Преобразователь перемещения в код Советский патент 1988 года по МПК H03M1/30 

(Л

с

со

СХ)

оо

4ii

СО

со

13

и упрощение эксплуатации преобразователя перемещения в код за счет фор- миройания абсолютного отсчета. Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь, содержащий шкалу 7, выполненную в виде параллельных проводников, считывающие элементы 8 и 9, выполненные в виде проводников, параллельных проводникам шкалы 7, и через узлы 10, 11 съёма сигнала, соединенные с компараторами 12 и 13, генератор 3, счетчик 4, регистр 5, дешифратор 6, выходы которого соединены с проводниками шкалы 7, счетчик 22, вычитающий и суммирующий входы которого подключены к выходам соответственно элементов И 14 и 15, элемент 1ЛЛИ 24, RS-триг- гер 2, введены два RS-триггера 20

499

и 21, четыре элемента И 16, 17, 18 и 19, два элемента 1 и 23 задержки. Четные 8 и нечетные 9 считывающие элементы расположены с переменным интервапом в каждой паре, что позволяет определять номера четных считывающих элементов 8, находящихся в зоне шкалы 7. В счетчике 4 формируется код, определяюищй положение четного считывающего элемента 8, находящегося в зоне шкалы 7, относительно начала шкалы 7, а в счетчике 22 формируется код четного элемента 8, находящегося в зоне шкалы 7. Преобразователь перемещения в код начинает .работать по сигналу запуска и на выходе формирует абсолютный код, неза- вися щий от предыдущего цикла преобразования, 2 ил.

Изобретение относится к устройствам преобразовательной техники и может быть использовано в системах программного управления станками и роботами, в системах обработки графической информации, в системах телеуправления и контроля. Целью изобретения является повышение надежности

1

Изобретение относится к устройствам преобразовательной техники и может быть использовано в системах программного управления станками и роботами, в системах обработки графической информации, в системах телеуправления и контроля.

Целью изобретен1ш является повышение надежности и упрощение эксплуа- тации за счет формирования абсолютного отсчета.

На фиг, 1 приведена схема преобразователя перемещения в код; на фиг,2 варианты взаимных расположений счи- тывающих элементов и шкалы.

Преобразователь перемещения в код содержит элемент 1 задержки, RS-триг- гер 2, генератор 3,, счетчик 4, регистр 5, дешифратор 6, щкалу 7, сое- тоящую из параллельных проводников, четные 8 и нечетные 9 считывающие элементы, расположенные на подвижной части преобразователя, узлы 10 и 11 съема.сигнала, компараторы 12 и 13, элементы И 14-19, RS-триггеры 20 и 21 счетчик 22, элемент 23 задержки и элемент ИЛИ 24. .

Расположение соседних четных 8 и нечетных 9 считывающих элементов с переменным шагом позволяет определить

Q

0 5

0

номера четных 8 считывающих элементов, находящихся в зоне шкалы 7,

Шаг расположения четных 8 считывающих элементоб должен быть (фиг,2) .S, где т, ь S - количество про- водникбв шкалы 7 и шаг их расположения соответственно. Интервалы между соседними четными 8 и нечетными 9 считывающими элементами, поскольку они несут информацию о номере четного 8 считывающего элемента, находящегося в зоне шкалы 7, должны различаться на величину, достаточную, чтобы исключитьнеоднозначность их определения. Этот интервал определяется количеством проводников шкалы 7, расположенных между считывающими элементами 8 и 9, Неоднозначность определения этого количества возникает при расположении считывающего элемента 9 или 8 между проводниками шкалы 7, когда может быть считан либо один, либо оба эти проводника. Для уменьшения неоднозначности определения интервала целесообразно интервал брать равным (nl-0,5)S, где п - целое число.

При этом в зоне неопределенности сможет находиться только один из двух считанных элементов 8 и 9 и, следовательно, погрешность изменения интервала не превысит uS. Учлтывая наличие этой погрешности, интервалы должны отличаться на величину не менее чем 2iS.

При больших скоростях перемещения

существенное значение приобретает также динамическая погрешность за счет перемещения считывающих элементов 8 и 9 во время измерения. С учетом этой погрешности разность между соседними интерваламк целесообразно увеличить, например, до 4б,8. Вследствие вышеуказанной разности шаг расположения интервалов нечетных считы- вающих элементов 9 должен отличаться от шага четных считывающих элементов 8 на величину этой разности. Чтобы в зоне шкалы 7 всегда находился хотя бы один нечетньш считывающий элемент 9, шаг их расположения должен быть меньше шага расположения четных считывающих элементов.8. Для получения максимального числа считывающих элементов 8 и 9 и, следовательно, мак симального диапазона преобразования, интервал между первыми четным 8 ,и нечетным 9 считывающими элементами целесообразно брать меньше указанной разности, например 1,5Л5.

Преобразователь работает следующим образом.

Короткий запускающий импульс, поступающий на вход преобразователя, производит начальную установку преоб- разователя. При.этом все разряды счётчиков 4 и 22 устанавливаются в состояние, соответствующее 1, а RS- триггеры 20 и 21 - в состояние О. Через некоторое время, определяемое элементом 1 задержки, устанавливается в 1 RS-триггер 2 и запускает генератор 3. Импульсы генератора 3 поступают на суммирующий вход счетчика 4 и изменяют его состояние, а следова- тельно, и состояние выходов подключенного к нему дешифратора 6. При .каждом новом состоянии дешифратора 6 появляется напряжение на очередном проводнике шкапы 7, начиная с 1-го, соответствующего нулевому состоянию счетчика 4. При появлении напряжения на проводнике шкалы 7, ближайшем к считывающему элементу 8 или 9, на последнем вследствие наличия емкостной связи наведется наибольшее напряжение, которое в зависимости от номера возбужденного считывающего элемента 8 или 9 поступит через узел 10

5

05 0 5 О

, дд Д5 „

5

И.ПИ 1 I съема сигнала на вход соответ- ствующе л-о комг аратор ч 12 или 13 и приведет к его срабатыванию. При этом в зависимости от распо.1ожения считывающих элементов 8 и 9 отЕ(осительяо шкалы 7 первым срабатывает либо компаратор 12, либо компаратор 13.

Рассмотрим cjTy4a i, когда первым возбуждается второй из четных 8 счи- ршающих элементов (42) (фиг.2а) и, следовательно, срабатывает компаратор 12. При срабатывании компаратор 12 сформирует короткий импульс, ко- торьш зафиксирует в регистре 5 код со счетчика 4. Для положения, указанного на фиг. 2а, этот код будет равен 10 с нулями в старших разрядах. Кроме того, импульс компаратора 12 через открытый элемент И 16 поступит на S-вход RS-триггера 20 и установи-т его в состояние 1. При этом откроются элементы И 15 и 19 и закроется элемент И 17. Вследствие этого импульсы с генератора 3, включая импульс, возбуждающий компаратор 12, начнут поступать через элемент И 15 на суммирующий вход счетчика 22. Через 6 или 7 импульсов генератора 3 согласно Фиг.2а возбудится нечетный считываюш 1й элемент 9 (Н2) и сработает компаратор 13. Импульс с его выхода через элемент И 19 и элемент ИЛИ 24 поступит на К-вход RS-триггера 2 и установит его в состояние О, вследствие чего на разрешающем выходе преобразователя установится 1, а генератор 3 остановится. При этом на выходах счетчика 22 будет сформирован код 101 или 110 с нулями в старших разрядах. Выходной код преобразователя формируется следующим образом: младшие разряды соответствуют сосостояниям разрядов регистра 5, а старшие - состояниям разрядов счетчика 22, исключая два его младших разряда. Таким образом, например, при числе разрядов счетчика 4, равном 7 и соответственно при , на выходе преобразователя будет сформирован код 10000010 (с нулями в старших разрядах).

При смещении считывающих элементов 8 и 9, например, в положение, изображенное на фиг. 26, первым возбудится нечетный считывающий элемент 9 (НЗ) и сработает компаратор 13. Сигнал с его выхода через открытый элемент И 17 поступит на S-вход RSтриггера 21 и установит его в состояние , 1. При этом ОТК11ОЮТСЯ элементы И 14 и 18 н закроется элемент И 16. Импульсы с генератора 3, включая воз- будивший (НЗ) третий нечетный элемент 8, через элемент И 14 начнут поступать на вычитающий вход счетчика 22. При возбуж,а,ении в соответствии с фиг. 26 (m-5) проводника шкалы 7 возбудится четный считывающий элемент 8 (42) и сработает компаратор 12. К этому моменту на выходах .счетчика 4 будет сформирован код 1111010, соответствующий (т-5)-му проводнику шкалы 7, т.е. при - 123-му проводнику шкалы 7, а на вход счетчика 22 поступит (га-9+1) или (т-10+1) импульсов. Импульс с выхода компаратора 12 поступит на управляющий вход регистра 5 и зафиксирует в нем код счетчика 4, а также через элемент И 18 запустит элемент 23 задержки. Последний с задерж

кой, равной двум периодам генератора 3, через элемент ИЛИ 24 установит RS-триггер 2 в состояние О, что приведет к остановке генератора 3. В результате задержки на вычитающий вход счетчика 22 поступит еще 2 импульса. При этом на выходах счетчи- ка 22 после остановки генератора 3 будет сформирован код 101 или 110 т.е. такой же как и в случае, изобп-35

раженном на фиг. 2а, поскольку в обоих случаях в зоне шкалы 7 находит ся один и тот же четный считывающий элемент 8 (42). В результате код на выходе преобразователя будет 11111010, что соответствует положе- .,. нию считывающих элементов 8 и 9 относительно шкалы 7. Таким образом, при любом положении считывающих эле- ментов 8 и 9 относительно шкалы 7 преобразователь формирует однозначный прлньй код, причем результат цикла преобразования не зависит от предьщущего цикла, т.е. обеспечивается абсолютный отсчет.

45

Ф о р м ула изобретения

Преобразователь перемещения в код, содержащий шкалу, выполненную в виде параллельных проводников, считываю- 55 щие элементы, В1.1по,пненные в виде проводников, параллег1ьных проводникам шкалы, четные сч(1тг.(ваю1цие элементы

15

20

,

25

35

.,.

55 34996

через первый узел съема сигнала единены с входом первого компаратора, а нечетные считывающие элементы через второй узел c7jeMa сигнала - с входом второго компаратора, генератор, выход которого соединен со счетным входом первого счетчика, выходы которого соединены с информационными входами регистра и входами дешифратора, выходы которого соединены с проводниками шкапы, второй счетчик, вычитающий и суммирующий входы которого подключены к выходам соответственно первого и второго элементов И, элемент ИЛИ, первый RS-триггер, о т- личающийся тем, что, с целью повышения надежности и упрощения эксплуатации преобразователя за счет формирования абсолютного отсчета, в него введены второй и третий КЗ-триггеры, третий, четвертый, пятый и шестой элементы И, первый и второй элементы задержки, а смежные считывающие элементы расположены с пере- мённьпу интервалом, вход первого элемента задержки является запускающим входом преобразователя и соединен с установочными входами первого и второго счетчиков п с R-входами второго и третьего RS-триггеров, а выход - с S-входом первого RS-триггера, прямой выход которого соединен с запускающим входом генератора, а инверсный является выходом разрешения преобразователя, выход первого компаратора соединен с управляющим входом регистра и с первыми входами третьего и четвертого элементов И, выход которо- -го соединен с входом второго элемента задержки, выход которого соеди- н ен с первым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с R-входом первого RS-триггера, выход второго компаратора соединен с первыми входами пятого и шестого элементов И, выход которого соединен с S-входом третьего RS-триггера, прямой выход которого соединен с первым входом первого элемента И и с вторым входом четвертого элемента И, а инверсный выход соединен с вторым входом третьего элемента И, выход которого соединен с S-входом второго RS-триггера, инверсный выход которого соединен с вторым входом шестого элемента И, а прямой выход соединен с первым входом второго элемента И и с вторым входом пятого элемента И, выхо;:, кото30

45

50 )

рого соединен с вторым входом эле- с вторыми входами первог о и второго мента ИЛИ, выход г енератора соединен элементов И.

S.

nnnnnnnnnnry пп nnnn ;/77

Фиг2