Преобразователь перемещения в код

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения величины углового и линейного перемещения движущихся объектов. Целью изобретения является расширение области применения преобразователя перемещения в код за счет регулирования масштаба преобразования . Для этого в преобразователь перемещения в код, содержащий кодовую дорожку и расположенные вдоль нее два чувствительных элемента, генератор тактовьгх импульсов, щесть D-триггеров, элемент ИСКЛЮЧАКЯЦЕЕ ИЛИ, два элемента НЕ, дешифратор, введены два реверсивных счетчика, два элемента 2И- НЕ, элемент ИЛИ и элемент И. При перемещении чувствительных элементов на выходе преобразователя формируется последовательность импульсов, число импульсов в которой прямо пропорционально количеству квантов перемещения , коэффициенту пересчета одного счетчика и обратно пропорционально коэффициенту пересчета другого счетчика . 3 ил. СЛ

СОЮЗ CQBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1302432

А1 (51)4 Н 03 М 1/30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3926941/24-24 (22) 11 ° 07.85 (46) 07,04.87. Бюл . ¹ 13 (71) Винницкий политехнический институт (72) И.Я. Хаимзон, А.И,Качковский и С.Л. Чумаченко (53) 681.325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1018139, кл, Н 03 N 1/30, 1980.

Авторское свидетельство СССР № 1179534, кл. Н 03 M 1/30, 1984. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В

КОД (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения величины углового и линейного перемещения движущихся объектов. Целью изобретения является расширение области применения преобразователя перемещения в код sa счет регулирования масштаба преобразования. Для этого в преобразователь перемещения в код, содержащий кодовую дорожку и расположенные вдоль нее два чувствительных элемента, генератор тактовых импульсов, шесть D-триггеров, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, два элемента НЕ, дешифратор, введены два реверсивных счетчика, два элемента 2ИНЕ, элемент ИЛИ и элемент И. При перемещении чувствительных элементов на выходе преобразователя формируется последовательность импульсов, число импульсов в которой прямо пропорционально количеству квантов перемещения, .коэффициенту пересчета одного счетчика и обратно пропорционально коэффициенту пересчетадругого счетчика. 3 ил.

1302432

K +1

Ы = К м н K У!

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения величины углового и линейного перемещения движущих- ся объектов. 5

Целью изобретения является расширение области применения преобразователя за счет регулирования масштаба преобразования.

На фиг. 1 приведена структурная 10 схема преобразователя; на фиг, 2 ,таблица состояний дешифратора; на фиг. 3 — временные диаграммы, поясняющие работу преобразователя.

Преобразователь содержит кодовую дорожку 1, чувствительные элементы 2 и 3, D-триггеры 4-9, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 10, дешифратор 11, генератор 12 тактовых импульсов, элементы

НЕ 13 и 14, реверсивные счетчики 15 20 и 16, элементы И-НЕ 17 и 18, элемент

ИЛИ 19 и элемент И 20.

Преобразователь работает следующим образом. 25

При перемещении кодовой дорожки 1 на выходе чувствительных элементов 2 и 3 появляются прямоугольные импульсы, сдвинутые на 1/4 периода друг относительно друга. При перемещении ко- 30 довой дорожки 1 в прямом направлении импульсная последовательность на выходе чувствительного элемента 2 опережает импульсную последовательность на выходе чувствительного элемента 3, а при перемещении в обратном направлении отстает.

Коэффициент масштабирования К в преобразователе определяется из выражения 40 где К вЂ” количество импульсов (4,2 или 1), вырабатываемых на 45 выходе дешифратора 11 при. смещении кодовой дорожки на один шаг квантования;

К вЂ” коэффициент пересчета счета чика 16; 50

К вЂ” коэффициент пересчета счет6 чика 15.

Для обеспечения надежной работы преобразователя частота тактовых импульсов, вырабатываемых генератором

12, должна по крайней мере в K„(K +1) раз превышать частоту импульсов на выходах чувствительных элементов 2 и 3.

Количество импульсов К задается н подачей соответствующего кода на шестой и пятый входы дешифратора 11 (для

К„= 1 код 00, для К„= 2 код 01, для K„4 код 10) . Описание работы преобразователя приводится для случая формирования. четырех импульсов (К =4) н на выходах дешифратора 11 при смещении кодовой дорожки 1 на один шаг квантования, Когда при перемещении в прямом направлении на выходе чувствительного элемента 3 нуль, а на выходе чувствительного элемента 2 появляется единица, то при этом все триггеры

4-9 находятся в состоянии О, на вьмодах дешифратора 11 нуль °

По уровню нуля тактовых импульсов, вырабатываемьм генератором 12, на выходе элемента ИЛИ 19 нуль, по которому код К„ записывается в реверсивный счетчик 16. Так как на втором и третьем входах элемента ИЛИ 19 нуль, а на выходе заема реверсивного счетчика

16 единица, то по переднему фронту тактового импульса триггер 4 устанавливается в состояние единицы, а триггер 5 остается в состоянии нуль и на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 10 появляется единица, по которой единица с выхода триггера 4 переписывается в триггер 6, а на первом выходе дешифратора 11 устанавливается единица, соответствующая .входной комбинации сигналов 100001. Единица с этого выхода дешифратора 11 разрешает прохождение тактовых импульсов генератора

12 через элемент И-HE 17 на суммирующий вход реверсивного счетчика 15, а через элемент ИЛИ 19 разрешает работу реверсивному счетчику 16 в счетном режиме и прохождение импульса с выхода заема реверсивного счетчика 16 на синхровходы триггеров 4,5,8 и 9 через элемент И 20, Реверсивные счетчики 15 и 16 изменяют свое состояние соответственно по заднему и переднему фронтам тактовьм импульсов. При поступлении (К +1) тактовых импульсов на вычитающий вход реверсивного счетчика 16 и йо заднему фронту (К +1) импульса на его выходе заема фиксируется нуль, при появлении которого (по перепаду из единицы в нуль на выходе элемента И 20) единица и нуль с выходов триггеров 6 и 7 переписываются в триггеры 8 и 9 соответственно, и на первом выходе дешифратора 11 установится нуль, соответствующий

3 13024 входной комбинации сигналов 100101.

Нуль с этого выхода дешифратора 11 запрещает прохождение тактовых импульсов через элемент И-HE 17 на суммирующий вход реверсивного счетчика

15, а также запишет код К в ревер5 сивный счетчик 16, на выходе заема которого при этом устанавливается единица, однако на выходе элемента

И 20 останется нуль, 10

На этом заканчивается цикл работы преобразователя, соответствующий перемещению кодовой дорожки 1 на 1/4 шага квантования в прямом направлении.

Очевидно, что на суммирующий вход реверсивного счетчика 15 с коэффициентом пересчета К пройдет серия (К +1) в а тактовых импульсов.

При дальнейшем перемещении кодовой дорожки 1 в прямом направлении состояние преобразователя не изменяется, а тактовые импульсы через элемент ИЛИ 19 и элемент И 20 поступают на синхровходы триггеров 4,5,8 и 9 до появления единицы на выходе элемента 25

3, которая по переднему фронту тактового импульса записывается в триггер

5. На выходе элемента НЕ 14 появляется единица, по которой единица с выхода триггера 5 переписывается в триг- 30

rep 7, а на первом выходе дешифратора 11 устанавливается единица, соответствующая входной комбинации сиг-. налов 100111. Единица с этого выхода

-дешифратора 11 Разрешает прохождение 35 тактовых импульсов на суммирующий вход реверсивного счетчика 15, а также разрешает работу реверсивному счетчику 16 в счетном режиме и прохождение импульса с его выхода заема íà 40 синхровходы триггеров 4,5,8 и 9.При этом аналогично предыдущему циклу работы преобразователя на суммирующий вход реверсивного счетчика 15 проходит очередная серия (К +1) тактовых 45 а импульсов, а состояния триггеров 6,8, 7 и 9 образуют комбинацию 1111, которой соответствуют нули на выходах дешифратора 11.

При дальнейшем перемещении кодовой дорожки 1 в прямом направлении цикл работы преобразователя повторяется. Если в данном состоянии преобразователя направление перемещения кодовой дорожки 1 изменить на проти- 55 воположное, то на выходе элемента 3 нуль появляется раньше, чем на выходе элемента 2. По переднему фронту тактового импульса триггер 5 устанав32

4 ливается в состояние нуля, на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 10 устанавливается единица, по которой единица с выхода триггера 4 переписывается в триггер 6. На вьжодах дешифратора

11 останутся нули, соответствующие . входной комбинации сигналов 101111.

По заднему фронту тактового импульса триггеры 8 и 9 останутся в состоянии единицы и кодовая комбинация на входе дешифратора 11 не изменится

При дальнейшем перемещении кодовой дорожки 1 в обратном направлении состояние преобразователя не изменяется до появления нуля на выходе элемента

2, который по переднему фронту тактового импульса записывается в триггер

4. На выходе элемента НЕ 14 появляется единица, по которой нуль с выхода триггера 5 переписывается в триггер

7, а на втором выходе дешифратора 11 устанавливается единица, соответствующая входной комбинации сигналов

101011. Единица с этого выхода дешифратора 11 разрешает прохождение тактовых импульсов через элемент ИНЕ 18 на вычитающий вход реверсивного счетчика 15, а также через элемент

ИЛИ 19 разрешает работу реверсивному счетчику 16 в счетном режиме и прохождение импульса заема реверсивного счетчика 16 через элемент И 20 на синхровходы триггеров 4,5,8 и 9 ° При этом аналогично описанным циклам на вычитающий вход реверсивного счетчика 15 проходит серия (К +1) тактовых

О импульсов, а состояния триггеров 6, 8,7 и 9 образуют комбинацию 0011, .которой соответствуют нули на выходах дешифратора 11. При дальнейшем перемещении кодовой дорожки 1 в обратном направлении цикл работы преобразователя повторяется.

Все переходы при перемещении кодовой дорожки 1 как в прямом, так и в обратном направлениях происходят в соответствии с таблицей (фиг.2),где приведены выходные состояния дешифратора 11 при всевозможных входных комбинациях для формирования четырех, двух или одного импульсов на выходах дешифратора 11 за один квант перемещения.

Очевидно, что на суммирующий и вычитающий входы реверсивного счетчика 15 с коэффициентом пересчета (деления), равным К, пройдут тактовые импульсы, количество которых прямо пропорционально числу квантов переме5 130243 щения соответственно И и N,числу импульсов Kff, вырабатываемых о на один квант перемещения, и коэффи- в циенту (К +1), таким образом коли- щ чество выходных импульсов И, и N преобразователя соответственно па л выходах переноса и заема реверсивного счетчика 15 связано соотношением

К<,+1

N -И =ent (К вЂ” — (N -N )). с е н К о ь

s fO

Формула изобретения

Преобразователь перемещения в код, содержащий кодовую дорожку и расположенные вдоль нее два чувствительных f5 элемента, сдвинутые друг относительно друга на четверть шага квантования, генератор тактовых импульсов, выходы первого и второго чувствительных элементов подключены к информаци- 20 онным входам соответственно первого и второго Э-триггеров, выходы которых подключены к информационным .входам соответственно третьего и четвертого

D-триггеров и к входам элемента ИС- 25

КЛ1ОЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого подключен к синхровходу третьего D-триггера и через первый элемент НЕ к синровходу четвертого D-триггера, выходы третьего и четвертого D-триггеров 30 подключены соответственно к первому и второму входам дешифратора, к информационным входам соответственно пятого и"шестого D-триггеров, синхровходы которых подключены к выходу

2 6 торого элемента НЕ, а выходы — сответственно к третьему и четвертому ходам дешифратора, о т л и ч а ю— и и с я тем, что, с. целью расширения области применения преобразоватея за счет регулирования масштаба преобразования, в него введены два реверсивных счетчика, два элемента

И-НЕ, элемент ИЛИ и элемент И, выход которого подключен к синхровходам первого и второго D-триггеров и входу второго элемента НЕ, выход генератора тактовых импульсов подключен к первым входам элементов И-НЕ и элемента ИЛИ и к вычитающему входу пер-. вого реверсивного счетчика, выход заема которого подключен к первому входу элемента И, первый и второй выходы дешифратора подключены к вторым входам соответственно первого и второго элементов И-НЕ и второму и третьему входам элемента ИЛИ, выход которого подключен к второму входу элемента И и управляющему входу первого реверсивного счетчика, информационные вхо ды которого являются входом коэффициента масштабирования, выходы первого и второго элементов И-НЕ подключены соответственно к суммирующему и вычитающему входам второго реверсивного счетчика, выходы переноса и заема которого являются выхогами преобразователя, пятый и шестой входы дешифратора являются регулирующими входами преобразователя.

1302432

"8сеи асаальным ксмбинацияи соо бевсвбуев Од

Фи@ 2

1302432

Составитель Е. Вударина

Техред Л.Олейник - Корректор Л, Пилипенко

Редактор H. Гунько

Заказ 1225/56 Тираж 902 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,4