Устройство для измерения перемещения в реальном масштабе времени

 

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано в системах измерения угловых и линейных перемещений в реальном масштабе времени, где использование известных измерительных устройств невозможно, например в рентгеновских вычислительных томографах третьего и четвертого поколений. Целью изобретения является повышение информативности при сохранении числа меток положения путем разбиения интервала между соседними метками положения на К равных интервалов. Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее неподвижный носитель меток положения, первый датчик положения, первый формирователь импульсов и блок сбора и обработки данных, дополнительно введены вторые датчик положения и формирователь импульсов, три блока задержки, два триггера, суммирующий счетчик, два регистра, вычитающий счетчик, счетчик циклов, блок сравнения кодов, четыре элемента ИЛИ, три элемента И, шина задания кода деления и шина управления, генератор импульсов и управляемый делитель частоты. Введение второго датчика положения позволяет с помощью генератора импульсов, управляемого делителя частоты, первого блока задержки, суммирующего счетчика и первого регистра произвести измерение фактического времени перемещения между двумя соседними метками с высокой точностью, которое затем по сигналам с основного датчика положения разбивается на К равных интервалов с помощью вычитающего счетчика, блока сравнения кодов, счетчика циклов и двух блоков задержки, т.е. исходными данными для размножения в данном интервале является измеренная предварительно, с помощью введенного датчика положения, длительность этого же интервала. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (gg 4 Н 03 М 1/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТ0РСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

» с

ГОСУЦАРСТБЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPbfTHRM

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4141799/24-24 (22) 26. 08. 86 (46) 23.04.89. Бюп. М 15 (71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт кабельной промышленности (72) В.А. Пташкин, В.А. Нестеров, А. Е. Кангер, Ю.Н. Метальников, Э.И. Радер и С.Н. Ранов (53) 681.325 (088.8) (56) Патент США 9 4178511, кл. 250/445Т, 1979.

Патент США У 4075491, кл. 250/445Т, 1978. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В РЕАЛЬНОМ МАСШТАБЕ ВРЕМЕНИ (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах измерения угловых и линейных перемещений в реальном масштабе времени, где использование известных измерительных устройств невозможно, например, в рентгеновских вычислительных томографах третьего и четвертого поколений. Целью изобретения является повышение информативности при сохранеким числа меток положения путем разбиения интервала между соседними метками положения на К равных интервалов. Поставленная цель достигается

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах измере1

„„80„„1474842 А 1 тем, что в устройство, содержащее неподвижный носитель меток положения, первый датчик положения, первый формирователь импульсов и блок. сбора и обработки данных, дополнительно введены вторые датчик положения и формирователь импульсов, три блока задержки, два триггера, суммирующий счетчик, два регистра, вычитающий счетчик, счетчик циклов, блок сравнения кодов, четыре злемента ИЛИ, три злемента И,шина задания код.:. деления и шина управления, генератор импульсов и управляежж делитель частоты. Введение второго датчика положения позволяет с помощью генератора импулье сов, управляемого делителя частоты, первого блока задержки, суммирующего счетчика и первого регистра произвес- » ти измерение фактического времени перемещения между двумя соседними . метками с высокой точностью, которое затем по сигналам с основного датчиви»ь ка положения разбивается на К равных интервалов с помощью вычитающего счетчика, блока сравнения кодов, счетчика циклов и двух блоков задержки, т.е. исходными данными для размножения в данном интервале является измеренная предварительно, с помощью введенного датчика положения,,дпительность зтого же интервала. 1 ил.

2 ния угловых и линейных перемещений в реальном масштабе времени, rдe использование известньи измерительных

1474842 устройств невозможно, например в рентгеновских вычислительных томографах третьего и четвертого поколений.

Цель изобретения — повышение, ин5 формативности при сохранении числа меток положения путем разбиения интервала между соседними метками положения на К равных интервалов за счет формирования К-1 позиционных импульсов.

На чертеже показана структурная схема устройства.

Устройство содержит неподвижный носитель 1 меток положения, датчики

2 и 3 положения, формирователи 4 и 5 импульсов, блок 6 управления сбором и обработкой данных, с первого по третий блоки 7-9 задержки, генератор

10 импульсов, управляемый делитель 20

11 частоты, суммирующий счетчик 12, первый 13 и второй 14 регистры, вычитающий счетчик 15, счетчик 16 циклов, блок 17 сравнения кодов, первый

18 и второй 19 триггеры, с первого 25 по четвертый элементы ИЛИ 20-23, с первого по третий элементы И 24-26, шину 27 задания кодов и шину 28 управления.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии триггеры 18 и 19 находятся в нулевых состояниях (цепи первоначальной установки триггеров 18 и 19 не показаны) и нулевые потенциалы с прямых выходов триггеров 18 и 19 блокируют соответственно счетчики 12 и 15.

На шинах 27 задан код числа К, а на шине 28 присутствует полсжитель- 40 ный потенциал, который подтверждает нулевое состояние триггера 19 через элемент ИЛИ 23 и блокирует прохождение сигналов с выхода формирователя

4 иа вход блока 8 через элемент И 24. 45

Генератор 10 вырабатывает импульсы с кварцоваиной частотой, которая поступает на вход делителя 11 на выходе которого появляются импульсы с частотой Е/К, которые поступают на тактовый вход счетчика 12, который подсчитывает эти импульсы.

После начала вращения сканирующей системы датчики 2 и 3 вырабатывают электрические сигналы при проходде". нии соответствующих меток неподвижного носигеля t меток положения. Эти сигийлы формируются соответственно на формирователях 4 и 5.

При появлении сигнала на выходе формирователя 5, на первом " четвертом выходах блока 7 появляются сдвинутые во времени импульсы. По импульсу с первого выхода блока 7 устанавливается в "0" триггер 18, нулевой сигнал с прямого выхода которого запрещает фуйсционирование счетчика

12. По сигналу с второго выхода блока 7 содержимое счетчика 12, которое соответствует количеству импульсов с частотой f/K, поступивших в интервале времени между предыдущим и данным сигналами с выхода формирователя 5, переписывается в регистр 13.

По сигналу с третьего выхдда блока 7 счетчик 12 обнуляется и по сигналу с четвертого выхода блока 7 триггер

18 устанавливается в "1™, тем самым разрешается подсчет импульсов с частотой f/K счетчиком 12, который продолжает подсчет до прихода следующего импульса с выхода формирователя 5 и т.д. На вход инициирования блока 6 при этом никаких импульсов не поступает.

При достижении сканирующей системой штатной скорости вращения на шине 28 появляется нулевой потенциал, который разрешает поступление импульсов с выхода формирователя 4 на вход блока 8 через элемент И 24.

При поступлении каждого импульса на вход блока 8 сначала появляется сигнал на его первом выходе, по которому происходит загрузка регистра

14 содержимым регистра 13,. устанавливается счетчик 16 циклов в исходное состояние 10...0 (при этом на выходе блока 17 сравнения кодов появляется единичный потенциал, который разрешает прохождение сигналов через элементы И 25 и 26). Импульс с первого выхода блока 8 проходит через элемент ИЛИ 20 н поступает на вход инициирования блока 6, который управляет сбором н обработкой данных с детекторов рентгеновского излучения томографа, жестко связанных с неподвижным носителем 1 меток положения (детекторы рентгеновского излучения н источник рентгеновского излучения не показаны). По импульсу с второго выхода блока 8 происходит загрузка вычнтающего счетчика 15 содержимым регистра 14. По импульсу с третьего выхода блока 8 происходит

147484 установка триггера 19 в "1" через элемент 22, при этом положительный потенциал с прямого выхода триггера 19 разрешает счет импульсов с частотой Г„„ вычитающим счетчиком 15 и при достижении последним нулевого

gостояния на его выходе "Заем" появляется импульсный сигнал, который устанавливает триггер 19 в нулевое со- 10 стояние, что приводит к блокировке счетчика 15, и поступает на вход блока 9. Импульс с первого выхода блока

9 увеличивает на единицу содержимое счетчика 16 циклов и проходит через 15 элемент ИЛИ 20 на вход инициирования блока 6. Так как содержимое счетчика 16 не равно коду на шинах 27, на выходе блока 17 сохраняется единичный потенциал и поэтому импульс с второ- 20

ro выхода блока 9 проходит через элементы И 25 и ИЛИ 21 и поступает на вход управления загрузкой счетчика 15, который загружается содер1;имым регистра 14. Сигнал с третьего выхода блока 9 проходит через элемент И 26, элемент ИЛИ 22 и устанавливает триггер 19 в единичное состояние и разрешается функционирование счетчика 15.

Описанньп цикл повторяется К-1 раз.

При появлении на первом выходе блока 9 К-1-го импульса счетчик 16 увеличивает свое содержимое на единицу, которое становится равным К. При этом З на выходе блока 17 появляется нулевой потенциал сравнения кодов, который блокирует элементы И 25 и 26, поэтому по импульсам с второго и третьего выходов блока 9 загрузки 40 счетчика 15 и установки триггера 19 не происходит. Формирование следующих

К-1-х импульсов счетчиком 15 и блоком 9 произойдет только при поступлении следующего импульса с формирова- 45 теля 4. задержки, первый выход которого соединен с входом перезаписи второго регистра, 8-входом счетчика циклов и первым входом первого элемента ИЛИ, второй и третий выходы второго блока задержки соединены соответственно с

Таким образом, устройство формирует на входе инициирования блока 6 по каждому импульсу с выхода формиро- 50 вателя 4 К-1 дополнительных промежуточных импульсов, причем число в регистре 14 является результатом измерения этого же углового интервала датчиком 3, чем обеспечивается распределение абсолютной погрешности на все К позиционных интервалов в интервале между двумя угловыми положениями носителя 1 меток положения.

Формула изобретения

Устройство для изме1 ения перемещения в реальном масштабе времени, содержащее неподвижный носитель меток положений, первый датчик положения, жестко связанный с подвижной частью устройства, выход которогс соединен с входом первого формирова-, теля импульсов, блок управления сбором и обработкой данных, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения информативности при сохраненни числа меток положения, в него введены второй датчик положения, жестко связанный с подвижной частью устройства и отстоящий от первого датчика на расстоянии, большем оцного периода и меньшем двух периодов расположения меток положений на носителе, второй формирователь импульсов, генератор импульсов, управляемлй делитель частоты, с первого по третий блоки задержки, первый и второй триггеры, с первого по третий элементы И, с первого по четвертый элементы ИЛИ, суммирующий счетчик, первый и второй регистры, вычитающий счетчик, блок сравнения кодов, счетчик циклов, шина задания . да деления и шина управления, выход второго датчика положения соединен с входом второго формирователя импульсов, выход которого соединен с входом первого блока задержки, первый выход которого соединен с R-входом первого триггера, прямой выход которого соединен с входом управления суммирующего счетчика, счетный вход которого и вход обнуления подключены соответственно к выходу управляемого делителя частоты и к второму выходу первого блока задержки, третий и четвертый выходы которого соединены соответственно с входом перезаписи первого

1 регистра и $-входом первого триггера, выход первого формирователя импульсов соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого подключен к шине управления, а выход соединен с входом второго блока

1474842

Составитель М. Сидорова

Редактор А. Козориз Техред Л.Сердюкова Корректор М. Демчик

Заказ 1910/56 Тираж 880 Подписное

BQQKИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Ь

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород„ ул. Гагарина, 101 первыми входами второго и третьего элементов ИЛИ, выходы разрядов суммирующего счетчика соединены с разрядными входами первого регистра, выходы которого соединены с разрядными входами второго регистра, выходы которого соединены с разрядными входами вычитающего счетчика, выход переполнения которого соединен с первым входом четвертого элемента ИЛИ и входом третьего блока задержки, первый выход которого соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ и с С-входом счетчика циклов, второй и третий выходы третьего блока задержки соединены соответственно с первы ми входами второго и третьего элементов И, вторые входы которых объединены и подключены к выходу блока срав- 20

Йения кодов, выход второго элемента

И соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом перезаписи вычитающего счетчика, выход третьего элемента И соединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с S-входом второго триггера, второй вход четвертого элемента ИЛИ подключен к шине управления, а выход— к R-входу второго триггера, прямой выход которого соединен с входом управления вычитающего счетчика, счетный вход которого подключен к выходу генератора импульсов и к входу управляемого делителя частоты, разрядные входы которого подключены к шине задания кода деления и к первой груп= пе входов блока сравнения кодов, вторая группа входов которого подключена к выходам счетчика циклов, выход первого элемента ИЛИ соединен с входом блока управления сбором и обработки данн. . х.