Преобразователь перемещения в код

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах с управляющими вычислительными машинами. Цель изобретения - расширение области применения преобразователя путем обеспечения стабильности считываемого кода при любом положении подвижной обкладки датчика. В преобразователь, содержащий генератор 1 тактовых импульсов, схему 2 управления счетом, счетчик 3, дешифратор 4, регистр 5, емкостной датчик 6, компаратор 7, введен блок 8 формирования опорного напряжения. Блок 8 содержит элемент 9 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и резистивный делитель 10, состоящий из трех резисторов 11-13. Введение блока 8 формирования опорного напряжения дает возможность повышать порог срабатывания компаратора 7 путем подачи на его второй вход более высокого опорного напряжения для состояний младшего разряда счетчика 3, которые не соответствуют значению, зафиксированному в регистре 4 в предыдущем цикле опроса. В результате сохраняется стабильное значение выходного кода при неподвижной статорной обкладке емкостного датчика 6.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

SU» 481886 (59 4 Н 03 М 1/50

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ЫП:Л,." .-, .:,;;,-", ;,;, ц

Б.- БЛ11О, Z,-.Ä

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4289564/24-24 (22) 27 . 07, 87 (46) 23.05.89. Бюл. У 9 (72) М,С. Бобров и А.И. Борунов (53) 681 .325(088 .8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1043705, кл. H 03 М 1/22, 982, Авторское свидетельство СССР

N- 1113828, кл. Н 03 М 1/22, 1984. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В

КОД (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и мажет быть использовано в системах с управляющими вычисилительными машинами. Цель изобретения — расширение области применения преобразователя путем обеспечения стабильности считываемого кода при любом положении подвижной обкладки датчика. В преобразователь, содержащий генератор 1 тактовых импульсов, схему 2 управления счетом, счетчик 3, дешифратор 4, регистр 5, емкостной датчик 6, компаратор 7, введен блок 8 формирования опорного напряжения.

Блок 8 содержит элемент 9 ИСКЛ!!!ЧАЮЩЕЕ ИЛИ и резистивный делитель 10, состоящий из трех резисторов 11-13, Введение блока 8 формирования опорного напряжения дает возможность повышать порог срабатывания компаратора 7 путем подачи на его второй вход более высокого опорного напряжения для состояний младшего разряда счетчика 3, которые не соответствуют значению, зафиксированному в регистре 4 в предыдущем цикле опроса.

В результате сохраняется стабильное значение выходного кода при неподвижной статорной обкладке емкостного датчика 6. 1 sï. флы, 2 ил.

1 481886

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может. быть использовано в системах с управляю- . щими вычислительными машинами.

Цель изобретения -. расширение об- ласти применения преобразователя пу.тем обеспечения стабильности считываемого кода при любом положении подвижной обкладки датчика. 10

На фиг. 1 представлена структур ная схема преобразователя на фиг.2диаграмма сигналов на входах ком паратара.

Преобразователь перемещения в код . содержит генератор 1 тактовых импуль сов, схему 2 управления счетом, счетчик 3, дешифратор 4, регистр 5, емкостной датчик 6, компаратор 7, блок 8 формирования опорного напря- 20 жения, содер)кащий элемент ИСКХПОЧАЮЩЕЕ ИЛИ 9 и реэиетивный делитель 1 О, состоящий иэ резисторов 11 »1 3 .

Преобразователь работает следующим образом. 25

Импульсы с генератора 1 поступают на счетный вход счетчика 3, ре-. жим счета которого задается схемой

2 управления счетом, например уста- 30 новлен режим суммирования. По переднему фронту тактовых импульсов изменяется состояние счетчика 3, а следовательно, и выходов дешифратора

4. При этом поочередно подается на- . пряжение на статорные обкладки датчика 6, подключенные к выходам дешифратора 4. При изменении напряжения на статорной обкладке, ближайшей к подвижной обкладке, на последней, 40 вследствие наличия между ними емкостной связи, наводится напряжение, которое поступает на вход компаратора 7, Если сигнал превышает порог срабатывания компаратора 7, по- 45 следний срабатывает. Порог срабатывания компаратора 7 задается уровнем опорного напряжения, поступающего на второй вход компаратора 7 (постоянного от источника опорного напряжения и изменяющегося от блока формирования опорного напряжения) .

Последующие импульсы с генератора 1 будут вызывать переклниение счетчика

3 в Режиме суммирования, пока задер- 55 жанный импульс с компаратора 7 не из менит состояние схемы 2 управления счетом . Изменение состояния схемы 2 приводит к реверсированию счетчика 3 в данном случае переходу на режим вычитания.

Работая на вычитание, счетчик 3 опять пройдет состояние, соответствующее положению подвюкной обкладки.

При этом вновь будет получен сигнал с выхода кампаратора 7 и счетчик снова реверсируется. Регистр 5, в который записывается код, соответствующий положению подвижной обкладки, позволяет считывать информацию с преобразователя в любое время за исключением момента срабатывания компаратора 7, когда происходит изменение кода в регистре 5. Величина опорного напряжения, подаваемого на второй вход компаратора 7, должна быть меньше наименьшего сигнала, снимаемого со статорной обкладки датчика 6. Величина этого сигнала зависит от расположения подвижной обкладки относительно двух ближайших статорных обкладок и достигает минимума при положении подвижной обкладки, равноотстоящем ат двух соседних статорных обкладок.

Кроме того, эта величина изменяется при переходе от одной пары статорных обкладок к другой (sa счет погрешностей изготовления датчика 6), зависит от влажности воздуха, нестабильности питающих напряжений и других дестабилизирующих факторов °

Если опорное напряжение постоянно (что имеет места в известном преобразователе), то при установке подвижной обкладки между статорными об кладками, когда сигнал от каждой из них превышает величину анарного напряжения, прн работе счетчика в режиме суммирования эафиксируется состояние, соответствующее первой статорной обкладке, а после реверсирования счетчика зафиксируется состояние, соответствующее второй статорной обкладке.. Таким образом, в известном преобразователе будет наблюдаться непрерывное изменение кодн"в пределах младшего разряда.

Для обеспечения стабильности выдаваемого преобразователем кбда при расположении подвижной обкладки между двумя статорными обкладками в предлагаемом преобразователе вве1 ден блок формирования опорного напряжения, обеспечивающий повышение порога срабатывания компаратора 7 путем подачи на второй вход компаратора более высокого опорного на86 (2) (3) f0

Пап. н П n<

Условия 1-3 позволяют выбрать величины Uа, „и U on в Задаваясь величиной резистора Rl 1, определяем зна15 чения резисторов R12 и R13:

R12 = Rl 1 (- " — 1) > (4)

U on.н з 14818 пряжения (U» ) для состояний младшего разряда счетчика, которые не соответствуют значению, зафиксированному в регистре в предыдущем цикле опроса °

Параметры блока формирования опорного напряжения выбираются из следующих соображений.

Экспериментально определяются величины сигналов на подвижной роторной обкладке при положении ее, равноотстоящем от двух соседних статорных обкладок Пр для каждой, пары статорных обкладок и с учетом других дестабилизирующих факторов. В результате определяются величины U „„„ >и

Высокая величина опорного напряжения 0а„.в должна превышать 0р „акс чтобы исключить срабатывание компа- gp ратора 7 от сигнала соседней статорной обкладки после реверсирования счетчика. рп.в р макс (. ) 25

Низкая величина опорного напряжения

U,„ должна обеспечить срабатывание компаратора в любом цикле опроса.

На диаграмме (фиг.2) сплошной линией показаны сигналы на входах ком- 30 паратора 7 при расположении подвижной обкладки, равноотстоящей от статорных обкладок и и п+1 для случая

Uр „„„ и фиксации положения, соответствующего статорной обкладке и. При перемещении подвижной обкладки в направлении статорной обкладки и+1 сигнал от статорной обкладки и будет уменьшаться, а от статорной обкладки п+) увеличиваться, причем при 4р малых смещениях увеличение сигнала от обкладки и+1 равно уменьшению сигнала от обкладки и (показано пунктирной линией на фиг. 2) . Кроме того, на диаграмме (фиг. 2) показано . а — 45 напряжение на первом входе компаратора, когда подвижная обкладка между и и n+1 статорными обкладками, б— напряжение на первом входе компаратора, когда подвижная обкладка сдвину- 5 та в сторону и+1 статорной обкладки, в †. опорное напряжение на втором входе компаратора.

Так как в любом цикле опроса должно иметь место срабатывание компаратора 7, необходимо, чтобы сигнал от статорной обкладки n+l достигал уровня U „, раньше,,чем сигнал от статорной обкладки и станет ниже

U аа 9 Ф Для этого ДОлжнО В ыпОлнятьс Я условие

Uon.в U р мин U р мин an.í т ° е.

Uan н 21.1 р ла 1.1 on s

Одновременно U „„должно превышать уровень помех

R1 3 Rl 1 " " ", (5) Па О onв где U р — напряжение питания.

В вариантах построения преобразо вателя, в которых схема управления счетом не реверсирует : счетчик (ва риант с установкой счетчика в ноль, когда каждый новый цикл начинается подачей импульса на первую статорную обкладку и заканчивается на обкладке, сигнал от которой превышает порог.компарирования, и вариант, в котором схема управления счетом не используется и каждый новый цикл на чинается подачей импульса на первую

„статорную обкладку и заканчивается подачей импульса на последнюю статор" ную обкладку), последовательность подачи сигналов на статорные обкладки постоянна от п к (и+1)-й. При установке подвижной обкладки в положение, равноотстоящее от и-й и (п+1)-й об" кладок, будет стабильно считываться код, соответствующий и-й обкладке, так как код фиксирует ее по передне му Фронту срабатывания компаратора.

Однако в известном преобразователе при сдвиге подвижной обкладки в направлении (n+l) - и статорной обкладки в положение, когда сигнал от п обкладки будет близок к порогу компарирования, при неизменном опорном напряжении будет наблюдаться нестабильность выдаваемого кода за счет нестабильности считываемого сигнала (помехи, механические колебания подвижной обкладки, нестабиль ности питающих напряжений) .

Для обеспечения стабильности считываемого с преобразователя кода необходимо введение изменяющегося опорПоп, "оо,н > 11наатай., (6) Uon. í C U р. мчн

Up «w U dn. н 11 оп. 6 U p. »» (7) т.е. рмцн Uon м

15 (8) Формула изобретения. Риг. 2

Составитель N. Сидорова

Техред Л.Олийнык Корректор И, Горная

Редактор Н. Тупица

Заказ 2701/56 Тираж 885 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям лри ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул, Гагарина, 101

6 14818 ного напряжения. При этом разность между высоким опорным напряжением и низким опорным напряжением должна перекрывать величину нестабильности сигнала, считываемого с подвижной обкладки при ее неизменном положении

Также должны выполняться соотношения: 10

Соотношения 6-8 позволяют выбрать величины Uon. u U on,г. Величины резисторов R12 и R13 определяют по формулам (4, и 5) .

Технико-экономический эффект от использования предлагаемого преобразователя обусловлен стабильностью считываемого с преобразователя кода при любом положении подвижного эле25 мента, что расширяет область применения преобразователя за счет возможности использования его в устройствах, где стабильность считываемого кода при неизменном положении подвижного элемента является, необходимым ус лов ием .

1. Преобразователь перемещения в ЗБ код, содержащий генератор импульсов,. выход которого соединен со счетным входом счетчика, выходы которого сое— динены с входами регистра и дешифратора, выходы которого соединены со статорными обкладками емкостного датчика, подвижная обкладка которого соединена с первым входом компаратора, выход которого соединен с управляющим входом регистра и входом элемента управления счетом, выход которой соединен с входом установки счетчика, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения за счет обеспечения стабильности считываемого кода при любом положении подвижной обкладки датчика в него введен блок формиро} вания опорного напряжения, первый и второй входы которого подключены к выходам младших разрядов регистра и счетчика соответственно, а выход соединен с вторым входом компаратора.

2. Преобразователь по и. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что блок формирования опорного напряжения содержит резистивный делитель напряжения и элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый и второй входы которого являются первым и вторым входами блока формирования опорного напряжения, выход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединен с первым входом резистивного делителя напряжения, второй вход которого подключен к шине нита-, ния, а выход является выходом блока формирования опорного напряжения.