Преобразователь перемещения в код

 

Изобретение относится к устройствам преобразовательной техники и может быть использовано в системах программного управления станками и роботами, в системах обработки графической информации, в системах телеуправления и контроля. Целью изобретения является повышение надежности

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 Н 03 Г1 1/30 с

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н Asropc44oMv свидктепьствм

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4122314/24-24 (22) 19.09.86 (46) 23,03.88. Бюл. ¹ 11 (72) Е.Г.Афанасьев, В.Г.Воржев и В.Г.Колосов (53) 68 1.325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1113828, кл. Н 03 М 1/22, 1983.

Авторское свидетельство СССР № 1269263, кл. Н 03 M 1/30, 26.09.85.

„„SU„, 13 84 A1 (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ

В КОД

{57) Изобретение относится к устройствам преобразовательной техники и может быть использовано в системах программного управления станками и роботами, в системах обработки графической информации, в системах телеуправления и контроля. Целью изобретения является повышение надежности

138349 и упрощение эксплуатации преобразователя перемещения в код эа счет формирования абсолютного отсчета. Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь, содержащий шкалу 7, выполненную в виде параллельных проводников, считывающие элементы 8 и 9, выполненные в виде проводников, параллельных Проводникам шкалы 7, и через узлы 10, 11 съема сигнала, соединенные с компараторами 12 и 13, генератор 3, счетчик 4, регистр 5, дешифратор 6, выходы которого соединены с проводниками шкалы 7, счетчик 22, вычитающий и суммирующий входы которого подключены к выходам соответственно элементов

И 14 и 15, элемент ИЛИ 24, RS-триггер 2, введены два RS-триггера 20

9 и 21, четыре элемента И 1б, 17, 18 и 19, два элемента 1 и 23 задержки.

Четные 8 и нечетные 9 считывающие элементы расположены с переменным интервалом в каждой паре, что позволяет определять номера четных считывающих элементов 8, находящихся в зоне шкалы 7. Н счетчике 4 формируется код, определяющий положение четного считывающего элемента 8, находящегося в зоне шкалы 7, относительно начала шкалы 7, а в счетчике 22 формируется код четного элемента 8, находящегося в зоне шкалы 7. Преобразователь перемещения в код начинает работать по сигналу запуска и на выходе формирует абсолютный код, независящий от предыдущего цикла преобразования, 2 ил.

Изобретение относится к устройствам преобразовательной техники и может быть использовано в системах программного управления станками и роботами, в системах обработки графи5 ческой информации, в системах телеуправления и контроля.

Целью изобретения является повышение надежности и упрощение эксплуа- 10 тации за счет формирования абсолютного отсчета.

На фиг, 1 приведена схема преобразователя перемещения в код; на фиг.2 варианты взаимных расположений считывающих элементов и шкалы.

Преобразователь перемещения в код содержит элемент 1 задержки, RS-триггер 2, генератор 3,, счетчик 4, регистр 5, pelIIHApaTop б, шкалу 7, сос- 20 тоящую из параллельных проводников, четные 8 и нечетные 9 считывающие элементы, расположенные на подвижной части преобразователя, узлы 10 и 11 съема. сигнала, компараторы 12 и 13, 25 элементы И 14-19, RS-триггеры 20 и 21, счетчик 22, элемент 23 задержки и элемент ИЛИ 24.

Расположение соседних четных 8 и нечетных 9 считывающих элементов с

30 переменным шагом позволяет определить номера четных 8 считывающих элементов, находящихся в зоне шкалы 7.

Шаг расположения четных 8 считывающих элементов должен быть (фиг.2)

b,Ы„=ш dS, где m, S — количество проводников шкалы 7 и шаг их расположения соответственно. Интервалы между соседними четными 8 и нечетными 9 считывающими элементами, поскольку они несут информацию о номере четного 8 считывающего элемента, находящегося в зоне шкалы 1, должны различаться на величину, достаточную, чтобы исключить неоднозначность их определения. Зтот интервал определяется количеством проводников шкалы 7, расположенных между считывающими элементами 8 и 9, Неоднозначность определения этого количества возникает при расположении считывающего элемента 9 или 8 между проводниками шкалы 7, когда может быть считан либо один, либо оба эти проводника. Для уменьшения неоднозначности определения интервала целесообразно интервал брать равным (и+0,5)ДS, где п — целое число.

При этом в зоне неопределенности сможет находиться только один из двух считанных элементов 8 и 9 и, следовательно, погрешность изменения интер1383499

«ала «е ре«ыс ит QS. У шты«ая наличие этой погрешности, интер«алы должны отличаться «а величину не менее чем 2АЫ.

При больших скоростях перемещения существенное значение приобретает также динамическая погрешность за счет перемещения считывающих элементов 8 и 9 во время измерения. С учетом 10 этой погрешности разность между соседними интервалами целесообразно увеличить, например, до 4dS. Вследствие вышеуказанной разности шаг расположения интервалов нечетных считы- 15 вающих элементов 9 должен отличаться от шага четных считывающих элементов 8 на величину этой разности. Чтобы в зоне шкалы 7 всегда находился хотя бы один нечетный считывающий 20 элемент 9, шаг их расположения должен быть меньше шага расположения четных считывающих элементов.8. Для получения максимального числа считывающих элементов 8 и 9 и, следовательно, мак.25 симального диапазона преобразования, интервал между первыми четным 8 и нечетным 9 считывающими элементами целесообразно брать меньше указанной разности, например 1,5KS. 30

Преобразователь работает следующим образом.

Короткий запускающий импульс, поступающий на вход преобразователя, производит начальн Io установку преобразователя, При этом все разряды счетчиков 4 и 22 устанавливаются в сос- тояние, соответствующее "1", а RSтриггеры 20 и 21 — в состояние "0".

Через некоторое время, определяемое 40 элементом 1 задержки, устанавливается в "1" RS-триггер 2 и запускает генератор 3 ° Импульсы генератора 3 поступают на суммирующий вход счетчика 4 и изменяют его состояние, а следова- 45 тельно, и состояние выходов подключенного к нему дешифратора 6. При,каждом новом состоянии дешифратора 6 появляется напряжение на очередном проводнике шкалы 7, начиная с 1-го, соответствующего нулевому состоянию счетчика 4, При появлении напряжения на проводнике шкалы 7, ближайшем к считывающему элементу 8 или 9, на последнем вследствие наличия емкост55 ной связи наведется наибольшее напряжение, которое в зависимости от номера возбужденного считывающего элемента 8 или 9 поступит через узел 10 или 11 с ъема сигнал» н» вход соответ— ствующего компаратора 12 или 13 и приведет к erо срабатыванию. Прн этом в зависимости от расположения считывающих элементов 8 н 9 относительно шкалы 7 пер«ым срабатывает либо компаратор 12, либо компаратор 13, Рассмотрим случай, когда первым возбуждается второй из четных 8 считывающих элементов (Ч?) (фиг..2а) и, следовательно, срабатывает компаратор 12. При срабатывании компаратор

12 сформирует короткий импульс, который зафиксирует в регистре 5 код со счетчика 4. Для положения, указанного на фиг. 2а, этот код будет равен "1О" с нулями в старших разрядах.

Кроме того, импульс компаратора 12 через открытый элемент И 16 поступит на Б-вход RS-триггера 20 и установит его в состояние "1". При этом откроются элементы И 15 и 19 и закроется элемент И 17. Вследствие этого импульсы с генератора 3, включая импульс, возбуждающий компаратор 12, начнут поступать через элемент И 15 на суммирующий вход счетчика 22. Через 6 или 7 импульсов генератора 3 согласно Фиг.2а возбудится нечетный считывающий элемент 9 (Н2) и сработает компаратор 13. Импульс с его выхода через элемент И 19 и элемент ИЛИ

24 поступит на R-вход RS òðèããåðà 2 и установит его в состояние "0", вследствие чего на разрешающем выходе преобразователя установится "1", а генератор 3 остановится. При этом на выходах счетчика 22 будет сформирован код "101 или 110" с нулями в старших разрядах. Выходной код преобразователя формируется следующим образом: младшие разряды соответствуют сосостояниям разрядов регистра 5, а старшие — состояниям разрядов счет" чика 22, исключая два его младших разряда. Таким образом, например, при числе разрядов счетчика 4, рав, 7 ном 7 и соответственно при m=2, на I выходе преобразователя будет сформирован код "10000010" (с нулями в старших разрядах).

При смещении считывающих элементов 8 и 9, например, в положение, изображенное на фиг. 2б, первым возбудится нечетный считывающий элемент

9 (НЗ) и сработает компаратор 13.

Сигнал с его выхода через открытьгй элемент И 17 поступит на 8-вход КБ1383499 триггера ? 1 и установит его в состояние "1 . При этом откроются элементы И 14 и 18 и закроется элемент И 16.

Импульсы с генератора 3, включая воз5 будивший (H3) третий нечетный элемент 8, через элемент И 14 начнут поступать на вычитающий вход счетчика 22. При возбуждении в соответствии с A«r. 26 (m-5)-r î проводника шкалы 7 возбудится четный считывающий элемент 8 (Ч2) и сработает компаратор 12. К этому моменту на выходах счетчика 4 будет сформирован код

"1111010", соответствующий (m-5)-му

15 проводнику шкалы 7, т,е. при m=2

123-му проводнику шкалы 7, а на вход счетчика 22 поступит (m-9+1) или (m-10+1) импульсов. Импульс с выхода компаратора 12 поступит на управляющий вход регистра 5 и зафиксирует в нем код счетчика 4, а также через элемент И l8 запустит элемент 23 задержки. Последний с задержкой, равной двум периодам генератл- 25 ра 3, через элемент ИЛИ 24 установит

RS-триггер 2 в состояние "0", что приведет к остановке генератора 3.

В результате задержки на вычитающий вход счетчика 22 поступит еще 2 импульса. При этом на выходах счетчика 22 после остановки генератора 3 будет сформирован код 101в или "110", т.е. такой же как и в случае, изображенном на фиг. 2а, поскольку в обоих случаях в зоне шкалы 7 находит35 ся один и тот же четный считывающий элемент 8 (Ч2). В результате код на выходе преобразователя будет

11111010 что соответствует положе 40 нию считывающих элементов 8 и 9 относительно шкалы 7. Таким образом, при любом положении считывающих эле ментов 8 и 9 относительно шкалы 7 преобразователь формирует однознач45 ный полный код, причем результат цикла преобразования не зависит от предыдущего цикла, т.е. обеспечивается абсолютный отсчет.

Формула изобретения

Преобразователь перемещения в код, содержащий шкалу, выполненную в виде параллельных проводников, считывающие элементы, выполненные в виде проводников, параллельных проводникам шкалы, четньк считывающие элементы через первый узел съема сигнала соединены с входом перг.ого компаратора, а нечетные считывающие э;|ементы через второй узел съема сигнала — с входом второго комларатора, генератор, выход которого соединен со счетным входом первого счетчика, выходы которого соединены с информационными входами регистра и входами дешифратора, выходы которого соединены с проводниками шкапы, второй счетчик, вычитающий и суммирующий входы которого подключены к выходам соответственно первого и второго элементов И, элемент ИЛИ, первый RS-триггер, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности и упрощения эксплуатации преобразователя за счет формирования абсолютного отсчета, в него введены второй и третий RS-триггеры, третий, четвертый, пятый и шестой элементы И, первый и второй элементы задержки, а смежные считы1 вающие элементы расположены с пере- . менным интервалом, вход первого элемента задержки является запускающим входом преобразователя и соединен с установочными входами первого и второго счетчиков и с R-входами второго и третьего RS — òðèããåðîâ, а выход — с

S-входом первого RS-триггера, прямой выход которого соединен с запускающим входом генератора, а инверсный является выходом разрешения преобразователя, выход первого компаратора соединен с управляющим входом регист- . ра и с первыми входами третьего и четвертого элементов И, выход которо-го соединен с входом второго элемента задержки, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с R-входом первого RS-триггера, выход второго компаратора соединен с первыми входами пятого и шестого элементов И, выход которого соединен с S-входом третьего RS-триггера, прямой выход которого соединен с первым входом первого элемента И и с вторым входом четвертого элемента И, а инверсный выход соединен с вторым входом третьего элемента И, вьгход которого соединен с

S-входом второго RS-триггера, инверсный выход которого соединен с вторым входом шестого элемента И, а прямой выход соединен с первым входом второго элемента И и с вторым входом пятого элемента И, выход кото7 1383499 8

Составитель Е. Ьударина

Редактор В.Бугренкова Техред М.Ходанич Корректор О.Кундрик

Заказ 1351/55 Тираж 928 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, рого соединен с вторым входом элемента ИЛИ, выход генератора соединен с вторыми входами первого и второго элементов И.