Преобразователь перемещения в код

 

,,732953

Союз Советскнк

Социалистические

Республик

ОП ИСАНИЕ

И.ЗОБРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено:20. 12. 77 (21) 2558565/18-24 (51) щ. Кл .

Gi 08 С 9/00 с присоединением заявки %в

Гевударственный квинтет (23) Приоритет—

Опубликовано 05,05 80 Бюллетень Ла 17

Дата опубликования описания 08.05.80 но делам изобретений н атнрытнй (53) УДК681.325 (088.8) (72) Авторы изобретения

Л, H. Бутенко, И. П. Забудский и M. В. Опьховский (7!) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В КОД

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть испопьзовано в измерительных микроскопах, рефрактометрах и других приборах, в которых контролируемый параметр растет по абсопютной величине при прохождении нулевого значения в обе стороны, но меняет знак.

Известны преобразователи перемещенияв код содержащие датчик угла, соединенный

10 с формирователем многоразрядного пространственного кода, дополнительные дорожки, состоящие из одного сектора, выходы формирователей сигналов допопнитепьного кода соединены с формирователем многа»

15 разрядного пространственного кода Г1 .

Известные преобразователи могут йрименяться тогда, когда возникает необходимость кодировать положения измеритепьного вала в пределах от 0 до+ 180 ипи

О о ипи до -180о.

Однако в ряде случаев требуется коди-. ровать положения измерительного вала в больших пределах относительно нулевого попожения, как в одну сторону, так и в другую. В этих случаях применение известного преобразователя становится невозможны м, Но такой преобразователь обладает сложным кодирующим элементом датчика угла и ограниченной областью применения.

Наиболее близким к изобретению является преобразователь, содержащий соединенные между собой многоразрядный и одноразрядный датчики угла, выходы которых соединены с формироватепями соотв етствующего пространственного кода, ко« торые соединены с блоком логического устранения неоднозначности считывания 2(Однако погическая схема известного преобразоватепя сложна.

Бель изобретения — упрощение преобразоватепя.

Это достигается тем, что в него введен формирователь дополнительного кода, входы которого соединены с выходами формирователя многоразрядного пространственного кода„один выход которого со3 1

Тогда необходимо использовать сигналы выхода Д, характер изменения которых описан выше.

Редуктор 4 имеет передаточное отношение, равное обратной величине числа единиц дискретности одноразрядного датчика 3 угла. Если кодирующий диск дат чика 3 угла (фиг. 2а) имеет две единицы LtHcKpeTHocTH — один сектор активный (ие заштрихован) и один пассивный (заштрихован), то передаточное отношение редуктора. равно, =1:2; если же активных и пассивных элементов на кодирующем элементе по два (фиг. 2б),-то =1:4 и т.д.

Активный элемент, располагаясь перед считывающим элементом, создает условия для формирования на его выходе сигнала, равного "1", а пассивный — для формирования сигнала, равного "0". Считывающие. эпементы 8 и 9 сдвинуты друг относительно друга на половину единицы дискретности Т датчика 3 угпа. Сигналы А и В равны "1, если перед считывающими элементами 8 и 9 находится активный сектор, и указанные сигнапы равны 0", если перед этими считывающими элементами располагается пассивный сектор.

Сигналы А и В считывающих элементов 8 и 9 и сигнал с выхода Д формирователя 5 многоразрядного пространственного кода поступают на входы формирователя 7 одноразрядного пространственного кода, который преобразует входные сит палы А, В и Д в выходной сигнал P no правя пу

P = АДЧВД (1)

В исходном начальном положении кодирующие элементы датчиков 1 и 3 урла устанавливаются так, что на выходах формирователя 5 формируется код числа

"О, а кодирующий диск датчика 3 угла находится.в положении (фиг. 2а), в котором считывающий элемент, формирующий сигнал В, перекрыт пассивным сектором, . а эпемент, формирующий сигнал А, — активным сектороы, причем граница активного и пассивного участков располагается посередине между считывающими элементами 8 и 9. При вращении входного вала 2 в сторону увеличения численного значения кода многоразрядного датчика

1 угпа граница пассивного и активного секторов кодирующего диска в датчике

3 угла приближается к считывающему элементу 9, В начальном положении сиг нап Р = 1, так как и сигнал А и сигнал

Д равны 1». После поворота входного

3 73295 единен с входом формирователя одноразрядного пространственного кода, выход которого подключен к управляющему вхо ду формироватепя дополнитепьного кода.

На фиг. 1 представлена функциональйая схема преобразователя, на фиг. 2 - основные элементы одноразрядноГо датчи ка угла в коде Баркера.

Преобразователь перемещения в код состоит из многоразрядного датчика 1

dna (см. фиг. 1), соединенного с входным измерительным вапом 2, который 1 сочленен с одноразрядным датчиком 3 угла через редуктор 4.

Выходы датчика 1 угла соединяются с входами а, а .. a формирователя о 1" и 1

5 многоразрядного пространственного кода, кодовые выходы Ь,, Ь„, ...,Ь„ . которого подключены к кодовым входам с с ... с формирователя 6 дополни1 nl-4 тельного кода, а согпасующий выход датчика 1 угла — с согласующим входом Д формирователя 7 одноразрядного пространственного кода.

Датчик 3 угла имеет два считывающих эпемента 8 и 9 (см. фиг. 2), выходы которых соединены с входами А и В формироватепя 7 одноразрядного пространственного кода, выход формирователя подключен к управляющему входу формировате- З, пя 6 допопнительного кода. Выходами преобразователя в целом являются выходы формирователя 6 допопнитепьного кода.

Работу преобразователя рассмотрим на примере преОбразователяф В котОрОм мнО горазрядный датчик 1 угла вырабатывает на своих выходах информацию об угле по ворота в.коде Баркера. Выходные сигнапь датчика 1 угла преобразуются формирова-, тепем 5 многоразрядного пространственного кода в двоичный код.

В тех спучаях, когда на выходе формирователя 5 пространственного кода фор мируется двоичный код, выходом Д может спужить инвертированный выход стар- шегo разряда формирователя 5, так как характер изменения сигналов на выходе

Д такой же, как и на выходе 5п, .

Сигналы на этих выходах равны 1, еспи входной вап 2 поворачивается в предеО пах первой половины оборота, от О до

180, и равны "О, еспи входной вап 2 поворачивается в пределах второй половины оборота, От 180 до 360 . B других

О О спучаях, если, например, на выходах формироватепя 5 пространственного кода формируются десятичные двоично кодированные коды, сигнапы на выходе бд „могут

„цф совпадать с сигналами на выходе Д.

5 7329 вала на 180 сигнал Д изменит свое состояние и станет равным О, а активный сектор повернется на половину шага дискретности Т датчика 3 угла и перекроет оба считывающих элемента 9. В этом случае сигнал P тоже равен "1", так как

В = 1 и Д = 1. Продолжая вращать входной вал 2 вперед, в сторону увеличения кода, еще на половину оборота, на выходе формирователя 5 сформируется код, соот- щ ветствующий максимальному значению угла поворота вала датчика 1 угла, а пассивный сектор перекроет считывающий элемент А. В этом случае на выходе фор- мирователя 5 будет сформирован код ts числа 2 -1, где p — число двоичных рази рядов датчика угла 1, сигналы Д и А равны "О", а сигнал В = 1, т.е. Р=1, так как Д = 1 и В = 1.

Итак, при вращении входного вала 2 gg относительно нулевого положения в сторону увеличения численного значения кода сигнал Р равен "1".

Если вращать вал 2, начиная от нулевого положения, в противоположную сто 2s рону - в сторону уменьшения численного значения кода, то в первой половине оборота вала 2, от О до -180, сигналы о О

Д=О, В=О

А = 1 в первой четверти обо- зо рота вала 2

О во второй четверти оборота вала 2

Из формулы (1 ) следует, что при указанных значениях сигналов А, В и Д сигнал P равен "О . Вторая половина (от

-180 до -360 ) обратного вращения ваО 0 ла 2 начнется, когда сигнал Д изменит свое значение на 1, а сигналы А и Вбудут равны: 40

А=О

В = Π— в третьей ветвертях оборота вала. 2

1 — в четвертой

При указанных значениях сигналов 4s

А,В и Д сигнал Р равен О!

Таким образом, при вращении входного вала 2 относительно нулевого положения в сторону увеличения численного значения кода сигнал P на вьходе формирователя 7. равен "1 в диапазоне целого оборота, а при смещении вала 2 относительно нуле вого положения в противоположном направлении сигнал F-0 и тоже в диапазон целого оборота входного вала 2.

Формирователь 6 дополнительного кода пропускает на свои выходы сигналы .фор. мирователя 5 без изменения, если сигнал

53 6

P = 1 (входной вал вращается в сторону увеличения численного значения кода), и сигналы формирователя 5 преобразуются

B дополнительный код, если сигнал

P=0 (входной вал вращается относительно нулевого положения в сторону уменьшения кода). Во втором случае числовые значения кода преобразуются в свои дополнения до 2, т.е. наибольшее числовое и значение кода 2 — 1 преобразуется в код числа 1, 2 — 2 — в код числа 2 и

A те дв

Если датчик 1 угла работает не в двоичной системе счисления, то на выходе формирователя 6 дополнительного кода при

P=0 образуется код дополнительный до

N, гда Й вЂ” основание системы счисления, п1 а m- число разрядов. В связи с этим при смещении входного вала как в одну стс рону, так и другую относительно нулевого положения числовые значения кода на выходе устройства будут возрастать.

Предлагаемый преобразователь позволяет простыми средствами преобразовывать сигналы датчиков угла в код, абсолютные значения которого возрастают по мере увеличения угла поворота входного вала в любую из сторон относительно нулевого положения, и увеличить по сравнению с известным преобразователем диапазон измерения в два раза. формула изобретения

Преобразователь перемещения в код, содержащий сочлененные между собой одноразрядный и многоразрядные датчики угла, выходы которых соединены с входами формирователей соответствующего пространственнога кода, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью упрощения преобразователя, в него введен формирователь дополнительного кода, входы которого соединены с выходами формирователя многоразрядного пространственного кода, один выход которого соединен с входом формирователя одноразрядного . пространственного кода выход которого подключен к управляющему входу формирователя дойолнительного кода.

Источники информации, принятые во внимание при экс пертизе

1. Филиппов В. Г. шифраторы перемещений. 1965, с. 17-18.

2. Патент ФРГ N. 1274633, кл. 21 а 1 36/00, 1962 (прототип).

Фие /

Фив. 2

Составитель И. Назаркина

Редактор С. Головенко Техред С. Беда Корректор Г. Назарова

Заказ 1742/41 Тираж 682 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4