Преобразователь перемещения вкод

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВ ЕТИЛЬСТВУ.

Союэ Сюввтскнк

Соцнаинстнческнк

Республни ро809286 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 250579 (21) 2769282/18-24

KnЗ с присоединением заявки Йо (23) Приоритет—

G 08 С 9/06

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий (53) УДК 681. 325 (088.8) Опубликовано 280281. Бюллетень N9 8

Дата опубликования описания 28.0281

1

В.М.Гречишников, Н.Е.Конюхов и A.Ñ.Капуст. н

li „,„"," (72) Авторы изобретения

Куйбышевский ордена Трудового Красного Знамени авиационный институт им. акад. С. П. Королева - "- ----. †. / (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В КОД

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в качестве канала точного отсчета преобразователей механических перемещений в цифровой код.

Известный преобразователь перемещения в .код содержит осветитель, диафрагму, оптико-волоконный кодирующий блок, фотоприемники и логические схемы, причем осветитель оптически сое-. динен через диафрагму, которая жестко связана с подвижным штоком канала преобразования целой части координаты, со входами кодирующего блока, 15 выходы которого оптически соединены с фотоприемниками, выходы которых подключены ко входам логической схемы 11).

Недостатком такого устройства 20 является низкая точность.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является преобразователь перемещения в код, содержащий осветитель, оптически свя- занный через дифрагму со входами нониусного кодирующего элемента, выходы которого оптически связаны с фотоприемниками, подключенными .через компараторы к блоку преобраэо- 30 вания кодов, выходы которого подклю чены к выходному регистру 1,2j.

Недостатком известного устройства является низкая точность, ограниченная количеством фотоприемников.

Цель изобретения — повышение точности преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь перемещения в код, содержащий осветитель, оптичес- ки связанный через диафрагму со входами нониусного кодирующего элемента, выходы которого оптически связаны с фотоприемниками, подключенными через компараторы к блоку преобразования кодов, выходы которого подключены к выходному регистру, введены элемент, НЕ, элемент, ИЛИ, элемент

ИЛИ-НЕ, а компараторы выполнены многоуровневыми, первый выход одного компаратора через элемент НЕ подключен к одному входу элемента ИЛИ-НЕ, другие входы которого соединены с остальными выходами компараторов, а выход элемента ИЛИ-НЕ подключен к одному входу элемента ИЛИ, другие входы которого соединены с выходами блока преобразования кодов, а выход подключен к управляющему входу выходного регистра, информационные входы кото809286

40 рого соединены с выходами блока пре образования кодов.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого преобразователя.

Преобразователь содержит осветитель 1, укрепленную на входном валу диафрагму 2 с опорной шкалой отверстий, расположенных по дуге окружности с угловым шагом а .

Отверстия опорной шкалы диафрагмы 2 оптически сопряжены со входами нониусного кодирующего элемента 3 (например, двухвходового}, представляющего собой кольцевую диафрагму с прорезями, выполненными с угловым шагом а„ = à, (k «+ ), где k и и

Л целые положительные числа (и 2).

Угловые размеры элементов опорной шкалы диафрагмы 2 и входов кодирующего элемента 3 равны половине шага а .Выходы. кодирующего элемента 3 оптйчески связаны с входными торцами оптико-волоконных фокусирующих конусов (фоконов) 4, выходы которых присоединены к оптическим входам фотоприемников 5. Выходы фотоприемников

5 подключены к многоуровневым ком- Я параторам 6, выходы которых присоединены к блоку 7 преобраэования кодов, первый выход одного компаратора 6 через элемент НЕ 8 подключен к одному входу элемента ИЛИ-НЕ 9, другие р() входы которого соединены с другими входами обоих компараторов, а выход элемента ИЛИ-НЕ 9 подключен к одному входу элемента ИЛИ 10, другие входы которого соединены с выходами блока

7, а выход подключен к управляющему входу выходного регистра 11, информационные входы которого соединены с выходами блока 7.

Преобразователь перемещения в код работает следующим образом.

При вращении входного вала с диафрагмой 2 оптические сигналы на обоих выходах кодирующего элемента

3 изменяются от нуля до максимального значения по треугольноьЮ закону с 45 периодом ао. Пространственный фазовый сдвиг между сигналами составляет -„ .

Сформированные таким образом оптические сигналы передаются при помощи фоконов 4 на входы соответствующих 1О фотоприемников 5, вырабатывающих пропорциональные электрические сигналы..йз этих сигналов на многоуровневых компараторах 6 вырабатывается кольцевой однопеременный код. Число уровней квантования компараторов выбирается в соответствии с требуемым числом разрядов выходного кода.

Благодаря фаэовому сдвигу сигналов с фотоприемников 5, совокупность выходных кодов компараторов б (проме 46 жуточный код) однозначно характеризует положение диафрагма 2 в пределах шага опорной шкалы. Выходные коды компараторов 6 сдвинутые относительно друг друга йа одно дискретное эначение угла поворота, преобразуются в блоке 7 в арифметический код, который передается в регистр 11, Если расстояние между входами кодирующего элемента 3 равно а„ =ао(к ), преобразователь теряет работоспособность, поскольку в данном случае однозначность промежуточного кода в положение входного вала имеет место

)лишь в пределах половины шага а что недопустимо.

Из-за технологических погрешностей изготовления кодирующего устройства и погрешностей электронных блоков в нормальных и особых условиях имеют место смещения уровней квантования компараторов б, что приводит к появлению неоднозначности отсчетов. При появлении неоднозначности на выходе блока 7 появляется ложный код, т.е. на всех выходных шинах имеет место нулевой потенциал (код нуля). Для устранения указанных погрешностей регистр 11 управляется по тактовому входу элементами 8-10 эащиты от ложных кодов.

Защита от ложных кодов работает следующим образом. Пусть на выходе компараторов б формируется код, соответствующий нулевому положению кодирующего элемента 3. Тогда на выходе элемента 9 присутствует единичный потенциал, так как потенциал одного из выходов компараторов 6 инвертируется элементом 8. Выходной потенциал элемента 9, пройдя через элемент 10, разрешает запись нулевого кода в регистр 11. Если выходные входы компараторов б отличаются друг от.друга на один квант (однозначность не нарушена) и на выходе блока 7 формируется не нулевой код, то на выходе элемента 10 будет "1", что соответствует разрешению записи информации в регистр 11.

Если вследствие погрешностей возникает неоднозначность на выходах компараторов 6, т.е. выходные коды компараторов б стали равными, то ни одна из таких комбинаций в блоке 7 не предусмотрена. Поэтому на его выходе имеет место нулевой код. На выходе элемента 9 — тоже "0". На выходе элемента 10 появляется сигнал

"0", запрещающий запись информации в регистр 11. Сигнал запрета действует до тех пор, пока не устранится неоднозначность на выходах компараторов 6. С выхода регистра 11 в это время снимается код, соответствующий предыдущему положению кодирующего элемента 3.

Предлагаемый преобразователь перемещений в код позволяет упростить конструкцию его оптического.кодирующего узла и сократить число используемых оптико-волоконных элементов и фотоприемников. Использование многоуровневых компараторов и элементов защиты

809286

Формула изобретения

Составитель A. Смирнов

Техред М.Федорнак Корректор Е. Рошко

Редактор А. Лежнина

Заказ 432/64

Тираж 702 Подписное

ВНИИПИ 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 от ложных кодов увеличивает разрешающую способность преобразователя, уменьшая тем самым погрешность дискретности.

Преобразователь перемещения в код, содержащий осветитель, оптически связанный через диафрагму со входами но- . ниусного кодирующего элемента, выходы оторого оптически связаны с фотопримниками, подключенными через компараторы к блоку преобразования кодов, выходы которого подключены к выходному регистру, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точ-. ности преобразователя, в него введены элемент НЕ, элемент ИЛИ, элемент

ИЛИ-НЕ, а компараторы выполнены многоуровневыми, первый выход одного компаратора через элемент НЕ подключен к одному входу элемента ИЛИ-НЕ, другие входы которого соединены с остальными выходами компараторов, а выход элемента ИЛИ-НЕ подключен к одному входу элемента ИЛИ, другие входы которого соединены с выходами блока преобразования кодов, а выход подключен к управляющему входу выходного регистра, информационные входы которого соединены с выходами блока преобразования .кодов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 438035, кл. G 08 С 9/06, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2323376/24, кл. G 08 С 9/06, 1976.