Преобразователь перемещений в код Советский патент 1984 года по МПК G08C9/06 

Изобретение относится к автомати ке и вычислительной технике. Известен преобразователь перемещений в код, содержащий последовательно расположенные источник излучения, фокусирующую линзу, измерительный и индикаторный диски, объек тив и фотоприемную матрицу LlJ. Недостатком этого преобразовател является ограниченный диапазон измерений. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является преобразователь перемещений в код, содержащий последовательно расположенные источник света, фокусирующую линзу, измерительную линейку и фотоприемную .матрицу , расположенную под углом (/4K щели измерительной линейки, генератор импульсов, выход которого соединен с входом счетчика п разрядов которого соединены с входами р,егистра грубого отсчета, и вхо дами дешифратора опроса строк и п входами элемента , (п+1)-й разряд счетчрп а соединен с входами управления дешифратора спроса строк фотоприемной матрицы и ()1 +1) -ч..м входом элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с входом синхронизации регистра точного отсче :а, с входом элемента задержки и входдом стиравия информации фотоприемной матрицы, адресные входы строк которой соедине ны с выходами де1иифратора опроса строк .фотоприемной матрицы, выходы стролбцов фотоприемной матрицы, соеди нены с входами формирователей импуль сов, выходы которых соединены с вход ми регистра, выходы которого соедцне ны с входами .дешифратоЕ а, БЫХО.Щ; которого соединены с входами блока пре образования комбинацио.нного кода в двоичный код, выходы которого соединены с входами регистра точного от.сч та, выход элемента задержки соединен с входом обнуления регистра, выход первого формирователя кмпульсов сое-динен с входом синхрониза,ии регистра грубого отсчета L2j. Недостатком известного преобразов теля является малый диапазон и.змереНИИ, ограниченный размерс1ми фотоприемной матрицы. Целью изобретения является расширение диапазона -измерений преобразователя. Поставленная цель достигается тем то в преобразователь перемеш,ений в код, содержащий последовательно расГЕОЛоженные источник света, фокусирую щую линзу, измерительную линейку и фотоприемную матрицу, расположенную под углом Осо х77/4 к щели измерительной линейки, генератор импульсов, выход которого соединен с входом счетчика, п разрядов которого соединены с п входами регистра грубого отсчета, п входами дешифратора опроса строк и п входами элемента ИЛИ-НЕ, (г1 + 1)-й разряд счетчика соединен с входом управления дешифратора опроса фотоприемной матрицы и 1л+1)-ым входом элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с входом синхронизации регистра точного отсчета, с входом элемента задержки и входом стирания информации фотоприемной матрицы, адресные входы строк которой соединены с выходами дешифратора опроса строк фотоприемной матрицы, выходы столбцов фотоприемной матрицы соединены с входами формирователей импульсов выходы которых соединены с входами регистра, выходы которого соединены с входами дешифрсггора, выходы которого соедигюны с входами блока преобразования комбинационного кода в двоичный код, выходы которого соединены с «.ходами регистра точного отсчета, зы.ход элемента задержки соединен с входом обнуления регистра, выход первого формирователя импульсов соединен с входом синхронизации регистра грубого отсчета, введены два дополни- . Tejibffeix деи1ифратора, реверсивный счетчик, при этом линейка выполнена с К щелями, и первого и второго дополнит ель ных фра торов соединены с i выходами регистра грубого отсчета, выход первого дополнительного дешифратора соединен с вхоi:oK суьс.ирования реверсивного счетчика,- а выход второго дополнительного ЯСП1 Фратора соединен с входом вычитания реверсивного счетчика. На фиг. 1 приведена структурная схема преобразователя перемещений в код; на фи.г. 2 - взаимное расположение фотоприемной матрицы и иэмер :тельной линейки с К щелями; на фиг. 3-схема блока обработки информации. Преобразователь содержит источник 1 светгь фоку сиру ющ:ую линзу 2, измерительную лииейк 3 со щелями 4, уста1 JOB л с иную Б -направляющих 5, фотоприомную матрицу б, блок 7 обрабогки информации, содержащий генератор 8 .импульсов, сч. 9, регистр 10 грубого отсчета, дешифратор 11 опроса, строк, элемент ИЛИ-НЕ 12, регистр 13 точного отсчета, элемент 14 задержки, формиро.ватели 15 импульсов, рехистр 16, дешифратор 17, блок 18 преобразования комбинационного кодда в дво 1чный код, дешифраторы 19 и 20, реверсивный счетчик 21. Фотоприемна матрица 6 содержит чувствительные элементы 22. Преобразователь перемещений в КО..Ц работает следующим образом. Параллельный световой пучок (фиг. формируемый фокусирующей линзой 2, проходя щель 4 измерительной линейки 3, перемещающейся в направля ющих 5, образует на поверхности фотоприемной матрицы 6 перемещающуюся световую полосу, которая засвечивает некоторые чувствительные элементы 22 фотоприемной матрицы 6. Ще;1И 4 измерительной линейки 3 расположены перпендикулярно направ-. лению ее перемещения. Фотоприемная матрица 6 повернута относительно щелей 4 измерительной линейки 3 так, что чувствительные элементы 22 ряда фотоприемной матрицы 6 образуют со щелями 4 угол (,Л/4, За счет этого световая полоса засвечивает чувствительные элементы 22 фотоприемной мат рицы 6 не одинаково. При движении световой полосы площадь засветки одних чувствительных элементов 22 постепенно уменьшается, а других - увеличивается, в соответствии с этим изменяются значения на выходах формирователей 15 импульсов (фиг. 3). В зависимости от величины перемеи;ения световой полосы на их выходах образуются комбинации нулей и единиц. I На расстоянии, равном периоду фотоприемной матрицы б, т.е. на рассто янии между началами параллельных соседних строк матрицы, получается определенная последовательность комбинаций, повторяющихся соответственно на каждом периоде матрицы, т.е. базовых комбинаций для угла ( разворота фотоприемной матрицы 6 относительно щелей 4 измерительной линейки 3. Блок 7 обработки информации работает следующим образом. При включении питания (фиг. 3) происходит установка реверсивного счетчика 21 в нулевое состояние. Генератор 8 импульсов выдает импульсы тактовой части на вход счетчика 9, на выходах которого получается ( п+1 I- разрядный двоичный код, кото рый поступает на вход элемента ИЛИНЕ 12, При информации 000...00 навходах элемента ИЛИ-НЕ 12 он выдает единичный импульс, который,поступает на вход стирания информации фотоприемкой матрицы 6, готовит для записи на нее оптической информации. В течение времени записи информации равном времени между 000...00 и 000...01 комбинациями на выходах счетчика 9, происходит запись оптиче ской информации на фотоприемную матрицу 6. С наступлением на выходах счетчика 9 комбинации 000...01 единица старшего разряда поступает на вход управления дешифратора 11 опро са строк фотоприемной матрицы б и разрешает его работу. В течение времени считывания информации Т с фотоприемной матри1;ы б, равном врем ни 000... 01 и 111,.. 11 комбинациями на выходах счетчика 9, дешифратор 11 опроса строк матрицы б вырабатывает 2 импульса, поступающих последовательно на эходы строк фотоприемной матрицы б. Информация с 2 выходов столбцов: фотоприемной матрицы б поступает на 2 формирователя 15 импульсов, срабатывающих по определенному уровню аналогового сигнала. Если площадь засветки чувствительного элемента 22 больше заданной, то на выходе формирователя 15 импульсов значение 1. Если же площадь засветки меньше заданной, то на выходе формирователя 15 импульсов значение О . Информация с выходов формирователей 15 импульсов записывается в регистр 16. Одновременно с появлением 1 на выходе формирователя 15 импульсов первого столбца происходит запись в регистр 10 грубого отсчета. Единица с выхода формирователя 15 импульсов поступает на вход синхро.низации регистра 10 грубого отсчета и происходит запись двоичного кода номера опрашиваемой в данный момент строки фотоприемной матрицы б. С выходов регистра 16 информация поступает на дешифратор 17, который определяет номер базовой комбинации, преобразуюи|ийся в двоичный код в блоке 18. С наступлением комбинации 000...00 на выходах счетчика 9 элемент ИЛИ-НЕ 12 вырабатывает импульс, который поступает на вход синхронизации регистра 13 точного отсчета, и происходит запись двоичного кода номера базовой комбинации. Одновременно импульс с выхода элемента ИЛИ-НЕ 12 поступает на вход стирания информации фотоприемной матрицы б -и на вход элемента 14 задержки, с выхода которого через время t задержки импульс поступает на обнуление .регистра 16. Информация с регистра грубого отсчета 10 поступает на первый и второй дополнительные дешифраторы 19 и 20. Если в регистре 10 грубого отсчета записан двоичный код последней строки фотоприемной матрицы б, а затем появляется за.пись двоичного кода первой строки матрицы б, то это означает, что измерительная линейка 3 передвигается в положительном напр влении к произошла смена световой полосы от одной щели 4 измерительной линейки 3 на световую полосу от другой. В этом случае первый дополнительный дешифратор 19 вырабатывает импульс, который поступает на вход, суммирования реверсивного счетчика 21, и на выходе появляется информация, соответствующая перемещению измерительной линейки 3 на расстояние, равное .расстоянию между щелями 4.

Если в регистре 10 грубого отсчета записан двоичный код первой строки фотоприемной матрицы 6, а затем появляется запись двоичного кода последней строки матрищэ 6, то это означает, что измерительная линейка 3 передвигается в отрицательном направлении и второй дополнительный дешифратор 20 вырабатывает импульс, который поступает на вход вычитания реверсивного счетчика 21,

Расстояние D между щелями 4 измерительной линейки 3 определяется по формуле

II (riT+c(lcosot ,

где Т - период фотоприемной матрицы 6 по строкам; п - количество периодов; а - размер фоточувствительного

элемента 22 по вертикали; d- угол разворота фотоприемной

матрицы б относительно шели 4. Таким образом, в предлагаемом преобразователе перемещений в код диапазон измерений значительно выше и зависит от количества щелей на измерительной линейке.

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ В КОД, содержащий последовательно расположенные источник света, фокуси рукяцую линзу, измерительную линейку и фотоприемную матрицу, расположенную под углом 0 с }Г/4к щели измерительной линейки, генератор импульсов .выход которого соединен с входом счетчика, п-разрядов которого соединены с п-входами регистра грубого отсчета, п-входами дешифратора опроса строк и п-входами элемента ИЛИНЕ, (п+1)-й разряд счетчика соединен с входом управления дешифратора опро са строк фотоприемной матрицы и Дп+1)-ым входом элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с входом синхронизации регистра точного отсчета, с входом элемента задержки и входом стирания информации фотоприемной мат рицы, адресные входы строк которой соединены с выходами дешифратора опроса строк фотоприемной матрицы, выходы столбцов фотоприемной матрицы соединены с входами формирователей импульсов, выходы которых соединены с входами регистра, выходы которого соединены с входами дешифратора, выходы которого соединены с входами блока преобразования комбинационного кода в двоичный код, выходы которого соединены с входами регистра точного отсчета, выход элемента задержки соединен с входом обнуления регистра, выход первого формирователя импульсов соединен с входом синхронизации регистра грубого отсчета, о т л ичающийся тем, что, с целью расширения диапазона измерений преобразователя, в него введены два дополнительных дешифратора, реверсивный счетчик, а измерительная линейка выполнена с К щелями, л входЬв первого и второго дополнительныхдешифраторов соединены с п выходами .plerHCTра грубого отсчета, выход первого дополнительного дешифратора соединен с входом суммирования реверсивного счетика, выход второго дополнительного- дешифратора соединен « входом вычитания реверсивного счетчика.

i;