/Я

4csg. g

Составитель Ю. Котов

Редактор С. Патрушева Техред Ж.Кастелевич Корректор Е.Сирохман

Заказ 934/41 Тираж 872 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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