Преобразователь перемещения в код

 

Изобретение относится к устройствам автоматики и измерительной техники и может быть использовано в системах автоматического контроля. Целью изобретения является повышение технологичности производства преобразования. Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь перемещения в код, содержащий считывающие элементы 1<SB POS="POST">1</SB>-4<SB POS="POST">1</SB>, 1<SB POS="POST">2</SB>-5<SB POS="POST">2</SB>, 1<SB POS="POST">3</SB>-6<SB POS="POST">2</SB> соответственно младшего, среднего и старшего разрядов, кодовую маску 7, содержащую основные дорожки 11,12 и 14 соответственно младшего, среднего и старшего разрядов и дополнительные дорожки 13 и 15 соответственно среднего и старшего разрядов, число активных участков на всех дорожках находится в соотношении 1:2:R:R<SP POS="POST">2</SP>:2R<SP POS="POST">2</SP>:R<SP POS="POST">3</SP>..., где R - основание счисления, любое целое, четное число равное или большее четырех, считывающие элементы 1<SB POS="POST">1</SB>-4<SB POS="POST">1</SB>, 1<SB POS="POST">2</SB>-4<SB POS="POST">2</SB> и 1<SB POS="POST">3</SB>-4<SB POS="POST">3</SB> размещены друг относительно друга на расстоянии 2/R длины активного участка соответствующей основной дорожки 11,12 или 14, считывающие элементы 5<SB POS="POST">3</SB> и 6<SB POS="POST">2</SB> размещены друг относительно друга на расстоянии половины длины активного участка дополнительной дорожки 15, дешифратор, дополнительно введены считывающие элементы, расположенные следующим образом: элемент 5<SB POS="POST">1</SB> против основной кодовой дорожки 11 младшего разряда на линии установки и с тем же шагом, что и остальные, и элемент 6<SB POS="POST">1</SB> против дополнительной дорожки 13. Считывающие элементы всех дополнительных дорожек, кроме старшего разряда, расположены друг относительно друга на расстоянии, кратном половине длины активного участка соответствующей дорожки. Считывающие элементы 4<SB POS="POST">2</SB>, 6<SB POS="POST">1</SB>, 4<SB POS="POST">3</SB>, 6<SB POS="POST">2</SB>, установленные против соответствующих дорожек 12-15, расположены относительно линии установки на расстоянии, кратном 1/R длины активного участка основной дорожки соответствующего разряда. Дешифратор 8 преобразует код снимаемый со считывающих элементов 1<SB POS="POST">1</SB>-5<SB POS="POST">1</SB>, 1<SB POS="POST">2</SB>-6<SB POS="POST">1</SB>, 1<SB POS="POST">3</SB>-6<SB POS="POST">2</SB> в двоично-десятичный код на своих выходах. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (51)5 Н 03 М 1/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ щит

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4434302/24-24 (22) 02.06.88 (46) 23.05.90. Бюл. № 19 (71) Опытное производственно-техническое предприятие Уралчерметантоматика" (72) Л.А.Шакурский (53) 681 .325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1 49949, кл. Н 03 М 1 /26, 1 961 .

Авторское свидетельство СССР

¹ 1401606, кл. Н 03 М 1/26, 1986. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В

КОД (57) Изобретение относится к устройствам автоматики и измерительной техники и может быть использовано н сис— темах автоматического контроля. 1!елью изобретения является повьш ение технологичности производства преобразователя. Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь перемещения в код, содержащий считынающие элементы 1, -4„ 1 -5г, l>-63 соответственно младшего, среднего и старшего разрядов, кодовую маску 7, содержащук основные дорожки 11, !2 и

ВЫК17 НОа ЮР

l 4 соответстненно младп|его, среднего и старшего разрядон и дополнительные дорожки 13 и 15 соответственно среднего и старшего разрядов, число актив ных участков на всех дорожках нахог. дится в соотношении 1:2:R 2R:R 2R э

:R ..., где R — оснонание счисления, любое целое четное число, равное или большее четырех, считывающие элементы 1, -4<, l -4 и 1-4 размещены друг относительно друга на расстоянии 2/R длины активного участка соответствукщей основной дорожки 11, !2 или 14, считывающие элементы 5> и бг размещены друг относительно друга на расстоянии половины длины активного участка дополнительной дорожки 15 дешифратор, дополнительно введены считывающие элементы, расположенные следукшим образом: элемент 5 против основной кодовой дорожки ll младшего разряда на линии установки и с тем же шагом, что и остальные, и элемент

6 против дополнительной дорожки 13..

Считывающие элементы всех дополнительных дорожек, кроме старшего разряда, расположены друг относительно друга на расстоянии, кратном половиО П О О П- 7 а/

11 7 1ЮаЫая аг а (Рц 1

1566480 не длины активного участка соответствующей дорожки. Считывающие элементы

4, 6,, 4, 6, установленные против соответствующих дорожек 12-1 5, расположены относительно линии установки на расстоянии, кратном ljR длины акИзобретение относится к устройствам автоматики и измерительной техники и может быть использовано в сис-15 темах автоматического контроля.

Целью изобретения является повышение технологичности изготовления преобразователя.

На фиг. 1 представлена структурная 20 схема трехразрядного преобразователя линейного перемещения в двоично-десятичный код (R = 10); на фиг. 2 — фрагмент кодовой маски и расположение считывающих элементов в разных вариантах; на фиг. 3 — кодовый элемент трехразрядного преобразователя в Восьмеричной системе счисления (R = 8); на фиг. 4 — кодовый элемент трехразрядного преобразователя в четверичной системе счисления (R = 4); на фиг. 5 — кодовый элемент трехразрядного двухотсчетного преобразователя углового перемещения в десятичный код (R = 10) .

Приведены табл. l состояний декоде35 ра и табл.2 состояний преобразователя кода .

Преобразователь, выполненный фотоэлектрическим с основанием счисления десять (R = 10), содержит считывающие элементы 1 -6, соответственно младшего, среднего и старшего разрядов, установленные неподвижно в корпусе преобразователя, кодовую маску

7, укрепленную на объекте перемещения, дешифратор 8, содержащий декодер 9 в младшем .разряде, преобразователь 1 0 кода в каждом из остальных разрядов . Кодовая маска 7 содержит ос50 ионную дорожку 11 младшего разряда, основную дорожку 12 среднего разряда, дополнительную дорожку 13 среднего разряда, основную дорожку 14 старшего разряда, дополнительную дорожку 15 старшего разряда, диафрагмы 16, На каждой кодовой дорожке 11-15 (Фиг.2) активные участки — щели в тивного участка основной дорожки соответствующего ра з ряда. Дешифратор

8 преобразует код, снимаемый со считывающих элементов 1-5„, 1 -6„, I — 6 в двоично-десятичный код на своих выходах. l з.п.ф-лы, 5 ил., 2 табл. маске 7 (заштрихованы) чередуются с равными по величине пассивными участками. Число активных (пассивных) участков на дорожках 11-15 соответственно равно 1 00, 20, 1 О, 2, 1 .

Считывающие элементы 1 -5, младшего разряда (сплошные кружочки) размещены вдоль основной дорожки 11 этого разряда относительно линии установки, проходящей через элемент 5< 1 с

11 интервалом — длины активного участ5

I ка дорожки 11. Окружностями (фиг.2) показаны некоторые другие варианты размещения считывающих элементов, причем черта над ноМером считывающего элемента означает, что его сигнал надо проинвертировать . В остальных разрядах считывающие элементы 1 - 4д (1 — 4 ) против основной дорожки 12 (14) размещены вдоль дорожки с интер1 валом — длины активного участка этой

5 дорожки на расстоянии от линии уста1 новки (элемента 5 ) кратном — той ! 10 же длины.

Против дополнительной дорожки 13 (15) считывающие элементы 5, 61, (5, 6 ) размещены на расстоянии, равном половине длины активного участка этой дорожки, а относительно линии установки (элемента 5 ) — на pacl стоянии, кратном — длины активного

l0 участка основной дорожки 12(14) этого разряда.

Все считывающие элементы 1-6 выполнены в виде оптронных пар (светодиод и,фотодиод с усилителем-формирователем) в зазоре которых перемещается кодовая маска 7, против считывающих элементов l — 5 „ младшего разряда помещены диафрагмы 16 для увеличения разрешающей способности преобразователя.

1 566480

Преобразователь перемещения в код может быть построен в любой системе счисления с четным основанием R равным и большим 4.

Трехразрядный преобразователь, построенный в восьмеричной системе счисления (R = 8), содержит кодовук маску

7 (фиг.3), состоящую из основной кодовой дорожки 17 в младшем разряде, 10 основной 18 и дополнительно" 1 9 кодовых дорожек в среднем разряде, основной 14 и дополнительной 15 дорожек в старшем разряде. Число чередующихся, равных между собой, активных и пассив- 15 ных участков на кодовых дорожках соответственно равно 64, 16, 8, 2, и 1 .

Против основной дорожки 17 младшего разряда установлено четыре считывающих элемента 1 — 4,. Против каждой 20 из основных дорожек 18, 14 в осталь— ных разрядах установлено по три считывающих элемента 1 - 3 (сплошные кружочки), 1> — 3 . Против каждой из дополнительных дорожек 1 9, 15 уста- 25 новлено по два считываюших элемента

4, 5, и 4, 5д.

Считьвающие элементы 1 — 4 младшего разряда размещены вдоль дорожки

17 относительно линии установки(счи- 30 тывающего элемента 4) с интервалом, 9 равным — длины активного участка до4 рожки 17.

Считывающие элементы 1<-3, l >— - Зз против основных дорожек 18 и 14 раз—

1 мешены с интерв алами — длины актив4 ного участка этих дорожек, а считывающие элементы 4, 5< и 4>, 5 против 40 дополнительных дорожек 19 и 15 — на расстоянии, равном половине длины активного участка своей дорожки.

Считьвающие элементы 12-4, 5 45 среднего разряда и 1>-4, 5 старшего разряда отстоят от линии установки (считывающего элемента 4» младшего разряда) на расстоянии, кратном

50 длины активного участка основной дорожки своего разряда (дорожки 18 и

l4 соответственно) .

Трехразрядный двухотсчетный преобразователь угловorо перемещения в десятичный код (R = )О) отличается от одноотсчетнот о (Фиг. I ) только уст-. ройством кодового -лемента. Кодовый элемент двухотсчетп< г< преобразователя (Фиг.5) еол< рмит модули точного

Окружностями (Фиг.8) показаны некоторые другие варианты размещения считывающих элементов 1<, 2, причем черта нлд номером элемента означает, что его сигнал надо проинвертировать.

Считанный с млски код с основанием

8 поразрядно преобразуется в, двоичвыВ код .аналогично (фиг.l). В выходном коде преобразователя каждый восьмеричный разряд представлен тремя двоичными разрядами.

Трехрахрядный преобразователь, построенный в четверичной системе счисления (К = 4), содержит кодовун маску 20 (фиг.4), состоящую из основной кодовой дорожки IB в младшем разряде, основной 1 9 и дополнительной 21 дорожек в среднем разряде, основной 14 и дополнительной 15 дорожек в старшем разряде. Число чередукщихся, равных между собой, активных и пассивных участков на кодовых дорожках соответственно равно 16, 8, 4, 2,1 .

Вдоль дорожки 18 установлены счи— тывающие элементы (сплошные кружоч— ки) 1 < и 2 < (дополнительный) с интер1 валом — длины активного участка этой

2 дорожки. Против дорожки 19 установлен считьвающий элемент 1, л вдоль дорожки 21 — считьвающие элементы 2z и 3» (дополнительный) на расстоянии

2 длины активного участка этой дорожки, Считывающие элементы 1 и 3< среднего разряда удалены от линии установки элемента 2 младшего разряда

1 на — длины активного участка дорож—

3 ки 1 9 а элемента 2 — на — той же

Ф

4 длины. Аналогично рл змешены считьв лющие элементы 1>, 2> и 3> старшего разряда против кодо вых дорожек 14 и

I 5. Окружностями (фиг .4) показаны некоторые другие влрилнты размещения считывающих элементов l < и 2, причем черта над номером элемента означает, что его сигнал надо проинвертировать.

Считанный с маски 20 четверичный код поразрядно преобразуется в двоичный код. В выходном коде преобразователя перемещения каждый четверичный разряд представлен двумя двоич— ными разрядами.! 566480 и грубого отсчетов и согласуюший редуктор 22 между ними °

Двухразрядный модуль точного отсчета содержит кодовую маску 23 с дорожками 13-15, против основной кодовой дорожки !3 младшего разряда размещены считыв-.,зщие элементы 1 -5„

1 с интервалом — длины пассивного участ5 !О ка. Считывающие элементы 1 -5 и 6> среднего разряда размещены вдоль дорожек 14 и 15 аналогично элементам

1 -5 и 6<(фиг.2)

Одноразрядный модуль грубого отсчета содержит кодовую маску 24 с дорожками 14 и 15 старшего разряда и считывающие элементы I> — 5 и 6, назначение, выполнение и размещение которых аналогично (фиг.2).

Ось вращения маски 23 точного отсчета соединена с объектом перемещения и через понижающий редуктор 22 с передаточным отношением 10:1 (R.-l) с осью вращения маски 24 грубого отсчета.

С помощью редуктора 22 в двухотсчетном преобразователе реализуется требуемое соотношение 1:2:R:2R:R =

1 (1:2):R.(1:2:R) числа активных 30 (пассивных) участков на кодовых дорожках трехразрядного преобразователя.

За один оборот кодовой маски 24 старшего разряда преобразователя рисунок кодовой маски 23 среднего и младшего разрядов преобразователя повторяется перед считывающими элементами 1-6 десять (R) раз, что эквивалентно Фиг.2.

Преобразователь работает следующим образом.

При перемещении кодовой маски 7 (фиг.1 и 2) относительно неподвижных считывающих элементов 3 -6 млад45

mего, среднего и старшего разрядов, в каждом разряде границу активного и пассивного участков кодовой дорожки всегда пересекает только один из считьвающих элементов, на выходе которого изменяется уровень логического сигнала, т.е. кодирование является однопереМенным внутри каждого разряда, а следовательно, неоднозначность считывания информации внутри разрядов исключена. Декодирование информации, считьваемой с кодовой маски 7 элементами 1-6, начинается с младшего разряда.

Считывающие элементы < -5„при перемещении кодовой дорожки I I влево от исходного положения (Фиг.2) дают последова тель но комбинации лог ич еских сигналов на одноименных входах декодера 9 и его выходах (табл. 1) .

Выходной четырехразрядный двоичный код декодера 9 (Фиг.1) образует младшую тетраду выходного двоично-десятичного кода преобразователя. С элемента

5 считывается сигнал Лог,"0", когда на выходах младшей декады формируются

Сигнал элемента 5<, поступающий на вход управления преобразователя 10 кода среднего разряда, и сигналы считывающих элементов 1, -5 и 6 этого разряда, поступающие иа информационные входы преобразователя 101 кода, образуют входной код, все комбинации которого при перемещении кодовой маски 7 влево от исходного поло ения (фиг .2) на один пассивный и один активный участок дорожки 13 приведены в табл.2 работы преобразователя !

О !(10 ) кода. Входной код является однопеременным как внутри разряда, так и в сочетании с сигналом управления, содержит 4R разных комбинаций и, следовательно, обеспечивается однозначное декодирование двухразрядного кода с основанием R.

Выходные сигналы преобразователя

10 кода . информационные — двоичный код средней, тетрады выходного кода преобразователя перемещения (Фиг .1), управляющий — значение Лог."0" при цифрах в средней тетраде "0" — "4" и "Лог."1" при цифрах "5" — "9", эквивалентен сигналу, который можно получить со считьвающего элемента, если его установить против дополнительной дорожки 13 среднего разряда на одной линии с элементом 5 младmего разряда, этот сигнал поступает на управляющий вход преобразователя кода 10 старшего разряда. Аналогично осуществляются считьвание информации и ее поразрядное преобразование в двоичный код и сигнал управления в стершем (и последующем) разряде.

Трехраэрядный двухотсчетный преобразователь углового положения в десятичный код (R = 10) работает налогично (фиг . и 5) .

1566480

Съем сигналов со сч итывающих элементов трехразрядного преобразователя линейного перемещения в восьмеричный (R = 8),(фиг.31 и четверичный (R = 4) код (фиг.4) и их поразрядное преобразование в двоичный код осуществляются аналогично.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я 10

1 . Преобразователь перемещения в код, содержащий кодовую маску с числом основных дорожек по числу разряд ив преобразователя и по одной допол- 15 нительной дорожке во всех разрядах, кроме младшего, все дорожки выполнены равномерно квантованными, число активных участков на всех дорожках находится в соотношении I:2:R.:2R:R : 20 г, :2R :R R — основание счис2. Э ления, любое целое четное число, равное или больше четырех, причем число активных участков дополнительной дорожки каждого разряда вдвое меньше, чем соответствующей основной, против каждой основной дорожки установлено

R/2-1 считывающих элементов, против дополнительной дорожки в старшем разряде установлено два считывающих 30 элемента, расположенных друг относительно друга на расстоянии, равном половине длины активного участка этой дорожки, против каждой иэ осталь— ных дополнительных дорожек установ- 35 лено по одному считывающему элементу, считывающие элементы, установленные против основных дорожек в каждом разряде, расположены вдоль соответствующей основной дорожки с интервалом, 40 кратным 2/R длины активного участка соответствующей основной дорожки, выходы считывающих элементов каждого разряда соединены с входами соответствующих разрядных групп входов де- 45 шифратора, группы выходов которого являются выходами преобразователя, отличающийся тем, что с целью повьппения технологичности изготовления преобразователя, в него введены дополнительные считывающие элементы, по одному против основной дорожки младшего разряда и против каждой дополнительной дорожки во всех разрядах, кроме старшего, дополнительный считывающий элемент, размещенный против основной дорожки младшего разряда, располо» ен на линии установки, считьвающие элементы дополнительных доро»ек всех ра рядов, кроме старшего, размещены друг относительно друга на расстоянии, кратном половине длины активного участка соответствуюп,ей дорожки, считывающие элементы, установленные против основной и дополнительной дорожек во всех разрядах, кроме младшего, размещены вдоль соответствующей дорожки относительно линии установки на расстоянии, кратном ) /R длины активного участка основной дорожки этого разряда.

2. Преобразователь по и .1, о т л ич а ю шийся тем что деп1ифратор содержит декодер в младшем разряде и преобразователь кода в каждом последующем разряде, входы декодера являются группой входов младшего разряда дешифратора, а выходы— группой выходов младшего разряда дешифратора, информационные входы каждого из преобразователей кодов являются группой входов соответствующего разряда дешифратора, а информационные выходы - группой выходов соответствующего разряда дешифратора, управляющий выход преобразователя кода предыдущего разряда соединен с управляющим входом преобразователя кода следующего разряда, один иэ входов декодера объединен с управляющим входом преобразователя кодов следующего разряда. и ц

Входы

I T.

6 5 4 3 2

1 Упр

Упр и ц

Входы

Выходы

5 4 3 2

О О О О

О О О О

О О О 1

1 О

0 О

0 О

О О

0 0

О О

О О

О О

0 0

О 0

О О

0 1

О 1

0 1

О 1

О 1

О 1

О 1

О

О 1

1 1

1 I

1 1

1 I

1 1

1 1

1 I

1 1

1 I

I О

I О

1 0

1 О

l 0

1 О

1" О

1 О

О 0 О

О 0 О

0 .О О

0 0 0

О 0 О

О 0 1

0 0

О 1 1

О I l

1 1

1 1 1

1 1 1

I 1 1

l 1 1

1 1 1

1 1 О

1 О

1 О О

1 О О

0 0 О

О О О

О О О

О О О

О О О

О О О

О О

О О

О 1 1

О 1 1

1 1

1 1 1

1 1 1 ! I 1

1 1 I

1 1 1

l 1 О

1 1 О

1 О О

1 0 О

О О О

1566480

Т а б л

О О

О О

1 0

1 О

О О

О О

1 О

l О

О О

О О

I О

1 О

О О

О О

О

l О.

О О

О О

О

1 О

О 1

О 1

1 1

1 1

О

О 1.

1 1

I 1

О 1

О . 1

1 1

1 1

0 1

О 1

1 1

1 1

О 1

О 1

1 1

1 1

Табл

8 4 2 1

О О О О

О О О 1

О О 1 0

Выходы 8 !4 2T

О

О

О

О.

О

О

О

О

О

О

О

О

О

О

О

О

О

О

О

О

О

О

О

О

О

О

О

О

О

О

О

1

1

1

В ХОД!

5 2 j1 о о о о о о о о о ! о о о о о о о о о о-!

75

ВхОДы 4!З о о о

) ) 1

) 1 1 1 о о о

1 О О О

)S66480

1566480 ф

Эg

Составитель F сударина

Техред М. Ходанич Корректор В . Каба пи Р

Редактор И. Шулла

Закаэ 1228 Тираж 663 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по иэобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Проиэвсдственно-иэдательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101