Преобразователь перемещения в код Советский патент 1983 года по МПК G08C9/06 

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

Известен преобразователь перемещения в .код, содержащий осветитель, диафрагму, нониусный кодовый элемент, выходы которого оптически соединены с фотоприемниками, логические схемы 1.

Недостатком такого преобразователя является низкая точность. .,

Наиболее близким по технической сущности является преобразователь, который содержит осветитель, оптичес-. ки связанный через диафрагму с входами нониусного кодового элементаf выходы которого, расположены на расстоянии ац ад (к ± 1/п) , где ао шаг опорной шкалы. Кип- целые положительные числа, и оптически соединены с фотоприемниками, выходы фртоприемников подключены к многоуровневым компараторам, выходы которых соединены с блоком преобразования кодов, элементы НЕ ИЛИ-НЕ, ИЛИ и выходной регистр С23.

Недостатком известного преобразователя является низкая точность.

Цель изобретения - повьииение то4, ности преобразователя.

Цел1 достигается тем, что в преобразователь перемещения в код, содержащий осветитель, оптически соединенный через диафрагму с входами нониусного кодового злемента, выходы кото10рого оцтически соединены с фотопрнемниками, введены преобразователь напряжения в код, блок вьгчитания, формирователь управляющего сигнала и, постоянное запоминающее устройство, вы15ход которого соединен с перЬым информационным входом блока вычитания, выход первого фотоприемника через формирователь управляющего сигнала соединен с управляющим входом блока

20 вычитания, а выход второго фотоприёмника через преобразователь напряжения в код соединен с вторым информационным входом блока вычитания.

25 На фиг. 1 представлена структурная схема преобразователя; на фиг.2 позиционные диаграммы выходных сигналов фотоприемников, формирователя управляющего сигнала и позиционные

30 коды на выходах преобразователя напряжения в код, постоянного запрминающего устройства и блока вычитани Преобразователь перемещения в ко (.фиг. 1) содержит входной вал 1, на котором укреплена диафрагма 2 с отверстиями опорной шкалы а. Отверсрия опорной шкалы на диафрагме опти чески сопряжены с двумя входами но иусного кодового элемента 3, отвер тия которого расположены на расстоя нии а atjfKil/4}, где Н - целое положительное число. Угловые размеры элементов опорной шкалы диафрагм и входов нониусного кодового элемен та равны половине шага опорной: шка. лы ар. Выходы нониусного кодового элемента 3 оптически связаны с оптико-волоконными фокусирующими конусами (фоконами) 4, выходы которых присоединены к входам двух фотоприемников 5. Устройство содержит осветитель Сна чертеже не показан), формирователь б управляющего сигнала постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 7, преобразователь напряжения, в код (ПНК) 8 и блок 9 вычитания. Преобразователь перемещения в код работает следующим образом. При вращении входного, вала 1 с диафрагмой 2 оптические сигналы на выходах нониусного кодового элёмента 3 измен йотся от нуля до максимал ного значения по треугольному закон с периодом ао Пространственный фазовый сдвиг между сигналами составляет четверть периода, т.е. ао/4. Сформированные таким образом оптические сигналы передаются при помощи фоконов 4 на входы соответствующих фотоприемвиков 5, которые выраб тывают пропорциональные злектрические сигналы (фиг. 2а}. Сигнал с выхо да одного из фотоприемников 5 поступаёт на вход ПНК. 8, который рабо тает, например, в двоичном коде (фиг. 22.) . При изменении сигнала от нуля до максимума на выходе ПНК 8 происходит увеличение значений выходного кода, а при изменении сигна ла от максимума до нуля - уменьшение значений выходного кода. При .этом, максимальному значению сигна.ла соответствует, максимальный код ПНК 8, определяюй;ий половину шага .опорной шкалы, т.е. однозначное оп,ределение перемещения с помощью . ПНК 8 происходит только на первой половине шага а. Для получения однозначного отсчета на всем периоде опорной шкалы ар используется сигнал с второго фотоприемника 5. Этот сигнал поступает в формирователь 6 управляющего сигнала, в нем происходит смещение сигнала относительно нулевой лрнии на-половину его ампли туды фиг .(25) и формирование из него сигнала прямоугольной формы (фиг. 2) , полярность которого меняется в моменты перехода входного сигнала через нуль. Причем изменение полярности сигнала происходит в те моменты, когда сигнал с первого фотоприемника 5 имеет максимальное или минимальное значение. Сигнал с формирователя б управляющего -сигнала управляет работой блока 9 вычитания. При изменении кода с ПНК 8 (фиг. 2г) от минимального до максимального блок 9 вычитания по сигналу формирователя б управляющего сигНала пропускает на выход без измене ия этот код (фиг. 2е), а при переijtofle через неоднозначность, т.е. через ,, происходит операция вычитания из кода, записанного в ПЗУ 7, кода ПНК 8. В ПЗУ 7 записан код, соответствующий преобразованию полного шага опорной шкалы а, т.е. макси мальный код однозначного преббразования на интервале, равном ар(фиг.2ф. В. результате на выходе блока 9 вычитания при изменении перемещения от нуля до происходит возрастание кода от нуля до максимального значения, определяемого заданной разрешающей способностью, т.е. наблюдается однозначное определение пространственного положения входного вала 1 в пределах шага оперной шка-. лы ар диафрагмы 2. Таким.образом, предложенный пре-. образователь позволяет снизить требования к идентичности сигналов с обоих фотоприемйиков, так как прег образование амплитуды в код проис- ; ходит только в одном ПНК, а сигнал с второгофотоприемника используется как управляющий, и тем самым повышается точность по сравнению с прототипом. Формула изобретения Преобразователь перемещения в код, содержащий осветитель, оптически соединенный через диафрагму со входами нониуснрго кодового элемен;та, выходы которого оптически соединены с фотоприемниками, о т л и чающийся тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в него введены преобразователь напряжения в код, блок вычитания, формирователь управляющего сигнала и постоянное запоминающее устройство, выход которого соединен с первым информационным входом блока вычитаНИЛ, выход первого фотоприемника через формирователь управляющего сигНала соединен с управляющим входом блока вычитания, а выход второго фотоприемника через преобразователь напряжения в код соединен со вторым