Преобразователь угол-код Советский патент 1976 года по МПК G08C9/06 

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГОЛ-КОД

Изобретение относится к устройствам автоматики и вычислительной техники, ттредназначенным для регистрации в цифровой форме величины угловьк и линейных перемещений.

Известны преобразователи угол-код, содержащие многоразрядный датчик угловых перемещений с кодирующим элементом, в каждом разряде которого против основной и дополнительной дорожек расположены чувствительные элементы, пороговый элемент, вход которого соединен с чувствительным элементом дсшолнительной дорожки младшего разряда, и блоки дискретизации отсчета остальных разрядов, подключенных входами к чувсгвительиым элементам дополнительных дорожек датчика и к выходам предьщущего младшего разряда. Против каждой из основных дорожек установлено N чувствительных злементов, где N - основание стстемы счисления данного разряда.

Цель изобретения - повышение надежности устройства.

Предлагаемьш преобразователь отличается тем, что в него введено N логических элементов , подключенных попарно первыми входами к одному чувствительному элементу основной дорожки, второй вход первого и второго элементов

И-НЕ каждой пары соединен с инверсным и прямым выходами блока дискретизации отсчета, третий вход первого и второго элементов И-НЕ одной нары соединен с выходом первого и второго элементов li-i-HE других пар, причем в каждом разрезе против основной дорожки установлено N/2 чувствительных элементов с шагом, кратным двум единицам дискретности данного разряда, где N основание системы счисления.

На фиг. 1 изображена схема младшего разряда преобразователя угол-код ; на фиг. 2 - схема старшего разряда; на фиг. 3 - схемы кодирующих элементов и расположения чувствительных элементов в датчиках угла.

Преобразователь угол-код содержит пороговьй элемент 1 с прямым и инвертированным выходами 2 и 3, блоки дискретизации отсчета 4 (фиг. 2), состоящие из логических элементов И 5, элемента 6, который на ннвертированном

выходе 7 реализует функцию ИЛИ-НЕ, а на прямом выходе 8 - функцию ИЛИ, и элемента 9, реализующего на инвертированном выходе функцию И-НЕ, а на прямом - функцию логические элементы И-НЕ 10-19 и многоразрядный датчик угла.

Многорафядный датчик может быть как одноотсчетным, так и многоотсяетным. В дапике, вшолневпюм, ншример, в виде многоотсяетного устройства, содержится несколько одноразрядных датчиков угла 20 (датчики старишх разрядов) я один датчик младшего разряда 21 (см. фиг. 2), соединенньк между собой редукторами с передаточными отношениями 1/N, где N - основание системы счисления данного разряда. Каждый такса ощюразрядный датчик имеет статор 22 (фиг. .3), в котором установлены чувствительные элементы. В одном сечении (сечение А) статора 22 установлены раввомерно по окружности N/2 чувствительные элементы 23-27, а в другом (сечение Б) - в датчике младшего разряда - чувствительный злемент2д и в дагшках старипх - два чувствительных элемента 29 и 30. На кодирующем зпементе 31 имеется кодирующие дорожки - о яювная I (в сечении А) и дснюлнительная (в сечении Б). .

Осзювная дорожка имеет щель 32, угловые размеры, которсй больше двух и кеньше четьфех едишщ дискретности й своего разряда. Дсшоляительная дорожка имеет N/2 щелей 33 с угловыил размерами dj. возбуждения 34 через lueira кодирующего элемента воздействует на чувствительные злементы. Сигналы возбужденных вствительных злементов равны единице, а нево уждениые - нулю.

Угловое расстояние между двумя сооедаими чувствительными элементами основнЫ дорожки равно 2 dj или кратно этой величине. Дсшолнительные чувствительнью элементы младшего 28 н старших 29 и 30 разрядов установлены против дополнительных дорожек так, что чувствительный злемент 28 находится на границе дискретюсти младшего разряда, а чувствительные злементы 29 и 30 симметрично сдвинуты относительно границы интервала дискретности (яоего разряда на -4- d). Для указанных положений чувствительных злементов дополнительная дорожка расположена относительно своек основной дорожки так, «гго 1раница одной из ее щелей 33 находится посередине вдели 32.

, К вьБсодам чувствительных элементов 23-27 подключены первые входы двух логических элементов HI-НЕ (фиг. 1 и 2). Один из элементов пары назовем четным, а другой - нечетным по аналогии с их выходами, являющимися соответственно четнь 1«в{ и нечетными выходами разрядов самого преобразователя. Выходы преобразователя обозначены О, I, II ... IX. Вторые входы четных, так же как нечетных, элементов соединены общими шинами, которые в младшем разряде (см. фиг. 1) подключены соответственно к выходам 2 и 3 порогового элемента 1, а в старшем разряде (см. фиг. 2) - к выходам 7 и 8 схемы дискретизации отсчета 4. Третьи входы четных и нечетных элементов каждой пары соеданепы с выходами одноименных элементов следующей и предьщущей пар соответственно.

Выход чувствительного элемента 28 младшего разряда соединен со входом порогового элемента 1. При возбужденном чувствительном элементе пороговьй элемент находится в состоянии 1, 9 на его выходах 2 и 3 имеются шгналы Pi и; О соответственно, а при нввозбужденном чувствительном элементе он находится в Состоянии О, я сигналы на выходах 2, 3 инвертированы.

Сигналы чувствительных элементов каждого датчика преоофазуются логическими элементами и код 1 /из N. Для данного преобразователя это означает, что в каждом разряде на выходе одного из N элементов Iif-HE появляется сигнал, например условно О, а на выходе оставшихся N-1 злементов - инвертированный сигнал Г,. Сигнал О на выходе одного из элементов может появиться в том случае, если на все три входа поданы сигналы I.

Каждое из состояний порогового элемента сохраняется при перемещении кодирующего элемента в пределах интервала дискретности и меняется при переходе им границы интервала, т. е. при прохождеяш границы щели 32 перед чувствительным элементом 28. Таким офазом, одно из этих состояний порогового элемента, например 1, со ответствует вдтному, а инверсное состояние (О) - нечетному интервалу диосретности датчика младшего разряда. При указанном подключешш выходов пороговогоэлемента ко входам зпементод И-t-HE сигнал О может появиться на выходах четных злементов , если пороговый эл§мент находится в состоянии I, к на выходах нечетных схем, если поррговьш элемент в состоянии О.

Если щель 32 или 33 основной дорожки находится только против одного из чувствительных элементов, например 24, сигнал Г поступает на первые входы элементов И-НЕ 12 и 13. На , выходах всех остальных элементов Ht-HE сигналы так как на их входы подаются онгналы О от невозбужденных чувствительных злементов основной дорожки, в связи с чем на третьи входы элементов 12 и 13 подаются сигналы . Если при этом пороговый. элемент 1 находится в состоянии Tj сягяап 1- подается на вторые входы четных элементов . Следовательно, на выходе только одного элемента 12 появляется сигнал О,.так как на всех трех его входах - сигналы 1. Если пороговый элемент 1 переходит в состояние О, сигнал О появляется на выходе одного из нечетных элементов - элемента 13. При повороте кодирующего элемента щель 32 шш 33 Может оказаться перед двумя соседними чувствительными элементами, например 24 и 25, чтошряводат к появлению сигнала на первых входах логических элементов 12-15. Так как вторые входы этих элементов связаны с выходами ПЭ 1, шгналы 1, .могут быть поданы одновременно только на два элемента, например 13 и 15. На

трети вход элемента 13 поступает сигнал с элементами 11, так как его вход соединен с невозбужденным чувствительным элементом 23. Таким образом, на все три входа элемента 13 поступают сигналы ;, и на его выходе появляется сигнал О, который воздействует на третий вход элемента 15. В результате этого и на выходе элемента 15 оказьшается сигнал 1..

При изменении состояшш порогового элемента сигнал подается на вторые входы элементов 12 и 14. На выходе элемента 14 появляется сигнал (Ti, так как и на третий его вход подается сигнал 1 о элемента 16.

Ш выходах всех остальных элементов в этом положении окаэьтаются сигналы 1. Пря дальнейшем повороте кодирующего элемента возбуждаются щутт один или два чувствительных элемента, сигнал появляется только на выходе одного из логоческих элементов по алгоритму, рассмотревюмувыше.

В схеме преобразования старшего разряря (см. фиг. 2) функщш порогового элемента t выполняеет блок диосретизации отсчета 4. Входы блока 4 связаны сЫ/2{ выходами младшего разряда прео азователя и с выходами чувствительных элементов 29, 30 дополнительной дорожки. Бшк дкскретизащга отсчета анализирует входиью сигналы я пуя повороте кодирующего элемента датчика младшего на один оборот инвертирует сигналы на . выходах, определяя тем самым, на выходе какого четного шш нечетного элемента И-гНЕ должен появиться сигнал 0. Окончательный номера элемента , на котором появится сигиащ

О, происходит так же, как в младшем разряде, в зависимости от положения кодирующего элемента и С учетом свяэей между логическими элементами И-НЕ.

Формула изобретения

Преобраэователь угрл-код, содержащий многоразрядный датчик угловых перемещений с коди- руюпщм элементом, в каждом разряде которого против основной и дополнительных дорожек расположены чувствительные элементы, пороговый элемент, вход которого соединен с чувствительным

э;кментом дополнительной дорожки младщего разряда, я блоки дискретизации отсчету осталыолх разрядов, входы которых соединены с чувствительш 1ми элементами дополнительнь1х х1ррожек датчика, отличающ ийся тем, что, с цепью

повышения его надежности, в него введено N соединенных попарно логических элементов И-НЕ, первьш вход которых подключен к одному чувствительному элементу основной дорожкн, второй вход первого и второго элементов И-НЕ

каждой пары соединен с инверсным и прямым вькодаъш блока даскретизацин отсчета, третий вход первого и второго элементов И-i-HE однс пары соединен с выходом первого и второго элементов Й-НЕ пар, причем в каждом

против основной дорожки установлено N/2 О ствительных элементов с шагом, кратным двум еданицам днскретносги данного разряда, где N основание системы счисления.

fiQ6((J

fwamffoLUJ fi atnoiRgaifa )(

KA 04

D:;

Ck::

I

5i

N

Ck

Q

tS

к следующему стпаршему разряду

Zl

3С S

1}

Ц

e

0m предыдущего младшего разряда

74

22

J/

J

J