Преобразователь перемещения в код

 

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В КОД по авт. св. № 1005132, о тличающийся тем, что, с целью повьшения функциональной возможности работы преобразователя, в него введены масштабирующий усилитель и дополнительньй фотоприемник , расположенный между фотоприемниками , выход дополнительного фотоприемника подключен к входу масштабирующего усилителя, первый выход которого соединен с дополнительным входом формирователя управляющего сигнала, а второй выход соединен с дополнительным входом преобразователя напряжения в код.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51)4 Н 03 М 1/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ)ТИЙ (61) 1005132 (2i) 3751520/24-24 (22) 16.03.84 (46) 15.09.85. Бюл. Р 34 (72) В.И.Гречишников, А.С.Капустин и Н.Е.Конюхов (71) Куйбышевский ордена Трудового

Красного Знамени авиационный институт им. акад. С.П.Королева (53) 681.325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1005132, кл. С 08 С 9/06, 1983. (54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕ)1ЕЩЕНИЯ

В КОД по авт. св. У 1005132, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения функциональной возможности работы преобразователя, в него введены масштабирующий усилитель и дополнительно фотоприемник, расположенный между фотоприемниками, выход дополнительного фотоприемника подключен к входу масштабирующего усилителя, первый выход которого соединен с дополнительным входом формирователя управляющего сигнала, а второй выход соединен с дополнительным входом преобразователя напряжения в код.

1179532

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в качестве преобразователя механических перемещений в цифровой код. 5

Цель изобретения — повышение функциональной надежности работы преобразователя в условиях действия дестабилизирующих факторов.

На фиг. 1 показана функциональ- 10 ная схема преобразователя, на фиг.2временные диаграммы работы преобразователя.

Преобразователь перемещения в код содержит осветители 1, опти- 15 чески связанные через отверстия опорной шкалы с шагом а„ диафрагмы 2, нониусный кодовый элемент 3, отверстия которого расположены с шагом a > = a (к+4) где K целое 20 положительное число, фоконы 4 с фотоприемниками 5, выход верхнего по схеме фотоприемника 5 соединен с входом формирователя 6 управляю25 щего сигнала, выходы постоянного запоминающего устройства (ПЗУ) 7 и выходы преобразователя 8 напряжения в код (ПНК) соединены с соответствующими входами блока 9 вычитания, а в непосредственной близости с фотоприемниками 5 установлен дополнительный фотоприемник 10, вход которого остается незасвеченным в процессе работы преобразователя, выход фотоприемника 10 соединен с входом 35 масштабирующего усилителя 11, выходы которого подключены к дополнительным входам формирователя 6 управляющего сигнала и ПНК 8.

Преобразователь перемещения в код 40 работает следующим образом.!

При вращении входного вала с укрепленной на нем диафрагмой 2 оптические сигналы на выходах элемента 3 45 изменяются от нупя до максимума по треугольному закону с периодом а>, Пространственный фазовый сдвиг между сигналами составляет четверть периода, т.е. ац/4. Сформированные оптические 50 сигналы передаются при помощи фоконов 4 на входы соответствующих фотоприемников 5, которые вырабатывают пропорциональные электрические сигналы (фиг. 2а). Сигнал с выхода ниж- 55 него по схеме фотоприемника 5 поступает на вход ПНК 8, который работает, например, в двоичном коде.

При изменении сигнала на входе

ПНК 8 в пределах одного периода ао код на его выходе увеличивается (при изменении сигнала от нуля до максимума) и уменьшается (при изменении сигнала,от максимума до нуля), т.е. однозначное определение перемещения с помощью ПНК 8 происходит только на первой половине шага аь.

Для получения однозначного отсчета на всем периоде шкалы а о используется сигнал с выхода верхнего по схеме фотоприемника 5, который поступает в формирователь 6 управляющего сигнала. В нем происходит смещение сигнала относительно нулевой о линии на половину его амплитуды (фиг. 2б) и формирование из него сигнала прямоугольной формы (фиг. 2г). Полярность этого сигнала меняется в момент прохождения через экстремумы сигнала с нижнего по схеме фотоприемника 5 °

Сигнал с формирователя 6 управляющего сигнала управляет работой блока 9 вычитания. При изменении кода 6 ПНК.8 (фиг. 2д) от минимального до максимального блок 9 вычитания по сигналу с формирователя 6 управляющего сигнала пропускает на выход без изменения этот код (рис. 2ж), а при переходе через зону неоднозначности ПНК 8, т.е. через ao/2, происходит вычитание из кода, записанного в ПЗУ 7, кода ПНК 8.

В ПЗУ 8 записан код, соответствующий преобразованию полного шага опорной шкалы а, т.е. максимальный код однозначного преобразования на интервале а<> (фиг. 2е). На выходе блока 9 вычитания при изменении перемещения от нуля до а .происхоо дит возрастание кода от нуля до максимального значения, определяемого

1заданной точностью, т.е. наблюдается однозначно определение пространственного положения вала в пределах шага опорной шкалы а диафрагмы

При работе преобразователя в условиях действия дестабилизирующих факторов (например, изменения температуры окружающей среды) вследствие изменения темнового тока фотоприемников 5 происходит смещение вырабатываемых ими сигналов на величину ЬU/2 от исходного положения, как это показано штриховыми линиями на фиг, 2а и б. Это смеСоставитель Ю, Котов

Техред А.Бабинец Корректор H. óñêà

Редактор К.Волощук

Заказ 5695/60 Тираж 872 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

f13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 щение приводит к изменению сигнала управления (штриховые линии на фиг. 2 r) с формирователя 6 управляющего сигнала и изменению кода на выходе ПНК 8. В конечном итоге происходят сбои в работе блока 9 вычитания и выходной код на его выходе не будет однозначно определять соответствующее перемещение входного вала.

Для устранения действия дестабилизирующих факторов на работу преобразователя перемещения в код в непосредственной близости с фотоприемниками 5 установлен фотоприемник 10 того же типа и с идентичными параметрами. Так как условия, в которых работают все фотоприемники, одинаковы, то и сигналы, отражающие воздействие дестабилизирующих факторов, вырабатываемые фотоприемникаы, будут примерно одинаковыми. Для точного выравнивания этих сигналов ток с фотоприемни1179532 4 ка 10 подается на вход масштабирующего усилителя 11, с выхода которого снимается корректирующее напряжение 4 Н/2 (фиг ° 2в). Это напряжение подается в формирователь 6 управляющего сигнала. Кроме того, это же напряжение подается и в

ПНК 8 для управления смещением входного компаратора. Введение коррек10 тирующего напряжения ДП/2 позволяет привести смещенные входные сигналы с фотоприемников 5 к исходному положению, а это приводит к однозначному определению пространствен15 ного положения входного вала.

Таким образом, использование дополнительного фотоприемника 10 и масштабирующего усилителя 11 позволяют скорректировать ошибку в сиг20 налах основных фотоприемников 5, получаемую в результате воздействия дестабилизирующих факторов, и тем самым повысить надежность работы всего преобразователя в код.