Фотоэлектрический преобразователь перемещения в код

 

Изобретение относится к оптоэлектронике, в частности к устройствам фотоэлектрического преобразования линейного и углового перемещений и может быть использовано в системах автоматического управления в различных отраслях народного хозяйства. Цель изобретения - повышение функциональной надежности и технологичности преобразователя. Для этого кодовая шкала 3, расположенная на подвижном элементе 2,состоит из основных 5 и дополнительного разряда 4. Дополнительный разряд 4 расположен рядом с младшим основным разрядом 5, аналогичен этому разряду и смещен относительно него на половину длины кодового участка. Электронный блок содержит пороговые элементы 9-11 и дополнительный пороговый элемент 12, формирователь 13 импульсов считывания и параллельный регистр 14. Фотоприемники 6 и 7, расположенные в один ряд, соединены с входами пороговых элементов 9-12. Пороговые элементы 9-11 соединены с входами параллельного регистра 14, а пороговый элемент 12 соединен с. установочным входом параллельного регистра 14, через формирователь 13 импульсов считывания. Подвижный элемент 2 со шкалой 3 освещается осветителем 1. В преобразователе осуществляется считывание информации с разрядных дорожек 5 только при наличии импульса на выходе формирователя 13, благодаря чему обеспечивается высокая функциональная надежность при сниженных требованиях к точности изготовления кодовой шкалы 3 и точности установки фотоприемников 6. 2 ил.•Ч 00ою о

СОК)3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s>is Н 03 М 1/26

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4791897/24 (22) 14.02.90 (46) 07.12.92. Бюл. ¹ 45 (71) Производственное объединение "Загорский оптико-механический завод" (72) И.Т.Степанчак, И,И,Куриленко и

Г.З.Сергеев (56) 1, Преснухин Л.Н. и др. Фотоэлектрические преобразователи информации, M,: Машиностроение, 1974, с. 25-61, 2. Авторское свидетельство СССР № 736151, кл, Н 03 M 1/26, 1977. (54) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В КОД (57) Изобретение относится к оптоэлектронике, в частности к устройствам фотоэлектрического преобоазования линейного и углового перемещений и может быть использовано в системах автоматического управления в различных отраслях народного хозяйства. Цель изобретения — повышение функциональной надежности и технологичности преобразователя. Для этого кодовая шкала 3, расположенная на подвижном элементе 2, состоит из основных 5 и дополни Ы 1780170 А1 тельного разряда 4. Дополнительный разряд 4 расположен рядом с младшим основным разрядом 5, аналогичен этому разряду и смещен относительно него на половину длины кодового участка. Электронный блок содержит пороговые элементы 9-11 и дополнительный пороговый элемент 12, формирователь 13 импульсов считывания. и параллельный регистр 14. Фотоприемники

6 и 7, расположенные в один ряд, соединены с входами пороговых элементов 9-12. Пороговые элементы 9-11 соединены с входами параллельного регистра 14, а пороговый элемент 12 соединен с установочным входом параллельного регистра 14, через формирователь 13 импульсов считывания.

Подвижный элемент 2 со шкалой 3 освещается осветителем t. В преобразователе осуществляется считывание информации с разрядных дорожек 5 только при наличии импульса на выходе формирователя 13, благодаря чему обеспечивается высокая функциональная надежность при сниженных требованиях к точности изготовления кодовой шкалы 3 и точности установки фотоприемников 6. 2 ил.

1780190

10

Изобретение относится к оптоэлектронике, в частности к устройствам фотоэлектрического преобразования линейного и углового перемещений, и может быть использовано в системах автоматического управления в различных отраслях народного хозяйства.

Известны фотоэлектрические преобразователи для измерения перемещения при помощи кодовой шкалы, в которой используется двоичный код (1).

Наиболее близким техническим решением к изобретению является преобразователь перемещения в код (2), принятый за прототип, содержащий элемент с обычной двоичной кодовой;". аской и с дополнительной дорожкой дискретизации отсчета, триггеры, логические элементы И, сгруппированные по два элемента, и инверторы, причем выход считывающего элемента каждого разряда соединен с первым входом первого логического элемента И cool ветствующей группы и через инвертор —. с входом второго логического элемента И этой группы, выходы первого и второго логического элемента И ка>кдой группы подключены соответственно к единичному и нулевому входам триггеров, а вторые входы всех логических элементов И соединены со считывающим элементам дискретизации (синхронизации) отсчета, Б данном преобразователе элементы дорожки дискретизации на кодовой шкале располагаются так. что перекрывают границу перехода кодов. В этот момент сигнал считывания не формируется и в памяти триггеров сохраняется предыдущая информация с кодовой шкалы. При последующем перемещении шкалы в фотоприемнике дорожки дискретизации отсчета сформируется сигнал считывания и в триггеры памяти запишется новая информация кодовой шкалы. При этом точность измерения положения кодовой шкалы определяется величиной шага (кванта) первого, младшего разряда. Однако необходимость размещения на кодовой шкале,aorloëHèтельных элементов дорожки дискретизации на границе всех переходов кода приводит к тому, что величина элемента (кванта) дорожки дискретизации будет, как минимум, в два раза меньше величины шага (кванта) младmего разряда, Таким образом, в известном преобразователе устранение неоднозначности отсчета положения кодовой шкалы с обычным двоичным кодом приводит к понижению технологичности и уменьшению надежности измерений, Целью изобретения является повышение функциональной надежности и технологичности преобразователя.

Укаэанная цель достигается тем, что в фотоэлектрический преобразонатель перемещения в код, содержащий кодовую шкалу с дорожкой синхронизации и дорожками разрядов кода, считывающие элементы, неподвижно установленные против кодовой шкалы вдоль линии, перпендикулярной направлению перемещения, параллельный регистр, выходы которого являются выходами преобразователя, введены пороговые элементы по числу дорожек и формирователь импульсов, а дорожка синхронизации выполнена идентично дорожке младшего разряда кода и смещена вдоль направления перемещения относительно нее на половину кванта, выходы считываюших элементов, установленных против дорожек разрядсн кода, через соответствующие пороговые элементы соединены с информационными входами параллельного регистан, выход считывающего элемента, установленного против дорожки синхронизации, через соответствуюший пороговый элемент соединен с входом формирователя иMïóëüñов, выход которого соединен с входом синхронизации параллельного регистра.

На фиг,1 приведена функциональная схема преобразователя; на фиг.2 — схема формироьателя импульсов.

Предлагаемый преобразователь содержит последовательно располо>«енные осветитель 1, подвижный элемент 2 в виде пластины с кодовой шкалой 3 в обычном двоичном коде, состоящей из дорожки синхоонизации дополнительного разряда 4 и доро>кек информационных кодовых разрядов 5, поразрядные считывающие элементы (фотоприемники) бццц, дополнительный считывающий элемент (фотоприемник) 7, электронный блок 8, включающий основные пороговые элементы 9, 10, 11, дополнительный пороговый элемент 12, формирователь

13 импульсов считывания и параллельнь;й регистр 14. Дополнительный разряд 4 синхродорожки аналогичен младшему разряду

5 и сдвинут относительно него на половину длины кодового участка (кванта). Формирователь 13 импульсов состоит из инвертора

15, соединенного с двумя дифференцирующими цепочками 16, 17, выходы которых соединены через диоды 18, 19 со схемой

ИЛИ 20.

Фотоэлектрический преобразователь работает следующим образом, При освещении осветителем 1 подвижного элемента 2 с кодовой шкалой 3 сигналы информационных разрядов 5ц III и дополнительнога разряда 4 с выходов считывающих фотоэлементов бццп и 7 поступают на входы пороговых элементов 12, 9, 10, 11 на

1780190

40 выходах которых формируются импульсы двоичного кода, Причем при переходе границы кодового участка дополнительного разряда на пороговом элементе 12 сформируется либо положительный перепад напряжения, соответствующий переднему фронту положительного импульса, либо нулевой перепад, соответствующий заднему фронту положительного импульса. Этот перепад поступает на вход формирователя 13 импульсов, инвертируется на инверторе 15, прямой и инвертированный сигналы дифференцируются на дифференцирующих цепочках 16 и 17, а затем положительные импульсы выделяются на диодах 18, 19, собираются на схеме ИЛИ, которая их и формирует. Выход формирователя 13 соединен с входом синхронизации параллельного регистра 14. Двоичный код, сформированный на пороговых устройствах 9, 10, 11 кодовых разрядов 5ццш, запишется в регистр 14 в тот момент, когда считывающие фотоприемники бццш кодовых разрядов находятся на середине кодовых участков информационных разрядов 5ццш. Таким образом, считывание кода положения шкалы происходит в момент наибольшей достоверности и хранится в регистре до следующего импульса записи.

Основным преимуществом предлагаемого преобразователя по сравнению с прототипом является повышение функциональной надежности и технологичности преобразователя, поскольку при одинаковых габаритах (одинаковой ширине кодовой шкалы) обеспечивается одинаковая точность, определяемая точностью изготовления синхродорожки и дорожки младшего разряда, которые в предлагаемом преобразователе имеют одинаковый шаг квантования. Следовательно, при одинаковой разрядности (точности) снижаются требования к точности изготовления синхродорожки, т.е, повышается технологичность. Смещение синхро;;орожки относительно дорожки младшего разряда на половину кванта и наличие в схеме преобразователя пороговых элементов 9-12 и формирователя 13 импульсîa c .итывания обеспечивает формирование достоверного кода при пониженных требованиях к точности установки считывающих элементов; Наличие этих элементов позволяет дополнительно снизить требования к точности изготовления преобразователя при одновременном повышении надежности считывания достоверной информации с кодовой шкалы.

Формула изобретения

Фотоэлектрический преобразователь перемещения в код, содержащий кодовую шкалу с дорожкой синхронизации и информационными дорожками разрядов кода, непоцвижно установленные против кодовой шкалы вдоль линии. перпендикулярной направлению перемещения, считывающие элементы, параллельный регистр, выходы которого являются выходами преобразователя, отличающийся тем, что, с целью повышения функциональной надежности и технологичности преобразователя, в него введены пороговые элементы по числу дорожек и формирователь импульсов, а дорожка синхронизации выполнена идентично дорожке младшего разряда кода и смещена относительно нее на половину кванта, выходы считывающих элементов, установленных против дорожек разрядов кода, через соответствующие пороговые элементы. соединены с информационными входами параллельного регистра, выход считывающего элемента, установленного против дорожки синхронизации, через соответствующий пороговый элемент соединен с входом формирователя импульсов, выход которого соединен с входом синхронизации параллельного регистра.

1780190

Составитель Г.Сергеев

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор Э,Лончакова

Редактор

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

Заказ 4442 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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