Преобразователь линейных перемещений в код

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для измерения больших перемещений объектов в испытательных стендах, например в облучательных гамма-установках, в автоматизированных промышленных установках, в том числе работающих в запыленных и агрессивных средах, в робототехнике. Целью изобретения является упрощение преобразователя. Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь, содержащий кодовую маску, выполненную из герконов, первые выводы которых подключены к источнику питания, подвижный постоянный магнит 2, дешифратор 9, элементы И 13 и 16, дополнительно введены генератор 10 импульсов, делитель 11 частоты, коммутаторы 5 и 6 грубого и точного отсчетов, счетчики 7 и 8 грубого и точного отсчетов, элемент 14 задержки, элемент ИЛИ 15. Кодовая маска содержит неподвижную линейку грубого отсчета, образованную герконами 1 отсчета, и подвижную линейку точного отсчета, образованную герконами 3, а также неподвижную линейку соленоидов 4 соосных с герконами 1 линейки грубого отсчета. Шаг размещения герконов 3 - ΔL, а шаг размещения герконов 1 и соленоидов 4 - NΔL, где N - принятое основание счисления. Первые выводы соленоидов 4 подключены к источнику питания, а вторые к дешифратору 9, вторые выводы герконов 1 и 3 подключены к информационным входам соответствующих коммутаторов 5 и 6 грубого и точного отсчетов. Постоянный магнит 2 установлен соосно с линейкой точного отсчета и сопряжен с линейкой грубого отсчета, а линейка точного отсчета сопряжена с линейкой соленоидов 4. В результате циклического опроса герконов 1, 3 и соленоидов 4 в счетчиках 7 и 8 фиксируется информация о замкнутых герконах 1, 3 что однозначно определяет код перемещения. 2 ил.

СООЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

O9l (И) Р1) Н 03 М 1/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

t ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Н А BTGPGH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4468904/24-24 (22) 01.08.88 (46) 23.09.90. Бюл. Р 35 (72) Н.А.Самоваров (53) 681. 325 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 773668, кл. Н 03 М 1/26, 1979.

Авторское свидетельство СССР

Р 1267617, кл, H 03 M 1/28, 1985.

2 (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ В КОД (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для измерения больших перемещений объектов в испытательных стендах, например в облучательных гамма-установках, в автоматизированных промышленных установках, 1594686 в том числе работающих в запыленных и агрессивных средах, в робототехнике. Целью изобретения является упрощение преобразователя. Поставленная

5 цель достигается тем, что в преобразователь, содержащий кодовую маску, выполненную из герконов, первые выводы которых подключены к источнику питания, подвижный постоянный магнит 2, дешифратор 9, элементы И 13 и 16, дополнительно введены генератор 10 импульсов, делитель 11 частоты, коммутаторы 5 и 6 грубого и точного отсчетов, счетчики 7 и 8 грубого и точного отсчетов, элемент 14 задержки, элемент ИЛИ 15. Кодовая маска содержит неподвижную линейку грубого отсчета., образованную герконами 1 отсчета, и подвижную линейну точного отсчета, образованную герконами 3, а также не— подвижную линейку соленоидов 4, соИзобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для измерения боль- 30 ших перемещений объектов в испытательных стендах, например, в облучательных гамма-установках, в автоматизиро1 ванных промышленных установках, в том числе работающих в запыл енных и агрессивных средах, в робототехнике.

Целью изобретения является упрощение преобразователя.

На фиг.! приведена структурная схема преобразователя; на фиг.2 — вре- 40 менная диаграмма работы преобразователя.

Преобразователь линейных перемещений в код содержит линейку грубого отсчета, образованную герконами 1>, 11 ее 1<1 постоянныи магнит 2 и линейку точного отсчета, образованную герконами 3,,3 1,...,3 > установленные на подвижном объекте, линейку соленоидов 4,,4,. ..,49, коммутаторы 5 и 6 50 грубого и точного отсчетов, счетчики

7 и 8 грубого и точного отсчетов, дешифратор 9, генератор 1 0 импульсов, делитель 11 частоты, триггер 12, элементь И 13, элемент 14 задержки, элемент

ИЛИ 15 и элемент И 16. В линейке гру.бого отсчета герконы 1,1,,...,1> и соленоиды 4„,4 „,...,4<, линейки соленоидов установлены с интервалом осных с герконами 1 линейки грубого отсчета. Шаг размещения герконов. 3— д1, а шаг размещения герконов 1 и соленоидов 4 -n Д1, где n — принятое основание счисления ° Первые выводы соленоидов 4 подключены к источнику питания, а вторые — к дешифратору 9, вторые выводы герконов 1 и 3 псдключены к информационным входам соответствующих коммутаторов 5 и 6 грубого и точного отсчетов. Постоянный магнит 2 установлен соосно с линейкой точного отсчета.и сопряжен с линейкой грубого отсчета, а линейка точного отсчета сопряжена с линейкой соленоидов 4. В результате циклического .опроса герконов 1 и 3 и соленоидов 4 в счетчиках 7 и 8 фиксируется информация.о замкнутых герконах 1,3, что однозначно определяет код перемещения.

2 ил, и ° Д1, равным ширине линейки точного отсчета, а число k герконов 1 и соленоидов 4 определяется необходимым диапазоном преобразования. Последняя содержит и герконов 3, установленных с одинаковым шагом 11, где и — принятое основание счисления преобразователя. Для примера на фиг.! n = 10. Таким образом интервал установки герконов 1 в линейке грубого отсчета и соответственно интервал установки соленоидов равен и 51. Постоянный магнит 2 сопряжен с линейкой грубого отсчета таким образом, что его магнитное поле замыкает два соседних герконов 1, когда средняя линия (или ось) магнита 2 проходит по центру между этими герконами 1 и замыкает один геркон 1, если средняя линия смещается от центра на величину Д1/2. Подвижная линейка герконов 3 точного отсчета сопряжена с неподвижной линейкой соленоидов 4 таким образом, что электромагнитное поле соленоида 4 замыкает один геркон 3 линейки точного отсчета, когда он расположен напротив соленоида 4, или два соседних геркона 3, когда средняя (осевая) линия . соленоида 4 проходит между ними. Линейки точного отсчета и соленоидов могут быть установлены не в одной плоскости с линейкой грубого отсчета.

5 159

Последняя может быть отнесена на определенное расстояние, чтобы постоян- ный магнит 2 не мог воздействовать на герконы 3О,3,,...,3» линейки точного отсчета. Важно сохранить условие, чтобы осевые линии соленоидов 4, 4<,...,4 и соответственно герконов

1о,11,...,1 и лежали в одних поперечных плоскостях.

Преобразователь работает следующим образом.

Принций кодирования в нем основан на периодическом зондировании (опросе) линеек грубого и точного отсчетов и обнаружении замкнутых герконов 1 и 3, лежащих на одной числовой линии.

При этом ведется счет количества зондирующих импульсов, прекращающийся в момент обнаружения замкнутой пары герконов и 3. Пусть подвижный объект находится в положении, как по казано на фиг.1 когда подвижный магнит 2 расположен по центру между герконами 1< и 1 линейки грубого отсчета, а подвижная линейка точного отсче. та герконов 3 — по центру между соответствующими соленоидами 4 и 4 .

С выхода делителя 11 частоты (фиг.2б) поступают пусковые импульсы, задающие начало цикла кодирования. Пус" ковой импульс сбрасывает счетчики 7 и 8 грубого и точного отсчетов в нулевое положение и опрокидывает триг"

rep 12 (фиг.2в)в состояние, при котором он открывает элемент И 13, на второй вход которого поступают счетные импульсы от генератора 10 импульсов (фиг.2а). Этот пусковой импульс через элемент ИЛИ 15 (фиг.2г) поступает на вход элемента И 16, но через него он не проходит, поскольку на два других его входа подаются низкие уровни напряжения вследствие того что от линейки грубого отсчета герконов 1 подключается к коммутатору 5 грубого отсчета разомкнутый геркон 1 а от линейки точного отсчета — геркон 3 . При этом с дешифратора 9 подается ток в соленоид 4,. Первый импульс с выхода элемента И 13 поступает на вход счетчика 8 точного отсчета и переключает его в положение "1", а с некоторой задержкой t на элементе 14 задержки этот импульс поступает через элемент ИЛИ 15 на вход элемента ИЛИ 16. Однако на выходе последнего он не появляется, поскольку герко" ны 3 и 1 разомкнуты. Подобным обраг

4686 зом на вход счетчика 8 точного отсчета поступают девять импульсов, а десятый импульс сбрасывает счетчик 8 точного отсчета в нулевое положение, при котором к коммутатору 6 точного отсчета подключают геркон Зо„ и переключает счетчик 7 грубого отсчета в положение "1", при котором к коммутатору 5 грубого отсчета подключается

10 замкнутый геркон 1, а дешифратор 9 переключает ток с соленоида 4 в соленоид 4 1(фиг. 2и, к), благодаря чему в линейке то чно го о т сче т а з амык ае т ся геркон 3>. С элемента И 13 поступают импульсы (фиг. 2ж) в счетчик 8 точного отсчета, в результате к коммутатору 6 точного отсчета поочередно подключаются герконы 3,3,3,....

20 С поступлением 19-го импульса к коммутатору 6 точного отсчета подключается замкнутый геркон 3, в итоге на первые два входа элемента И 16 с коммутаторов 5 и 6 грубого и точного отсчетов подаются высокие уровни напряжений и поэтому задержанный в элементе 14 задержки 19-й импульс проходит на выход элемента И 16 (фиг.2з) и переключает триггер 12 в положение

30 "Стоп". Цикл кодирования заканчивается, а в счетчиках 7 и 8 грубого и точного отсчетов регистрируется число "19". Такой результат зарегистрирован, когда в линейке грубого отсче35 та будет замкнуто два геркона 1 1 и

I или один геркон 1 1. Если же в результате технологических разбросов в линейке грубого отсчета будет замкнут геркон l, а при возбуждении соленои40 дов 4„ и 4 будут замыкаться соответственно герконы 3 > и 3 о линейки точного отсчета, то сбоя в отсчете или неоднозначного считывания не произойдет. При поступлении 20-го импульса

45 к коммутатору 5 грубого отсчета подключается замкнутый геркон 1 (фиг.2д), а к коммутатору 6 точного отсчета— . замкнутый геркон Зо (фиг.2е). В результате счетчики 7 и 8 грубого и

50 точного отсчетов регистрируют число

"20", т.е. разница в отсчетах не превьппает шага установки герконов 3 линейки точного отсчета. В нулевом положении подвижные йостоянный магнит 2 и линейка точного отсчета выдвинуты влево так, что герконы iо и 3 находятся на одной линии, а точ- нее в одной поперечной плоскости. В этом случае пусковой импульс, посту

1594686 пивший с делителя 11 частоты, опрокидывает триггер 12 н положение "Пуск", сбрасывает счетчики 7 и 8 грубого и точного отсчетов в "0", и результате чего к коммутаторам 5 и 6 грубого и точного отсчетов подключаются соответственно замкнутые герконы 1О и 3О и проходят через элементы ИЛИ 15, элемент И 16 на стоповый вход триггера 12.0

Последний возвращается в исходное состояние до поступления первого счетного имгульса с генератора 10:импульсон. Таким образом в счетчиках

И И пОстОянно сОхраняется числО 0

Формула изобретения

Преобразователь линейных перемещений в код, содержащий кодовую маску, выполненную из герконов, первые выводы которых подключены к выходу источника питания, подвижный постоянный. магнит, два элемента И, дешифратор, отличающийся тем, что, с 25 целью упрощения преобразователя, в него введены генератор импульсов, делитель частоты, триггер, элемент задержки, элемент ИЛИ, коммутатор точного отсчета, коммутатор грубого отсчета, счетчик точного отсчета, счетчик грубого отсчета, кодовая маска .выполнена в виде неподвижной ли нейки грубого отсчета, подвижной линейки точного отсчета и неподвижной линейки соленоидсв, линейка. точного

35 отсчета содержит и герконов, где иоснование счисления, расположенных с шагом 1, центры линейки точного отсчета и постоянного магнита совмещены, линейка грубого отсчета выпол.Нена из k. герконон, расположенных с шагом n ° Ы, линейка соленоидов выполнена из К соленоидов, расположенных с шагом и 51 и соосных с одноименны- 45 ми герконами линейки грубого отсчета, постоянный магнит выполнен с возможностью замыкания не более двух герконов линейки грубого отсчета, а линейка соленоидов выполнена с возможностью замыкания не более двух герконов линейки точного отсчета, первые выводы соленоидов подключены к выходу источника питания, а вторые выводы подключены к соответствующим выходам дешифратора, вторые выводы герконов линейки точного отсчета ссединены с информационными входами коммутатора точного отсчета, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, вторые выводы герконов линейки грубого отсчета соединены с соответствующими информационными входам комму" татора грубого отсчета, выход которо- . го соединен с вторым входом первого элемента И, выход генератора импульсов соединен с первым входом второго элемента И и входом делителя частоты, выход которого соединен с первым входом триггера, с первым входом элемента ИЛИ и установочными входами счетчика грубого отсчета и счетчика точного отсчета, информационные выходы которого соединены с адресными входами коммутатора точного отсчета, а выход пе.реноса — с тактовым входом счетчика грубого отсчета, информационные выходы которого соединены с входами дешифратора и с адресными входами коммутатора грубого отсчета, выход триггера соединен с вторым входом второго элемен.та И, выход которого соединен с тактовым входом счетчика точного отсчета ,и входом элемента задержки, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с третьим входом первого элемента И, выход которого соединен с вторым входом триггера.

1594686

ВыхсЫ злеменпо5 к 41

Редактор Н.Лазаренко

Заказ 2838 Тираж 666 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

g 17

3а

Составитель Е.Бударина . Техред Л.Олийнык Корректор С.Шевкун