Преобразователь перемещение-код

 

1 ,1

ОП ИСАНИЕ „,>, »

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистимеских

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 02.02.76 (21) 2319576/24 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 25.10.77. Бюллетень №3 (45) Дата опубликования описания 10.11.77 (51) М. Кл.

Ст 08 С 9/00

Государственный комитет

Совете Министров СССР па делам изобретений и открытий (53) УДК621. 325 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. М. Шаповалов, П. И. Марков и М. Д. XGBQHcKHx

Уральский электромеханический институт инженеров железнодорожного транспорта (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЕ-КОД

Изобретение относится к вычислительной и информационной технике.

Оно может быть использовано для построения устройства ввода информации в ЦВМ, цифровых измерительных приборов и в АСУ различными технологическими процессами в качестве аналого-цифровых преобразователей различных физических величин (электрического тока или напряжения, давления газов или жидкостей, момента вращения и т. д.), преобразуемых в координату светового луча.

В настояшее время известны оптоэлектронные аналого-цифровые преобразователи (АЦП) перемещения, построенные с использованием средств волоконной оптики. Положительными особенностями указанных АЦП перемещения являются: высокое быстродействие. широкий, диапазон функциональных аналогоцифровых преобразований, относительная простота исключения ошибок неоднозначности кодирования перемещения, стабильность метрологических характеристик и возможность микроминиатюризации элементов и преобразователя в целом (1) .

Указанному АЦП, как и другим типам преобразователей пространственного геометрического кодирования перемещений, принципиально присуща неоднозначность аналого-цифрового преобразования. Указанная неоднозначность возникает вследствие одновременной частичной засветки входным световым лучом двух смежных TopIIoB простейших кодирующих элементов (ПКЭ) на входном торце волоконно. оптического шифратора (ВШ) преобразователя и выражается в появлении на выходе шифратора ложного оптического кода координаты входного светового луча. Известно несколько методов исключения неоднозначности кодирования координат светового луча в указанных преобразователях.

Наиболее перспективным является метод исключения неоднозначности кодирования перемещения, который основан на использовании оптических сигналов, характеризующих по1,> ложение входного светового луча относительно границ плотно уложенных смежных входных торцов простейших кодирующих элементов шифратора. Этот метод не накладывает ограничения на способы квантова>шя (равномерный, неравномерный и IH квазиравномерный) вход > и ного торца шифратора, т. е. позволяет осуществить постро.:.нис АЦП. реализующих равномерное, неравно. :ерное или квазиравяомерное квантование диапазона перемещения входного светового луча. К АЦП, в которых исключение неоднозначности кодпрованпя осушествляется

577 553 в соответствии с указанным методом, относится преобразователь аналоговой величины в код, который является наиболее близким техническим решением к данному (2).

Он содержит волоконно-оптический шифратор, две группы фотоприемников, выходы первой и второй групп фотоприемников через соответствуюшие элементы ИЛИ соединены с информационными входами электронно-логического б,.ока, управляющий вход которого соединен с в ходом элемента И.

Указаннь и преобразователь имеет следуюшие недостатки: во-первых, невысокая надежность воспроизведения истинного кода заданной функции пр образования на выходе преобразователя вследствие использования дополнительных управляющих каналов для исключения неоднозначности кодирования. Ложный электрический код может быть воспроизведен, например, при отказе одного из управляюших каналов, при непараллельности оси светового штриха границам входных торцов кодируюших элементов и др; во-вторых, сложность конструкции волоконно-оптического шифратора и увеличенный расход светопроводяшего волокна в связи с наличием в нем дополнительных световодов, число которых равно числу кодирующих элементов; в-третьих, сложность настройки электронной части в связи с необходимостью выполнения управляюших каналов более чувствительными, чем информационные. Указанная необходимость обусловлена требованием надежного воспроизведения истинного кода заданной функции преобразования на выходе преобразователя.

Целью изобретения является упрощение преобразователя и повышение его надежности.

Это достигается тем, что в преобразователь введены дополнительные элементы ИЛИ, к входам которых подключены выходы соответствуюших групп фотоприемников, а выходы дополнительных элементов ИЛИ соединены с входами элемента И.

На фиг. 1 приведена схема предлагаемого преобразователя; на фиг. 2 изображена часть входного торца предлагаемого преобразователя со световым «штрихом» на нем.

Предлагаемый преобразователь содержит волоконно-оптический шифратор 1, первую 2 и вторую 3 группы фотоприемников, электроннологический блок 4, первый 5 и второй 6 элементы ИЛИ, двухвходовой элемент И 7, выход которого соединен с управляющим входом электронно-логического блока 4 и элементы ИЛИ 8.

Входной величиной преобразователя являются координаты Х входного светового луча 9. которые квантуются, а соответствуюшие им уровни квантования кодируются с учетом заданной функции преобразования.

Квантование координат входного светового луча 9 осуществляется входным торцом шифратора 1, образованного плотно уложенными, например, прямоугольными входными торцами жгутов светопроводяших волокон — простейшими кодируюшими элементами 10. Указанны; кодирующим элементам условно приписаны соответственно четные и нечетные номера. Размер

5 }О

А (см. фиг. 2) входного торца кодируюшего элемента 10 устанавливается большим размера

В сечения светового луча 9 в плоскости входного торца шифратора 1 — светового штриха 11.

Кодирование уровней квантования, соответствуюших координатам Х входного светового луча, осуществляется в шифраторе 1. При этом образование оптического кода заданной функции преобразования на двух группах выходных разрядных торцах шифратора 1 обеспечивается гибкими жгутами 12 светопроводяших волокон и соответствующей раскладкой выходных торцов отдельных указанных жгутов по выходным разрядным торцам шифратора 1. Выходные торцы жгутов 12 четных и нечетных разложены соответственно по двум группам выходных разрядных торцов, каждому из которых приписан определенный разряд двоичного кода.

При этом указанная раскладка выходных торцов кодируюших элементов по выходным торцам шифратора осуществляется согласно единицам кодов кодируемых значений заданной функции преобразования.

Преобразование оптического кода в электрический код производится двумя группами 2 и

3 фотоприемников, одноименные выходы которых подключены через элементы ИЛИ 8 к входам электронно-логического блока 4.

Электронно-логический блок 4 выполняет обработку электрического кода, появляюшегося на ее входах, с целью исключения ошибки от неоднозначности кодирования, возникающей при одновременной засветке лучом 9 двух соседних входных торца кодируюших элементов.

Этот же блок выполняет функцию «Память», необходимую для сохранения выходного кода преобразователя при пересечении входным световым лучом границ смежных входных торцов кодируюших элементов. Управление электронно-логическим блоком осушествляется сигналом элемента И 7, первый и второй входы которого через первый 5 и второй 6 элементы

ИЛИ подключены соответственно к первой и второй группам фотоприемников.

Работа предлагаемого преобразователя заключается в следующем.

При изменении положения светового луча

9 его штрих 11 перемешается по входному торцу шифратора 1 от исходного к конечному положению, соответствуюгцему значению Х преобразуемого положения светового луча.

В процессе указанного движения светового штриха 11 всякий раз, когда окажется засвеченным один из входных торцов кодируюших элементов (четный или нечетный), появятся истинные оптический и электрический коды кодируемого значения функции преобразования на одной из групп выходных разрядных торцов, одной из двух групп 2 или 3 фотоприемников соответственно, и выходах элементов ИЛИ 8.

При этом исчезнет сигнал на выходе одной (или двух) из двух элементов ИЛИ 5 и 6 и на выходе двухвходового элемента И 7. Исчезновение сигнала на выходе элемента И 7 (управляюшем входе электронно-логического блока) осушествит стирание ранее записанной информации в электронно-логическом блоке. При этом в электронно-логический блок вводится с выходов более высокую надежность раооты в связи с принципиальной невозможностью появления ложного электрического кода на выходах преобразователя, поскольку для запрещения воспроизведения ложного электрического кода ис5 пользуются выходные сигналы четных и нечетных кодируlolllllx элементов.

Указанные преимушества предлагаемого преобразователя расширяют область его примеHpíèÿ осооенно в тех случаях, Kol;1H требуется высокая надежность преобразователя.

1С

Формула изобретения

Преобразователь перемещение — код. содержащий волоконно-оптический шифратор, две группы фотоприемников, выходы первой и второй групп фотоприемников через соответствующие элементы ИЛИ соединены с инфор20 ма ционными входами электронно-логического блока, управляющий вход которого соединеH с выходом элемента И, от.шчающийся тем, что, с целью упрошения преобразователя н повышения его надежности, в него введены дополнительные элементы ИЛИ. к входам которых подключены выходы соответствуюших групп фотоприемников, а выходы дополнительных элементов ИЛИ соединены с входами элемента И.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

l. Авторское свидетельство СССР М 346734, кл. G 08 С 9."00, 17,04.70.

2. Авторск(н. свидетельство СССР М 462282, кл. Н 03 К 13, 1 75. 04. 1 1. 72.

577553

5 ..II » ;Ii ов ИЛИ 8 и запомнится новый истинн: и код функции преобразования, соответствую гци и засвеченному входному торцу кодирующего элемента. Когда в процессе движения светового штриха 11 окажутся засвеченными два смежных входных торца четных и нечетных шифратора 1, на обеих группах выходных разрядных торцов шифратора 1 и фотоприемников, а также элементах ИЛИ 8 появятся оптические (возможно ложные) и электрические коды. При этом появятся сигналы на выходах двух элементов ИЛИ 5 и 6 и на выходе двухвходовогп элемента И 7. Это приведет к запрету записи электрического кода с выходов элемента

ИЛИ 8 в электроннс-логический блок.

Таким образом, при плавном перемещении светового штриха 11 по входному торцу (шифратора 1) происходит скачкообразная смена истинных значений кодов кодируемых значений заданной функции преобразования на выходах преобразователя.

Предлагаемый преобразователь перемещение — код, содержащий только информационные каналы в шифраторе, имеет следующие преимущества перед аналогичными преобразователями, использующими для исключения ошибки неоднозначности кодирования дополнительные управляющие каналы: более простую конструкцию в связи с отсутствием дополнительных управляющих жгутов светопроводягцих волокон; более высокую разрешающую способность при одинаковых параметрах осветителя, фотоприемников и размерах входного торца ВШ в связи с возможностью использования для формирования ПКЭ дополнительных управляюших жгутов светопроводящих волокон;

577553 > Ье 1

Х юг Г

Составитель И. Назаркина

Техред О. Луговая Корректор < Шскмàр

Редактор Н. Хлудова

Заказ 4188 37 Тираж 778 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-85, Раушская наб., д. 4Я

Филиал Г!ПГ! «Г1атент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4