Преобразователь перемещения в код Советский патент 1990 года по МПК H03M1/26 

Изобретение относится к устройствам автоматики и измерительной техники и может быть использовано в системах автоматического контроля.

Целью изобретения является повышение технологичности изготовления преобразователя.

На фиг. 1 представлена структурная схема трехразрядного преобразователя линейного перемещения в двоично-десятичный код (R 10); .на фиг. 2 - фрагмент кодовой маски и расположение считывающих элементов в разных вариантах; на фиг. 3 - кодовый элемент трехразрядного преобразователя в восьмеричной системе счисления (R 8); на фиг. 4 - кодовый элемент трехразрядного преобразователя в четверичной системе счисления (R 4) , на фиг. 5 - кодовый элемент трехразрядного двухотсчетного преобразователя углового перемещения в десятичный код (R 1 0) .

Приведены табл.1 состояний декодера и табл.2 состояний преобразователя кода.

Преобразователь, выполненный фотоэлектрическим с основанием счисления десять (R 10), содержит считывающие элементы 1-6, соответственно младшего, среднего и старшего разрядов, установленные неподвижно в корпусе преобразователя, кодовую маску 7, укрепленную на объекте перемещения, дешифратор 8, содержащий декодер 9 в младшем .разряде, преобразователь 10 кода в каждом из остальных разрядов. Кодовая маска 7 содержит основную дорожку 11 младшего разряда, основную дорожку 12 среднего разряда, дополнительную дорожку 13 среднего разряда, основную дорожку 14 старшего разряда, дополнительную дорожку 15 старшего разряда, диафрагмы I 6.

На каждой кодовой дорожке 11-15 (фиг.2) активные участки - щели в

маске 7 (заштрихованы) чередуются с равными по величине пассивными участками. Число активных (пассивных) участков на дорожках 11-15 соответственно равно 100, 20, 10, 2, 1.

Считывающие элементы , младшего разряда (сплошные кружочки) размещены вдоль основной дорожки 1 1 этого разряда относительно линии установки, проходящей через элемент 5, с 1 1

интервалом

длины активного участ

ка дорожки 11. Окружностями (фиг.2) показаны некоторые другие варианты размещения считывающих элементов, причем черта над номером считывающего элемента означает, что его сигнал надо проинвертировать. В остальных разрядах считывающие элементы 14- 42 О}- 4j) против основной дорожки 12

(14)размещены вдоль дорожки с интервалом-длины активного участка этой дорожки на расстоянии от линии установки (элемента 5(), кратном т-т той

же длины.

Против дополнительной дорожки 13

(15)считывающие элементы 52, 6 ,

(5, 6г) размещены на расстоянии, равном половине длины активного участка этой дорожки, а относительно линии установки (элемента 5,) - на рас1стоянии, кратном длины активного

участка основной дорожки 12(14) этого разряда.

Все считывающие элементы 1 -6 выполнены в виде оптронных пар (свето- диод и.фотодиод с усилителем-формирователем) в зазоре которых перемещается кодовая маска 7, против считывающих элементов 1,- 5ц младшего разряда помещены диафрагмы 16 для увеличения разрешающей способности преобразователя .

Преобразователь перемещения в код может быть построен в любой системе счисления с четным основанием R, равным и большим 4.

Трехразрядный преобразователь, построенный в восьмеричной системе счисления (F 8), содержит кодовую маску 7 (Фиг.З), состоящую из основной кодовой дорожки 17 в младшем разряде, основной 18 и дополнительной 19 кодовых дорожек в среднем разряде, основной 14 и дополнительной 15 дорожек в старшем разряде. Число чередующихся,

Считанный с млски код с основанием 8 поразрядно преобразуется в двоичны код .аналогично (фиг.1). В выходном коде преобразователя каждый восьмеричный разряд представлен тремя двоичными разрядами.

Трехрахрядный преобразователь , построенный в четверичной системе счисления (R 4), содержит кодовую маску 20 (фиг.4), состоящую из основной кодовой дорожки 18 в младшем разряде, основной 19 и дополнительной 21 дорожек в среднем разряде, основной 14

Изобретение относится к устройствам автоматики и измерительной техники и может быть использовано в системах автоматического контроля. Целью изобретения является повышение технологичности производства преобразования. Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь перемещения в код, содержащий считывающие элементы 1₁-4₁, 1₂-5₂, 1₃-6₂ соответственно младшего, среднего и старшего разрядов, кодовую маску 7, содержащую основные дорожки 11,12 и 14 соответственно младшего, среднего и старшего разрядов и дополнительные дорожки 13 и 15 соответственно среднего и старшего разрядов, число активных участков на всех дорожках находится в соотношении 1:2:R:R²:2R²:R³..., где R - основание счисления, любое целое, четное число равное или большее четырех, считывающие элементы 1₁-4₁, 1₂-4₂ и 1₃-4₃ размещены друг относительно друга на расстоянии 2/R длины активного участка соответствующей основной дорожки 11,12 или 14, считывающие элементы 5₃ и 6₂ размещены друг относительно друга на расстоянии половины длины активного участка дополнительной дорожки 15, дешифратор, дополнительно введены считывающие элементы, расположенные следующим образом: элемент 5₁ против основной кодовой дорожки 11 младшего разряда на линии установки и с тем же шагом, что и остальные, и элемент 6₁ против дополнительной дорожки 13. Считывающие элементы всех дополнительных дорожек, кроме старшего разряда, расположены друг относительно друга на расстоянии, кратном половине длины активного участка соответствующей дорожки. Считывающие элементы 4₂, 6₁, 4₃, 6₂, установленные против соответствующих дорожек 12-15, расположены относительно линии установки на расстоянии, кратном 1/R длины активного участка основной дорожки соответствующего разряда. Дешифратор 8 преобразует код снимаемый со считывающих элементов 1₁-5₁, 1₂-6₁, 1₃-6₂ в двоично-десятичный код на своих выходах. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

равных между собой, активных и пассив- и дополнительной 15 дорожек в старных участков на кодовых дорожках соответственно равно 64, 16, 8, 2, и 1. Против основной дорожки 17 младшего разряда установлено четыре считывающих элемента 1,- 44 . Против каждой из основных дорожек 18, 14 в остальных разрядах установлено по три считывающих элемента 1г- 32(сплошные кружочки), Ц- 33 . Против каждой из дополнительных дорожек 19, 15 уста- новлено по два считывающих элемента

г

5, и 43, 52

Считывающие элементы 4, младшего разряда размещены вдоль дорожки 17 относительно линии установки(счи- тывающего элемента 4() с интервалом,

равным - длины активного участка дорожки 1 7 .

Считывающие элементы , Ц- 33 35 против основных дорожек 18 и 14 размещены с интервалами -

4

длины актив5 против и 15 - на

ного участка этих дорожек, а считывающие элементы 42, 5, и 45, 5 дополнительных дорожек 1 9 расстоянии, равном половине длины активного участка своей дорожки.

Считывающие элементы ,

среднего разряда и

.

54 старшего разряда отстоят от линии установки

(считывающего элемента 4. разряда) на расстоянии,

длины активного участка основной дорожки своего разряда (дорожки 18 и 14 соответственно).

Окружностями (фиг.8) показаны некоторые другие варианты размещения считывающих элементов 1г, 2г, причем черта над номером элемента означает, что его сигнал надо проинвертироватъ.

шем разряде. Число чередующихся, равных между собой, активных и пассивных участков на кодовых дорожках соответственно равно 16, 8, 4, 2,1.

Вдоль дорожки 18 установлены считывающие элементы (сплошные кружочки) и 2,(дополнительный) с интервалом -т длины активного участка этой

2

дорожки считывающий элемент 1г, а вдоль дорожПротив дорожки 19 установлен

ки 21 - считывающие (дополнительный)

элементы 2, и 3,

1 на расстоянии -L.

2

30 длины активного участка этой дорожки, Считывающие элементы 1 и 3, среднего разряда удалены от линии установки элемента 2, младшего разряда

1

длины активного участка дорожки 19, а элемента 2„ - на т- той же

на

0

5

0

5

длины. Аналогично размешены считывающие элементы lg, 23 и 32 старшего разряда против кодовых дорожек 14 и 15. Окружностями (фиг.4) показаны некоторые1 другие варианты размещения считывающих элементов 1, и 22, причем черта над номером элемента означает, что его сигнал надо проинвертировать.

Считанный с маски 20 четверичный код поразрядно преобразуется в двоичный код. В выходном коде преобразователя перемещения каждый четверичный разряд представлен двумя двоичными разрядами.

Трехразрядный двухотсчетный преобразователь углового перемещения в десятичный код (R 10) отличается от одноотсчетного (Фиг.) только устройством кодового элемента. Кодовый элемент двухотсчетного преобразователя (Фиг.5) солгржиг модули точного

и грубого отсчетов и согласующий редуктор 22 между ними.

Двухразрядный модуль точного отсчета содержит кодовую маску 23 с дорожками 13-15, против основной кодовой дорожки 13 младшего разряда размещены считьш ощие элементы

1

с интервалом-г- длины пассивного учаска. Считывающие элементы и 6 среднего разряда размещены вдоль дорожек 14 и 15 аналогично элементам 1а-5а и Ь (фиг.2)

Одноразрядный модуль грубого отсчета содержит кодовую маску 24 с дорожками 14 и 15 старшего разряда и считывающие элементы Ц- 62, назначение, выполнение и размещение которых аналогично (фиг.2).

Ось вращения маски 23 точного отсчета соединена с объектом перемещения и через понижающий редуктор 22 с передаточным отношением 10:1 (R:l с осью вращения маски 24 грубого отсчета .

С помощью редуктора 22 в двухот- счетном преобразователе реализуется требуемое соотношение 1:2:R:2R:R - 1 (1:2):R.(I:2:R) числа активных (пассивных) участков на кодовых дорожках трехразрядного преобразовател

За один оборот кодовой маски 24 старшего разряда преобразователя рисунок кодовой маски 23 среднего и младшего разрядов преобразователя поторяется перед считывающими элементами 1-6 десять (R) раз, что эквивалентно 6иг.2.

Преобразователь работает следующим образом.

При перемещении кодовой маски 7 (фиг.1 и 2) относительно неподвижных считывающих элементов -6 младшего, среднего и старшего разрядов, в каждом разряде границу активного и пассивного участков кодовой дорожки всегда пересекает только один из считывающих элементов, на выходе которого изменяется уровень логического сигнала, т.е. кодирование является однопеременным внутри каждого разряда, а следовательно, неоднозначность считывания информации внутри разрядов исключена. Декодирование информации, считываемой с кодовой маски 7 элементами 1-6, начинается с младшего разряда.

0

5

0

5

0

0

5

0

5

5

Считывающие элементы перемещении кодовой дорожки 1I влево от исходного положения (фиг.2) дают последовательно комбинации логических сигналов на одноименных входах декодера 9 и его выходах (табл.1).

Выходной четырехразрядный двоичный код декодера 9 (Фиг.1) образует младшую тетраду выходного двоично-десятичного кода преобразователя. С элемента 5 считывается сигнал Лог,О, когда на выходах младшей декады формируются цифры О - 4 и Лог. 1 при цифрах 5 - 9.

Сигнал элемента 5, , поступающий на вход управления преобразователя 10 кода среднего разряда, и сигналы считывающих элементов 1, -52 и 6 этого разряда, поступающие на информационные входы преобразователя 10,, кода, образуют входной код, все комбинации которого при перемещении кодовой маски 7 влево от исходного положения (фиг.2) на один пассивный и один активный участок дорожки 13 приведены в табл.2 работы преобразователя ) кода. Входной код является однопеременным как внутри разряда, так и в сочетании с сигналом управления, содержит 4R разных комбинаций и, следовательно, обеспечивается однозначное декодирование двухразрядного кода с основанием R.

Выходные сигналы преобразователя 1 Oj кода, информационные - двоичный код средней.тетрады выходного кода преобразователя перемещения (Фиг . 1), управляющий - значение Лог.О при цифрах в средней тетраде О - 4 и Лог. Ч при цифрах 5 - 9, эквивалентен сигналу, который можно получить со считывающего элемента, если его установить против дополнительной дорожки 13 среднего разряда на одной линии с элементом 5, младшего разряда, этот сигнал поступает на управляющий вход преобразователя кода 102 старшего разряда. Аналогично осуществляются считывание информации и ее поразрядное преобразование в двоичный код и сигнал управления в стершем (и последующем) 1 разряде.

Трехразрядный двууотсчетный преобразователь углового положения в десятичный код (R 10) работает на- логично (фиг.1 и 5).

Съем сигналов со считывающих элементов трехразрядното преобразователя линейного перемещения в восьмеричный (R 8),(bnr.3j и четверич- ный (R А) код (фиг.А) и их поразрядное преобразование в двоичный код осуществляются аналогично.

Формула изобретения

0

5 0 0 5 0 5

5

отличающийся тем, что с целью повышения технологичности изготовления преобразователя, в него введены дополнительные считывающие элементы, по одному против основной дорожки младшего разряда и против каждой дополнительной дорожки во всех разрядах, кроме старшего, дополнительный считывающий элемент, размещенный против основной дорожки младшего разряда, расположен на линии установки, считывающие элементы дополнительных дорожек всех разрядов, кроме старшего, размещены друг относительно друга на расстоянии, кратном половине длины активного участка соответствующей дорожки, считывающие элементы, установленные против основной и дополнительной дорожек во всех разрядах, кроме младшего, размещены вдоль соответствующей дорожки относительно линии установки на расстоянии, кратном /R длины активного участка основной дорожки этого разряда .

1

1566480

Таблица

000000000 00001 0001 0001 10010

I

Л)

-Ь

y, .

CO

3

Кодобые дйражки

«У1 o

o-

S 00

о

Ol

Co

rr

ir з