Преобразователь перемещения в код

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБР ТЕНИ Я

Союз Советских

Социалистических

Республик

К ПАТЕНТУ (61) Дополнительный к патенту (22) Заявлено 180578 (21) 2619552/18-24 (51) М )(Л

3 (23) Приоритет — (32) 18. 05. 77 (31) 6 81 2 3-A/7 7 (33) Ит али я

G 08 С 9/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий

ОпУбликовано 230830. Бюллетень Мо 31 (53) Д)(681. 325 (088.8) Дата опубликования описания 230880

Иностранец

Альберто Конте (Италия) (72) Автор изобретения

Иностранная фирма

"Селка С.П.A." (Италия) (71) Заявитель (54} ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В КОД

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для преобразования линейных и угловых перемещений в код при прецизионных измерениях в широком диапазоне перемещения.

Известны преобразователи перемеще ния в код, содержащие кодовые маски грубого и точного отсчетов, выходы двухфазного генератора возбуждения соединены с входами возбуждающих элементов, выходы чувствительных элементов соединены с входами блоков формирования кодовых сигналов 11) .

Погрешностью этих преобразователей является сложность их схемного реше.ния,вызванная необходимостью приме- ненйя двухфазного генератора возбуждения, а также необходимостью согла- 20 сования информации в грубом и тОчном. отсчетах.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является преобразователь, содержащий генератор 25 возбуждения, соединенный через противофазные выходы с опорными входами фазочувствительных усилителей, синхронных детекторов, блока формирования кода, к другим входам которых 30 подключены выходы чувствительных элементов кодовой маски, выход генератора возбуждения соединеч с возбуждающими элементами (2) .

Невысокая надежность и неширокий диапазон работы этого преобразователя вызваны отсутствием воэможности преобразования одним преобразователем сигналов перемещения в пределах, превышающих полюсный шаг его возбуждающих элементов.

Целью изобретения является повышение надежности и расширение диапазона работы преобразователя, а также сокращение габаритов.

Достигается это тем, что в препбраэователь перемещения в код, содержащий генератор возбуждения, выход которого соединен с возбуждающими элементами точного отсчета, чувствительные элементы, блоки формирования кодовых сигналов, введены коммутаторы грубого и и точного отсчетов и циклическая кодовая маска грубого отсчета, проводящие элементы соседних разрядов которой соединены с противофазными выходами генератора возбуждения, выходы чувствитель" ных элементов через коммутаторы соединены с соответствующими входами блоков формирования кодовых сигналов.

759059

Кроме того, чувствительные и возбуждающие элементы грубого отсчета выполнены на немагнитных основаниях, на которых с другой стороны закреплены соответствующие чувствительные и возбуждающие элементы точного отсчета.

На фиг. 1 дана функциональная схема предлагаемого преобразователя; на фиг. 2 — его конструкция, на фиг.3 циклическая маска и чувствительные элементы грубого отсчета; на фиг.4 сечение элемента кодовой маски гру бого отсчета и соответствующего чунствительного элемента, на фиг.5 — ди аграмма формируемых сигналов в грубом отсчете. 1S

Преобразователь перемещения в код содержит (см. фиг. 1) генератор 1 возбуждения, выход которого соединен с возбуждающими элементами 2 точного отсчета. Лротивофазные выходы 3 гене- 2Q ратора возбуждения соединены с проводящими элементами 4 соседних разрядов циклической кодовой маски 5 грубого отсчета. Выходы чувствительных элементов грубого 6 и точного 7 отсчетов через соответствующие коммутаторы рубого 8 и точного 9 отсчетов соединены с соответствующими нходами блоков 10 и 11 формирования кодовых сигналов.

Проводящие элементы 4 образованы наличием зазора 12 (см. фиг. 2 и 3).

На фиг. 3 изображены кодовые полосы

А, В, С, О, E с возрастающим двоич.ным весом (например,в коде Грея).

Чувствительные элементы грубого б и точного 7 отсчетов расположены на подвижном основании {движке) 13, которое удерживается на расстоянии долей миллиметра от неподвижного основания 14. Движок 13 изго- 40 тавливается фототравлением и представляет собой набор чувствительных элементов б с отверстиями 15. Обращенная к кодовой маске. 5 сторона движка 13 {см. фиг. 4) несет чувст- 4 вительные элементы 6, .окруженние проводящим слоем 16 и изолированные от него зазором 17, полученным фототранлением; на движке. 13 имеется чувствительный элемент б для каждого двоичного разряда. Проводящий слой

16 используется.как экран, чтобы каждый чувствительный элемент 6 имел емкостную связь только с кодовой полосой маски, имеющей соответствфощий двоичный вес. На фиг. 4 основанйем является стальная лента, слой

18 является связующим и изолирующим материалом, который крепит проводящие элементы 4. Вытравленный зазор 12. электрически разделяет прово- Щ дящие. элементы 4, которые подключаются к противофазным ныходам 3 генератора 1 возбуждения. Блоки 10 и 11 формирования кодовых сигналов содер.жат, например, усилители 19, синх1 ронные детекторы 20, пороговые элементы 21 и блоки преобразования напряжения — код 22.

Преобразователь работает следующим образом.

При перемещении от контролируемого объекта (на чертеже не показан) изменяется положение движка 13 относительно проводящих элементов 4 циклической кодовой маски 5 грубого отсчета.

Когда чувствительный элемент располагается над проводящим элементом

4 (см. фиг. 4), возникает емкостная связь с фазой Х, когда. движок 13 переместится и чувствительный элемент 6 окажется над соседним проводящим элементом 4, возникнет емкостная связь с фазой У, противоположной фазе в предыдущем случае. Когда чувствительный элемент б разместится по центру зазора 12, т.е. одинаково будет связан с обоими проводящими элементами 4, наведенное на чувствительном элементе 6 напряжение будет равно нулю, что соответствует среднему значению напряжения, наведенного фазой Х и фазой Y. Поэтому, определяя фазу напряжения, наведенного на элемент б, можно узйать, у какого проводящего кодового элемента 4 оказался размещенным чувстнительный элемент 6.

Сигналы с выходов чувствительных элементов б поступают через коммутатор 8 на усилитель 19. Синхронный детектор 20 фазируется таким образом, чтобы получить на его выходе постоянное напряжение одной полярности, когда чувствительный элемент б находится у одного проводящего элемента 4, и противоположной полярности, когда он находится у соседнего проводящего элемента 4.

Усилители 19 должны располагаться как можно ближе к чувствительным элементам б для уменьшения потери сигнала из-за паразитных.емкостей.

На фиг. 5 диаграммы (а,б,в,г,д) изображают соответственно выходное напряжение синхронного детектора 20 в то время, когда движок 13 проходит соответственно кодовые полосы

А, В, С, О, E на полном цикле, начиная от положения, указанного .на фиг. 3.

Синхронный детектор 20 управляется от шины, которая .закрывает его ключ на короткий промежуток времени на каждом цикле напряжения блока формирования 11. Импульс управления для закрывания ключа синхронного детектора 20 синхронен сигналу генератора возбуждения и сфазирован таким образом, чтобы. производить выборку выходного сигнала чувствительного элемента при его пиковой величине, когда элемент б отдает максимальный выходной сигнал.

759059

Запоминающий конденсатор синхронного детектора 20 циклично заряжается до пикового значения положительного или отрицательного сигнала.

Когда на шины выбора поступает двоичная последовательность четырех 5 бит, на выходе блока 10 вырабатывается в виде последовательности импульсов код соответствующий коду, вытравленному на кодовой маске 5 грубого отсчета и соответствующий положению чувствительных элементов б по отношению к кодовой маске 5.

Для обработки сигналов, полученных с выходов чувствительных элементов 7 точного отсчета (см.фиг.1), используются аналогичные усилители

19 и синхронные детекторы 20 блока формирования тока точного отсчета.

Коммутатор 9, управляемый от шины выбора, используется для выбора синусного или косинусного канала

20 точного отсчета.

Требуемое соединение между любым иэ чувствительных элементов 7 и усилителем 19 получается при помощи кода, поступающего иэ центрального управлякщего блока. Тип центрального управляющего блока в общем самый обычный, например, используется микропроцессорная система, запрограммированная для управления 30 выбором шин,а также шин сбора информации.

С выхода синхронного детектора

20 блока 11 формирования кода точного отсчета выходное напряжение преобразуется блоком 22 преобразования напряжение-код в код точного отсчета.

Благодаря использованию одних и тех же каналрв для усиления и преобразования сигналов с различных чувствительных элементов грубого и точного отсчетов,- достигается идентичность коэффициента передачи и экономичность предложенного преобразователя в целом.

Кроме того, благодаря совмещению на общем основании кодовых масок грубого и точного отсчетов н идентичности их элементов достигается высокая технологичность изготовления предложенного преобразователя.

Формула изобретения

1. Преобразователь перемещения в код, содержащий генератор возбуждения, выход которого соединен с возбуждающими элементами точного отсчета, чувствительные элементы, блоки формирования кодовых сигналов, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности и расшнре ния диапазона работы преОбразователя, в него введены коммутаторы грубого и точного отсчетов и циклическая кодовая маска грубого отсчета, проводящие элементы соседних разрядов которой соединены с противофазными выходами генератора возбуждения, выходы чувствительных элементов через коммутаторы соединены с соответствующими входами блоков формирования кодовых сигналов.

2. Преобразователь по п.1, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью сокр-щения габаритов, чувствительные и возбуждающие элементы грубого отсчета выполнены на немагнитных основаниях, на которых с другой стороны закреплены соответствующие чувствительные и возбуждающие элементы точного отсчета.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Труды Иосковского института радиотехники, электроники и автоматики, .выпуск 47, 1975, с. 48-50.

2. Авторское свидетельство СССР

М 600589, кл. G 08 С 9/04,28.04.73 (прототип).

759059

Составитель И. Назаркина

Техред Ж. Кастелевич Корректор.С. Шекмар

Редактор Е. Гончар

Заказ 5667/53 Тираж 682 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,: 4