Цифровой преобразователь перемещения Советский патент 1990 года по МПК H03M1/26 G06G7/26 

Фаг. 1

Изобретение относится к вычисли- тельной и информационной технике и может быть использовано для построения устройств ввода информации в ЦВМ, цифровых измерительных приборов и в АСУ технологическими процессами в качестве аналого-цифровых преобразователей различных физических величин.

Целью изобретения является рас- ширение области применения цифрового преобразователя перемещения за счет увеличения числа одновременно воспроизводимых нелинейных зависимостей. .

На фиг.1 приведена схема предла- гаемого цифрового преобразователя перемещения на фиг.2 - схема волоконно-оптического устройства , на фиг.З - схема блока развертки с матрицей фотоприемников.

Цифровой преобразователь перемещения содержит источник 1 излучения, светопроницаемый экран (пластину) 2, волоконно-оптическое устройство (ВОУ) 3 типа строка - кадр, матрицу 4 фотоприемников, блок 5 развертки, счетчик 6, распределитель 7 импульсов (счетчик-делитель), генератор 8 импульсов, формирователь 9 импульсов, регистры 10, число п которых равно числу одновременно воспроизводимых нелинейных зависимостей, группы электрических входов 11 и выходов

12матрицы 4 фотоприемников, выход

13блока 5 развертки, выход 14 гене- ратора 8 импульсов и шину 15 установки в исходное состояние.

На светопроницаемый экран 2 нанесены светонепроницаемые линии 16, образующие границу 17 свет - тень. По стороне 18 линии 16 производится измерение.

Волоконно-оптическое устройство 3 типа строка-кадр выполнено в виде строки входных торцов 19 светово- дов 20, образующих на выходе выходной торец 21 кадр, выполненный из выходных торцов 22 световодов 20.

Блок 5 развертки содержит распределители 23 и 24 импульсов, ключи 25, управляющие входы 26 которых подключены к выходам распределителя 23 импульсов, и выход 27 старшего разряда распределителя 23 импульсов.

Преобразование перемещения х светопроницаемого экрана 2 в координаты у. (фиг.2) крайних точек границ 17 разделов освещенных световым потоком и затемненных светонепроницаемыми

Q

Q

с

5

0

линиями 16 частей входного торца ВОУ 3 (границ светлых и темных участков изображения экрана разделов свет тень, образованных проекцией участка экрана 2 с п. непересекающимися и непрозрачными линиями 16 на входной торец ВОУ 3) производится стороной 18 линий 16. Линии 16 выполнены параллельно кривым, уравнения которых в системе координат ХОУ имеют вид:

У; A6f,;(x), мм

где Д в шаг квантования входного

торца ВОУ 3, мм,

f;(x) - функции цифрового преобразователя перемещения; i 1,25... ,гц

п - необходимое (заданное) число одновременно воспроизводимых нелинейных зависимостей. Для надежной работы цифрового преобразователя перемещения размер а линий 16 должен быть не менее шага U

о

квантования входного торца ВОУ 35 т.е. (реально шаг квантования входного торца ВОУ может быть выбран из диапазона 0,005-0,5 мм).

Координаты yt крайних точек границ 17 разделов свет - тень и в целом изображение экрана (пластины) 2 на входном торце ВОУ 3 квантуются п транспортируются ВОУ 3„ выполненным в виде преобразователя строка-кадр, Ширина входного торца ВОУ 3 устанавливается много меньшей его длины (реально ширина входного торца выбирается из диапазона 0,005-0,5 мм). Длина входного торца ВОУ 3 определяется необходимой точностью преобразования перемещения х и может быть много большей диапазона этого перемещения. Входные торцы 19 световодов 20, образующих входной торец ВОУ 3. могут иметь прямоугольную форму или форму круга и уложены по нормали к направлению перемещения светопроницаемого экрана 2 вплотную друг к другу. Число входных торцов 19 световодов 20, условно пронумерованных от первого до крайнего затемненного i-й линией 16:

Г;(х)-Мх0),

где у - ордината первого входного торца 19 световода 20, мм; х„ - начальное значение перемещения х, мм; f I(XD) - начальное значений 1-й функ51

ции преобразования преобразователя перемещения.

Цифровой преобразователь перемещения работает следующим образом.

При перемещении светопроницаемого экрана (пластины) 2 с п непрозрачными и непересекающимися линиями 16 в положение,соответствующее координате х, границы 17 разделов свет - тень на входном торце ВОУ 3 занимают положения, соответствующие у4 V,(X), Уг ДвЈг(х),..., уп вАвЈ„(х). Изображение участка экрана 2 на входном торце ВОУ 3, в том числе разделы свет - тень и ординаты У УЯ У« их границ, квантуется и трансформируется.ВОУ 3 в дискретно светящееся изображение указанного участка на его выходном торце 21. Это изображение представлено светящимися и несветящимися выходными торЦами 22 световодов 20. Количество выходных торцов 22 световодов 20 от первого до несветящихся выходных тор- цов N , f ,(x)-f ,(x0) , Ne fa(x) - f,(x0),..., Nh fn(x)-f1(x0). Эти числа N(, Мг, ..., Nn выходных торцов 22 световодов 20 преобразуются непрерывно чередующимися циклами матрицей 4 фотоприемников и блоком 5 развертки в числа 1, 2, ..., п электрических сигналов на выходе 13 блока 5 путем шаговой развертки изображения участ- ка экрана 2 на выходном торце 21 ВОУ 3. Эту развертку блок 5 выполняет поочередным подключением к выходу 13 фотоприемников матрицы 4 по сигналам генератора 8, поступающим на управляющий вход 14 блока 5 и счетный вход счетчика 6. В моменты появления 1-го, 2-го, ..., n-го сигналов на выходе 13 блока 5, соответствующих развертке изображений непрозрачных линий 16 на выходном торце 21 ВОУ 3, на уп- равляющий вход 14 и счетный вход счетчика 6 поступают соответственно Nj, N, ..., Ми импульсов с выхода генераторя 8 импульсов. Счетчик 6 выполняет счет числа этих импульсов и сложение результатов счета с кодом значения Ј4(х0), являющимся ис- ходным положением счетчика 6, т.е. в моменты появления 1-го, 2-го,..., ..., n-го сигналов на выходе 13 бло- ка 5 на выходах счетчика хранятся ког ды значений Ј((х), f2(x),..,,fn(x). Счет числа 1, 2,..., п электрических сигналов на выходе 13 блока 5 и их

g 0 5 0 п Q ,

5

11

представление единичным позиционным кодом осуществляет распределитель (счетчик-делитель) 7. После появления сигналов на выходах распределителя (счетчика-делителя) 7, поступающих поочередно на управляющие входы п регистров 10, эти регистры выполняют занесение кодов значений f4(х), Ј2(х},..., f,(x) с ыходов счетчика 6 и их хранение. При появлении сигнала на n-м выходе распределителя (счетчика-делителя) 7 формирователь 9 производит генерирование электрического импульса, осуществляющего установку блока 5 развертки, а также счетчика 6 и распределителя 7 в исходное положение. При этом на выходах регистров 10, являющихся выходами цифрового преобразователя перемещения, хранятся коды функций f 4(х), f(х),..., f„(х). Далее работа цифрового преобразователя перемещения повторяется.

Таким образом, при каждом значении х перемещения светопроницаемого экрана (пластины) 2 с п светонепроницаемыми и непересекающимися линиями на выходах цифрового преобразователя перемещения в конце цикла развертки изображения участка указанного экрана происходит формирование, а в течение следующего цикла развертки хранение кодов кодируемых значений функций преобразования f,(x), ft(x),..., ЈH(x).

При использовании двухкоординатной матрицы у фотоприемников блок 5 развертки может иметь, например, схему, представленную на фиг.З. Блок 5 развертки, представленный на фиг.З, содержит распределители 23 и 24 импульсов, а также ключи 25. Горизонтальные шины 12 матрицы 4 через ключи 25 образуют выход 13 блока 5 развертки. Управление ключами 25 производится распределителем 23, выходы 26 которого соединены с управляющими входами ключей 25. Сдвиг единицы в распределителе 23 от младших разрядов к старшим осуществляется электрическими сигналами генератора 8 импульсов, поступающими на управляющий вход 14 блока 5 (вход распределителя 23). Сдвиг единицы в распределителе 24 производится сигналами, поступающими на его вход 27 с выход- ной шины старшего разряда распределителя 23. Сигналом о развертке изображения непрозрачных линий на выход-r- d

фаг. 2

Фи&З

Изобретение относится к вычислительной и информационной технике и может быть использовано для построения устройств ввода информации в ЦВМ, цифровых измерительных приборов и в АСУ технологическими процессами в качестве аналого-цифровых преобразователей различных физических величин. Целью изобретения является расширение области применения преобразователя за счет увеличения числа одновременно воспроизводимых нелинейных зависимостей. Цифровой преобразователь перемещения содержит источник 1 излучения, светопроницаемый экран 2, волоконно-оптическое устройство 3 (ВОУ), матрицу 4 фотоприемников, блок 5 развертки, генератор 8 импульсов, счетчик 6, первый регистр 10, распределитель 7 импульсов, формирователь 9 импульсов, N-1 регистров 10, где N - число одновременно воспроизводимых нелинейных зависимостей, а на экране 2 выполнены дополнительные непрозрачные линии. Преобразование изображения участка экрана 2 на выходном торце ВОУ 3 в соответствующее число электрических импульсов на выходе 13 осуществляется матрицей 4 фотоприемников и блоком 5 развертки циклами, непрерывно следующими один за другим. 3 ил.