Преобразователь перемещения в код Советский патент 1985 года по МПК H03M1/24 

блока вычитания кодов, выход третьего регистра соединен с первым входом третьего и вторым входом первого блока вычитания кодов, выходы четвертого и пятого регистров соединены с вторыми входами второго и третьего блоков вычитания кодов соответственно, выход первого блока вычитания кодов соединен с первыми входами первого и второго блоков деления кодов, вТорые которых соединены с выходами соответственно второго и третьегр блоков, вычитания кодов, выход{.1 блоков деления кодов являются выходами блока.

3. Преобразователь по п.1, отличающийся тем, что формирователь изменягацегося напряжения содержит потенциометр и преобразователь сопротивление-напряжение, первый вход потенциометра соединен с первым входом преобразователя сопротивлениенапряжение и со своим первым выходом, второй выход потенциометра соединен с вторым входом преобразователя сопротивление-напряжение, выход которого является выходом формирователя,движок потенциометра является входом управления формирователя.

1. ПРЕОВРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В КОД, содержащий последовательно размещенные на оптической оси излучатель, коллиматор, анализатор, линзу и фотоприемник, выходкоторого соединен с первым входом блока формирования выходного кода, двигатель, кинематически соединенный валом с ансшизатором, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей преобразователя, в него введены формирователь изменяющегося напряжения, преобразователь напряжение-код формирователь начальной установки, при этом анализатор механически соединен с входом управления формирователя изменяющегося напряжения, выход которого соединен с первым входом преобразователя напряжение-код, второй вход которого соединен с выходом фотоприемника, а выход - с вторым входом блока формирования выходного кода, третий вход которого соединен с выходом формирователя начальной установки, четвертый вход является входом запуска, а первый и второй .выходы его являются выходами преобразователя. 2. Преобразователь по п.1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что блок формирования выходного кода содержит первый и второй элементы И, триггер, первый и второй счетчики, дешифратор, первый, второй, третий, четвертый и пятый регистры, первый, второй и третий блоки вычитания кодов, первый и второй блоки деления КОДОВ, причем первые входы первого элемента И и первого счетчика .объединены и являются третьим входом , второй вход первого элемен(Л та И является входом запуска блока, с а выход соединен с первым входом триггера, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с вторым входом первого счетчика и являет ся первым входом блока, выход второ l го элемента И соединен с. входом втоо а рого счетчика, первый выход которого соединен с вторым входом триггера, а второй выход соединен с входом дешифг ел ратора, первый, второй и третий выходы которого соединены с первыми вхбдами первого, второго и третьего регистров соответственно, выходы перво го счетчика соединены с первыми входами четвертого и пятого регистров, вторые входы первого, второго, третьего, четвертого и пятого регистров объединены и являются вторым входом блока, выход первого регистра соединен с первым входом первого .блока вычитания кодов,выход второго регистра соединен с первым входом второго

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может . быть использовано, в частности, для оперативного контроля сварочных перемещений и деформаций широкого класса изделий в процессе сварки.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей преобразователя перемещения в код.

На фиг.1 приведена структурная схема преобразователя, на фиг.2 структурная схема блока формирования выходного кода, на фиг.З - временная диаграмма работы преобразователяi на фиг.4 - выполнение анализатора.

Преобразователь перемещения в код содержит излучатель 1, коллиматор 2, анализатор 3, линзу 4, фотоприемник 5, двигатель 6, блок 7 формирования выходного кода, формирователь 8 иаменяющегося напряже шя, состоящий из потенциометра 9 и преобразователя 10 сопротивлеьше-напряжение, преобразователь 11 напряжение-код, формирователь 12 начальной установки, блок 7 фбрмирования выходного кода содержит элемент И 13, триггер 14, счетчики . 15 и 16, дешифратор 17, регистры 1822, блоки 23-25 вычитания кодов, бло ки 26 и 27 деления кодов, элемент И ,28.

Излучатель 1 с установленным на нем Коллиматором 2 закрепляется на неподвижной оснастке, анализатор 3, линза 4 и фотоприемник 5 устанавливаются на объекте в контролируемой точке, причем фотоприемник 5 устанавливается в фокусе линзы 4, двигатель 6 приводит в движение анализатор 3, потенциометр 9 движком механически связан с анализатором 3 и подключается к преобразователю 10 сопротивление-напряжение, вь1ход которого соединен с преобразователем 11 напряжение-код, блок 7 также соединен с преобразователем 11 напряжение-код, к которому подключен формирователь 12 начальной установки, фотоприемник 5 соединен с преобразователем 11 напряжение-код, на блок 7 подается сигнал -запуска, а выходы его являются выходами Ny и N преобразователя.

. Преобразователь работает следующи образом.

Двигатель 6 приводит в движение анализатор 3, выполненньй в виде непрозрачной маски 29 со щелью 30 И-образной формы (фиг.4) или с тремя щелями 30.1-30.3. Анализатор 3 сове-ршает возвратно-поступательное движение в плоскости, перпендикулярной направлению распространения луча излучателя 1, в качестве которого может быть использован гелий-неоновый лазер. Анализатор 3 механически

связан с движком потенциометра 9, полный оборот которого соответствует перемещению анализатора 3 в одном направлении. При достижении анализатором 3 конечного положения срабатывает формирователь 12 начальной ус:т.ановки и вырабатьшает импульс Тц (фиг.З), поступающий в блок 7. 3117 При пересечении щелями 30-2-30-3 анализатора 3 лазерного луча срабатывает фотоприемник 5 и вырабатывает сигнал- Т(р , поступающий в блок 1 и запускающий преобразователь 11 напряжение-код. В качестве преобразователя 19., может использоваться операционный усилитель, на вход которого подается опорное напряжение, а в обратн ю связь включается потенциометр 9. В момент срабатывания фотоприемника 5 происходит преобразование значе ния сопротивления к1 потенциометра 9: . в код N, преобразователем 11 напряжение-код, в качестве которого можно использовать, например, интегральную микросхему 572IIB1. По сигналу Пуск, поступающем на вход блока 7, в момент прихода импульса Т . от формпрователя 12 начальной установки через элемент Н 28 происходит установка триггера 14 (фиг.2). Счетчики 15 и 16 считьшают импуль сы, поступакмдие от фотопркемника 5 при пересечении щелями 30-1-30-3 анализатора 3 луча. По приходу третьего импульса Tf,i) с элемента И 13 (фиг.З) счетчик 15 обнуляется и срабатывает .триггер 14. По пepeднeIvIy фронту импульсо1з Т, , Т23 Т на выходах дешифратора 17 (фиг.Зe,g,) происходит запись кода Nj с выхода преобразователя 10 напряжение-код в регистры 20, 21 и 22 соответственно. Счетчик 16 обнуляется импульсом Т и третьим импульсом Т pp. По передним фронтам импульсов TJ и Т- (фиг.38,5) соотнетству щих приходу в счетчик 16 первых двух импульсов , происходит запись кода. N,j в регистры 18 и 19 соответственно. Циклу измерения Т соответствует время между двумя последовательными импульсами Тцу Счетчик 15 рабЬтает только в первом цикле, начинающимся подачей в блок 7 сигнала Пуск. Во втором и, последующих циклах происходит перез пись кода в регистры 18 и 19. Допустим, анализатор 3 движется вправо и начальным положением луча излучателя 1 в плоскости анализатора 3 является точка А(, (фиг .4). При пересечении луча щелью 30-1 происходит, запуск преобразователя 11 напряжение-код и на его выходе получателя код П( 154 где Kj - коэффициент преобразования потенциометра 9у Kjj, - коэффициент преобразования преобразователя 10. Этот код запоминается в регистре 20. Аналогично в момент пересечения луча щелью 30-2 в регистре 21 запоми нается код , и при пересечении пуча щелью 30-3, в регистре 22 запоминается код . Зная значения этих кодов, можно определить коэффициент и преобразования лотенц1Юметра-8 jSfi N.H -N.« где X - расстояние между двумя вер™ X. л . тикальними Ц .тями 30-1 и 30-Щ анализатора 3. Поскольку щель 30-2 наклонена к щелям 30-1 и 30-3 под углом Cj 45 , то изменение координаты Y лазерного луча на плоскости анализатора 3 равно изменению координаты X (tg(). Поэтому код N.. па выходе пре.обрпзователя 11 напр 1кеш1е-код в момект пересечения щелью 30-1 ссЛт-ветствуст координате X, а is момент пересечения 111елью 30-2 - координате У, Следовательно, координаты и Yj,- начала отсчета можно определить по формулам XJ, Q:N,, Y, (N, В последующие циклы измерения координаты положения луча Л определяются относительно начала отсчета как X i(N, -N,,) (N2-N,,). Следовательно, в преобразователе отсутствует погрешность установки его в начальное положение, поскольку применяется дифференциальный метод измерения. В зависимости от характера измеряемых сварочпЬгх переме- щений начальная установка преобразо- вателя может быть произведена либр S середине диапазона, либо на его кра-f ях. Уравнетшя преобразования при этом можно зйппсать в виде Х- «WL),. (Nm-N,,,). Y- -4 jl5zl iiL (N,H -N,H )

Блоки 23-27, входящие в состав блока 7, реализуют алгоритм, указанный в системе уравнений (1).

Блок 7 может быть собран на микросхемах серии 155, в качестве блоков 23, 24 и 25 вычитания кодов можно использ.овать микросхему К58ТИК2, в качестве блоков 26 и 27 деления кодрв-микросхему К587ИКЗ.

На выходах преобразователя в каждом цикле измерения Тц получается

М

N,

, соответственно рави

коды ные

У

N - .N,3Ni.K. , N,

XT N.-NZH.

fj j ,

L 1 N,-N,H Умножив эти коды на нормирукнций множитель Xj, можно получить действительные значения координат контролируемой точки А свариваемого объекта, т.е. сварочные перемещения. Диапазон измерения преобразователя зависит только от расстояния и может быть выбран, исходя из конкретных применений. Максимальный диапазон - измерений ограничен физическими размерами линзы 4.

„ /7ycff

Фиг,1