Преобразователь линейных перемещений в код Советский патент 1990 года по МПК H03M1/28 

сл

со 4 а

00

to

в том числе работающих в запыленных и агрессивных средах, в робототехнике. Целью изобретения является упрощение преобразователя. Поставленная Цель достигается тем, что в преобразователь, содержащий кодовую маску, выполненную из герконов, первые выво- ,цы которых подключены к источнику питания, подвижный постоянный магнит 2, дешифратор 9, элементы И 13 и 16, дополнительно введены генератор 10 импульсов, делитель 11 частоты, ко(му- таторы 5 и 6.грубого и точного отсчетов, счетчики 7 и 8 грубого и точного отсчетов, элемент 14 задержки, эле10

мент ИЛИ 15. Кодовая ма.ска содержит, неподвижную линейку грубого отсчета, образованную герконами 1 отсчета, и подвижную линейну точного отсчета, образованную герконами 3, а также неподвижную линейку соленоидов 4, со1594686

. осных с герконами 1 линейки грубого отсчета. Шаг размещения герконов. 3 - . й,1, а шаг размещения герконов 1 и соленоидов 4 -п-Д1, где п - принятое основание счисления. Первые выводы соленоидов 4 подключены к источнику питания, а вторые - к дешифратору 9, вторые выводы герконов 1 и 3 подключены к информадионным входам соответствующих коммутаторов 5 и 6 грубого и точного отсчетов. Постоянный магнит 2 установлен соосно с линейкой точного отсчета и сопряжен с линейкой грубого отсчета, а линейка точного отсчета сопряжена с линейкой соленоидов 4. В результате циклического .опроса герконов 1 и 3 и соленоидов 4 в счетчиках 7 и 8 фиксируется информация, о замкнутых герконах 1,3, что однозначно определяет код перемещения. . 2 ил.

t5

20

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для измерения больших перемещений объектов в испытательных стендах, например в облучательных гамма-установках, в автоматизированных промышленных установках, в том числе работающих в запыленных и агрессивных средах, в робототехнике. Целью изобретения является упрощение преобразователя. Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь, содержащий кодовую маску, выполненную из герконов, первые выводы которых подключены к источнику питания, подвижный постоянный магнит 2, дешифратор 9, элементы И 13 и 16, дополнительно введены генератор 10 импульсов, делитель 11 частоты, коммутаторы 5 и 6 грубого и точного отсчетов, счетчики 7 и 8 грубого и точного отсчетов, элемент 14 задержки, элемент ИЛИ 15. Кодовая маска содержит неподвижную линейку грубого отсчета, образованную герконами 1 отсчета, и подвижную линейку точного отсчета, образованную герконами 3, а также неподвижную линейку соленоидов 4 соосных с герконами 1 линейки грубого отсчета. Шаг размещения герконов 3 - ΔL, а шаг размещения герконов 1 и соленоидов 4 - NΔL, где N - принятое основание счисления. Первые выводы соленоидов 4 подключены к источнику питания, а вторые к дешифратору 9, вторые выводы герконов 1 и 3 подключены к информационным входам соответствующих коммутаторов 5 и 6 грубого и точного отсчетов. Постоянный магнит 2 установлен соосно с линейкой точного отсчета и сопряжен с линейкой грубого отсчета, а линейка точного отсчета сопряжена с линейкой соленоидов 4. В результате циклического опроса герконов 1, 3 и соленоидов 4 в счетчиках 7 и 8 фиксируется информация о замкнутых герконах 1, 3 что однозначно определяет код перемещения. 2 ил.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для измерения боль- Ших перемещений объектов в испытательных стендах, например, в облучатель- ных гамма-установках, в автоматизированных промьштенных установках, в том числе работающих в запьш ённых и агрессивных средах, в робототехнике

Цел.ью изобретения упрощение преобразователя.

На фиг.1 приведена структурная схема преобразователя; на фиг.2 - вре- менная диаграмма работы преобразователя.

Преобразователь линейных перемещений в код содержит линейку грубого отсчета, образованную герконами 1g, 1 ,,., . 51 о, постоянный магнит 2 и линейку точного отсчета, образованную герконами 3(,,3,5...,3д, установленные на подвижном объекте, линейк,у соленоидов 4jj,4,,,.,,4(j, коммутаторы 5 и 6 грубого и точного отсчетов, счетчики 7 и 8 грубого и точного отсчетов, дешифратор 9, генератор 1 О импульсов, делитель 11.частоты, триггер 12, элементы И 13, элемент 14 задержки, элемент ИЛИ 13 и элемент И 16. В линейке грубого отсчета герконы 1,1 ,,..., 1 о и

линейки СОсоленоиды 4(,,4,,..,4о , леноидов установлены-с интервалом

5

0

с

5

0

П Д1,равным ширине линейки точного отсчета, а число k герконов 1 и соленоидов 4 определяется необходимым диапазоном преобразования. Последняя содержит п герконов 3, установленных с одинаковым шагом Д1, где п - принятое основание счисления преобразователя. Для примера на фиг.1 п 10. Таким образом интервал установки герконов 1 в линейке грубого отсчета и соответственно интервал установки соленоидов равен П Ы. Постоянный магнит 2 сопряжен с линейкой грубого отсчета таким образом, что его магнитное поле замыкает два соседних герконов 1, когда средняя линия (или ось) магнита 2 проходит по центру между этими герконами 1 и замыкает один геркон 1 , если, средняя линия смещается от центра на величину Л1/2. Подвижная линейка герконов 3 точного отсчета сопряжена с неподвижной линейкой соленоидов 4 таким образом, что электромагнитное поле соленоида 4 замыкает один геркон 3 линейки точного отсчета, когда он расположен напротив соленоида 4, или два соседних герко- на 3, когда средняя (осевая) линия . соленоида 4 проходит между ними. Линейки точного отсчета и соленоидов могут быть установлены не в одной плоскости с линейкой грубого отсчета.

10

20

Последняя может быть отнесена на определенное расстояние, чтобы постоян- ный магнит 2 не. мог воздействовать на герконы Зд, 3, 3д., линейки точного отсчета. Важно сохранить условие, чтобы осевые линии соленоидов 4, 44,..., и соответственно герконов lg,);),...,lft лежали в одних поперечных плоскостях.

Преобразователь работает следующим образом,

ПринциЛ кодирования в нем основан на периодическом зондировании (опросе) линеек грубого и точного отсчетов 15 и обнаружении замкнутых герконов 1 и 3, лежащих на одной числовой линии. При этом ведется счет количества зондирующих импульсов, прекращающийся в момент обнаружения замкнутой пары герконов 1 и З. Пусть подвижный объект находится в положении, как показано на фиг.1, когда подвижный магнит 2 расположен по центру между гер- KOHciMH 1 ( и 1 линейки грубого отсче- 25 та, а подвижная линейка точного отсче-. та герконов 3 - по центру между соответствующими соленоидами 4 , и 4« . С выхода делителя II частоты (фиг.26) поступают пусковые импульсы, задающие начало цикла кодирования. Пусковой импульс сбрасывает счетчики 7 и 8 грубого и точного отсчетов в нулевое положение и опрокидьгоает триггер 12 (фиг.2в)в состояние, при котором он открывает элемент И 13, на второй вход которого поступают счетные импульсы от генератора 10 импульсов (фиг.2а). Этот пусковой импульс

30

зрм на вход счетчика 8 точного отсчета поступают девять импульсов, а десятый импульс сбрасывает счетчик 8 точного отсчета в нулевое положение, при котором к коммутатору 6 точного отсчета подключают геркон Зр, и переключает счетчик 7 грубого отсчета в положение 1, при котором к коммутатору 5 грубого отсчета подключается замкнутый геркон 1 , а дешифратор 9 переключает ток с соленоида 4 в соленоид 4,(фиг.2и,к), благодаря чему в линейке точного отсчета замыкается геркон . С элемента И 13 поступают импульсы (фиг.2ж) в счетчик 8 точного отсчета, в результате .к коммутатору 6 точного отсчета поочередно

подключаются герконы 3,3,

С поступлением 19-го импульса к коммутатору 6 точного отсчета подключает ся замкнутый геркон 3), в итоге на первые два входа элемента И 16 с коммутаторов 5 и 6 грубого и точного отсчетов подаются высокие уровни напряжений и поэтому задержанный в элементе 14 задержки 19-й импульс проходит на выход элемента И 16 (фиг.2з) и переключает триггер 12 в положение Стоп. Цикл кодирования заканчивает- ся, а в счетчиках 7 и 8 грубого и точного отсчетов регистрируется число 19. Такой результат зарегистрирован, когда в линейке грубого отсчеэс та будет замкнуто два геркона 1

и

45

1 /2 ИЛИ один геркон I . Если же в результате технологических разбросов в линейке грубого отсчета будет замкнут геркон 1, а при возбуждении соленои- через элемент ИЛИ 15 (фиг.2г) поступа- дО яов 4, и 4 будут замыкаться соответ- ет на вход элемента И 16, но через него он не проходит, поскольку на два других его входа подаются низкие уровни напряжения вследствие того,,. что от линейки грубого отсчета герконов I подключается к коммутатору 5 грубого отсчета разомкнутый геркон 1, а от линейки точного отсчета - геркон Зд. При этом с дешифратора 9 подается ток в соленоид 4 о. Первый импульс с выхода элемента И 13 поступает на вход счетчика 8 точного отсчета и переключает его в положение 1, а с некоторой задержкой t-i на элементе 14 задержки этот импульс поступает через элемент ИЛИ 15 на вход элемента ИЛИ 16. Однако на выходе последнего он не появляется, поскольку геркоственно герконы 3, и Зо линейки точного отсчета, то сбоя в отсчете или неоднозначного считывания не произойдет. При поступлении 20-го импульса к коммутатору 5 грубого отсчета подключается замкнутый геркон 1(фиг.2д), а к коммутатору 6 точного отсчета - . замкнутый геркон 3 (фиг.2е). В результате счетчики 7 и 8 грубого и 50 точного отсчетов регистрируют число 20, т.е. разница в отсчетах не . превышает шага установки герконов 3 линейки точного отсчета. В нулевом положении подвижные Постоянный магнит 2 и линейка точного отсчета выдвинуты влево, так, что герконы i и Зд находятся на одной линии, а точ- нее в одной поперечной плоскости. В

55

ны 3 и 1g разомкнуты. Подобным обра- этом случае пусковой импульс, nocTyi

0

0

5 5

0

зрм на вход счетчика 8 точного отсчета поступают девять импульсов, а десятый импульс сбрасывает счетчик 8 точного отсчета в нулевое положение, при котором к коммутатору 6 точного отсчета подключают геркон Зр, и переключает счетчик 7 грубого отсчета в положение 1, при котором к коммутатору 5 грубого отсчета подключается замкнутый геркон 1 , а дешифратор 9 переключает ток с соленоида 4 в соленоид 4,(фиг.2и,к), благодаря чему в линейке точного отсчета замыкается геркон . С элемента И 13 поступают импульсы (фиг.2ж) в счетчик 8 точного отсчета, в результате .к коммутатору 6 точного отсчета поочередно

подключаются герконы 3,3,

С поступлением 19-го импульса к коммутатору 6 точного отсчета подключается замкнутый геркон 3), в итоге на первые два входа элемента И 16 с коммутаторов 5 и 6 грубого и точного отсчетов подаются высокие уровни напряжений и поэтому задержанный в элементе 14 задержки 19-й импульс проходит на выход элемента И 16 (фиг.2з) и переключает триггер 12 в положение Стоп. Цикл кодирования заканчивает- ся, а в счетчиках 7 и 8 грубого и точного отсчетов регистрируется число 19. Такой результат зарегистрирован, когда в линейке грубого отсче1525 .

эс та будет замкнуто два геркона 1

и

1 /2 ИЛИ один геркон I . Если же в результате технологических разбросов в линейке грубого отсчета будет замкну геркон 1, а при возбуждении соленои дО яов 4, и 4 будут замыкаться соответ

45

1 /2 ИЛИ один геркон I . Если же в результате технологических разбросов в линейке грубого отсчета будет замкнут геркон 1, а при возбуждении соленои- дО яов 4, и 4 будут замыкаться соответ-

ственно герконы 3, и Зо линейки точного отсчета, то сбоя в отсчете или неоднозначного считывания не произойдет. При поступлении 20-го импульса к коммутатору 5 грубого отсчета подключается замкнутый геркон 1(фиг.2д), а к коммутатору 6 точного отсчета - . замкнутый геркон 3 (фиг.2е). В результате счетчики 7 и 8 грубого и 0 точного отсчетов регистрируют число 20, т.е. разница в отсчетах не . превышает шага установки герконов 3 линейки точного отсчета. В нулевом положении подвижные Постоянный магнит 2 и линейка точного отсчета выдвинуты влево, так, что герконы i и Зд находятся на одной линии, а точ- нее в одной поперечной плоскости. В

5

пивший с делителя 11 частоты, опрокидывает триггер 12 в положение Пуск, сбрасывает счетчики 7 и 8 грубого и точного отсчетов в О, в результате чега к коммутаторам 5 и 6 грубого и точного отсчетов подключаются соответственно замкнутые герконы IQ и Зо и проходят через элементы ИЛИ 15, элемент И 16 на стоповый вход триггера 12 .Последний возвращается в исходное состояние до поступления первого счетного импульса с генератора 10 импульсов. Таким образом в счетчиках, постоянно сохраняется число, О 4

Формула

изобретения

Преобразователь линейных перемещений в код, содержащий кодовую маску, выполненную из герконов, первые выводы которых подключены к выходу источника питания, подвижный постоянный- магнит, два элемента И, дешифратор, отличаю-щи йен тем, что, с целью упрощения преобразователя, в него введены генератор импульсов, делитель частоты, триггер, элемент . задержки, элемент ИПИ, коммутатор точного отсчета, коммут 1тор грубого отсчета, счетчик точного отсчета, счетчик грубого отсчета, кодовая маска .выполнена в виде неподвижной ли- нейки грубого отсчета, подвижной линейки точного отсчета и неподвижной линейки соленоидов, линейка.точного отсчета содержит п герконов, где п - основание счисления, расположенньж с щагом А1, центры линейки точного отсчета и постоянного магнита совмещены, линейка грубого отсчета выполнена из k герконов, расположенных с шагом П М, линейка соленоидов вьшол- нена из k соленоидов, расположенных с шагом п-М и соосных с одноименны

0

5

0

5

0

45

ми герконами линейки грубого отсчета, постоянный магнит выполнен с возможностью замыкания не более двух герконов линейки грубого отсчета, а линейка соленоидов выполнена с возможностью замыкания не более двух герконов линейки точного отсчета, первые выводы соленоидов подключены к вьжоду источника питания, а вторые выводы подключены к соответствующим выходам дешифратора, вторые выводы герконов линейки точного отсчета соединены с информационными входами коммутатора точного отсчета, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, вторые выводы герконов линейки грубого отсчета соединены с соответст- вующими информационными входам коммутатора грубого отсчета, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И, выход генератора импульсов соединен с первым входом второго- элемента И и входом делителя частоты, выход которого соединен с первым входом триггера, с первым входом элемента ИЛИ и установочными входами счетчика грубого отсчета и счетчика точного отсчета, информационные выходы которого соединены с адресными входами коммутатора точного отсчета, а выход пе- реноса - с тактовым входом счетчика грубого отсчета, информационные вькоды которого соединены с входами дешифратора и с адресными входами коммутатора грубого отсчета, выход триггера соединен с вторым входом второго элемента И, выход которого соединен с тактовым входом счетчика точного отсчета .и входом элемента задержки, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с третьим входом первого элемента И, вькод которого соединен с вторым входом триггера.

Вымды элементов

Фиг. 2