Преобразователь перемещения в код Советский патент 1980 года по МПК G08C9/00 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в измерительных микроскопах, рефрактометрах и других приборах, в которых контролируемый параметр растет по абсолютной величине при прохождении ну- левого значения в обе стороны, но меняет знак. Известны преобразователи перемещения в код содержащие датчик угла, соединенны с формирователем многоразряшгого пространственного кода, дополнительные дорож ки, состоящие из одного сектора, выходы формирователей сигналов дополнительного кода соединены с формирователем много-. разрядного пространственного кода ll . Известные преобразователи могут применяться тогда, когда возникает необходимость кодировать положения измерительного вала в пределах от О до + 180°илиили до -18О°. Однако в ряде случаев требуется кодировать положения измерительного вала в. больших пределах относительно нулевого положения, как в одну сторону, так и в щэугую. В этих случаях применение известного преобразователя становится невозможным. Но такой преобразователь обладает сложным кодирующим элементом датчика угла и ограниченной областью применения. Наиболее близким к изобретению явля- ется преобразователь, содержащий соединенные между собой многоразрядный и одноразрядный датчики угла, выходы которых соединены с формирователями соответствующего пространственного кода, которые соединены с блоком логического устранения неоднозначности считывания з Однако логическая схема известного преобразователя сложна. Цель изобретения - упрощение преобразователя. Это достигается тем, что в него введен формирователь дополнительного кода, входы которого соединены С выходами формирователя многоразрядного простран(Ственного кода, один выход которого соединен с входом формирователя одноразрядного пространственного кода, выход которого подключен к управляющему входу форм1фоватепя дополнительного кода. На фиг. 1 предста влена функциональная схема преобразователя; на фиг. 2 сюновные элементы одноразрядного датчи ка угла в коде Е аркера. Преобразователь перемещения в код состоит из многоразрядного датчика 1 угла (см. фиг. I), соединенного ю входным измерительным валом 2, который сочленен с одноразрядным датчиком 3 угла через редуктор 4. Выходы датчика I угла соединяются формирователя С входами а , а,... а , 1 п-1 5 многоразряднс5го пространственного ко да, кодовые выходы bo , ц, . . ка торого подключены к кодовым входам с , )чены к кодовым входам с формирователя 6 дополнйлrtД / гчк ТТг1/Чп fr Д п/ тт/ гттгтг 41 fn-л тельного кода, а согласующий выход датчика 1 угла - с согласующим входом Д формирователя 7 одноразрядного простран ственного кода. Датчик 3 угла имеет два считывающих элемента 8 и 9 (см. фиг. 2), выходы которых соединены с входами А и В формирователя 7 одноразрядного пространственного кода, выход формирователя подключен к управляющему входу формирователя 6 дополнительного кода. Выходами преобразователя в целом являются выходы формирователя 6 дополнительного кода. Работу преобразователя рассмотрим на примере преобразователя, в -котором многоразрядный датчик 1 угла вырабатывает на своих выходах информацию об угле поворота в Коде Баркера. Выходные сигналь датчика I угла преобразуются формировател ем 5 многоразрядного пространственного кода в двоичный код. В тех случаях, когда на выходе формирователя 5 пространственного кода фор мируется двоичный код, выходом Д может служить инвертированный выхо;а старп щего разряда формирователя 5, так как характер изменения сигналов на выходе Д такой же, как и на выходе Bfn-( Сигналы на этих выходах равны 1, если входной вал 2 поворачивается в преде лах первой половины оборота, от О® до , и равны О, есш входной вал 2 поворачивается в пределах второй половины оборота, от до ЗбОЧ В других с{1учаях, если, например, на выходах формирователя 5 пространственного кода фор мируются десятичные двоично кодированHbie коды, сипшлы на выходе бгп-. могут jag совпадать с сигналами на выходе Д. Тогда необходимо использовать сигналы выхода Д, характер изменения которыхописан выше. Редуктор 4 имеет передаточное отно- шение, равное обратной величине числа единиц дискретности одноразрядного датчика 3 угла. Если кодирующий диск датчика 3 угла (фиг. 2а) имеет две единицы дискретности - один сектор активный (не заштрихован) и один пассивный i заштрихован) , то передаточное отношение редуктора-равно j. 1:2; если же активных и пассивных элементов на кодирующем элементе по два (фиг. 26), то V 1:4 и т.д. Активный элемент, располагаясь перед считывающим элементом, создает условия для формирования на его выходе сигнала, равного 1, а пассивный - для формирования сигнала, равного О. Считывающие, эле менты 8 и 9 сдвинуты друг относительно друга на половину единицы дискретности Т датчика 3 угла. Сигналы А и В равны 1;, если перед считывающими элементами 8 и 9 находится активный сектор, и указанные сигналы равны О, если перед этими считывающими элементами располагается пассивный сектор. Сигналы А и В считывающих элементов 8 и 9 и сигнал с выхода Д формирователя 5 многоразрядного пространственного кода поступают на входы формирователя 7 одноразрядного пространственного кода, который преобразует входные сигналы А, В и Д в выходной сигнал Р по правилу Р АДУВД(1) В исходном начальном положении кодирующие элементы датчиков 1 и 3 устанавливаются так, что на выходах формирователя 5 формируется код числа О, а кодирующий диск датчика 3 угла находится в положении (фиг. 2а), в котором считывающий элемент, формирующий сигнал В, перекрыт пассивным сектором, . а элемент, формирующий сигнал А, - активным сектором, причем граница активного и пассивного участков располагается посередине между считывающими элементами 8 и 9. При вращении входного вала 2 в с торонуувеличения численного значения кода многоразрядного датчика I угла граница пассивного и активного секторов кодирующего диска в датчике 3 угла приближается к считывающему элементу 9. В начальном положении сигнал Р 1, так как и сигнал А и сигнал Д равны 1. После поворота входного вала на ISO сигнал Д изменит свое состояние и станет равным О, а активны сектор повернется на половину шага дискретности Т датчика 3 угла и перекроет оба считывающих элемента 9, В этом случае cvrman Р тоже равен 1, так как В 1 и Д 1. Продолжая вращать входной вал 2 вперед, в сторону увеличения кода, еще на половину оборота, на выходе формирователя 5 сформируется код, соотйетствукяций максимальному значению уг па поворота вала датчика 1 угла, а пассивный сектор перекроет считывающий aneMfeirr А. В этом случае на выходе фор-к мирователя 5 будет сформирован код чис.ла , где п - число двоичных раз рядов датчика угла 1, сигналы Д и А равны О, а сигнал В 1, т.е. , так как Д 1 и В 1. Итак, при вращении входного вала 2 относительно нулевого положения в сторону увеличения численного значения кода Сигнал Р равен 1, Если вращать вал 2, начиная от нулевого положения, в противоположную сторону - в сторону уменьщения численного значения кода, то в первой половине оборота вала 2, от О° до -18О , сигналы Д О, 1 в первой четверти обоАI рота вала 2 (р во второй четверти оборота вала 2 Из формулы (1 ) следует, что при ука занных значениях сигналов А, В я Д сигнал Р равен О, Вторая половина (от -ISO до -360 ) обратного вращения вала 2 начнется, когда сигнал Д изменит свое значение на 1, а сигналы А и Вбудут равны: В (0 - в третьей ветвертях j оборота вала 2 Ц - в четвертой При указанных значениях сигналов А,В и Д сигнал Р равен Of Таким образом, при вращении входного вала 2 относительно нулевого положения в сторону увеличения численного значения кода сигнал Р на вьходе формирователя 7 равен 1 в диапазоне целого оборота, а при смещении вала 2 относительно нулевого положеьшя в противоположном направлении сигнал и тоже в диапазону целого оборота входного вала 2. Формирователь 6 дополнительного кода пропускает на свои выходы сигналы фо мирователя 5 без изменения, если сигнал Р 1 (входной вал вращается в сторону увеличения численного значения кода), и сигналы формирователя. 5 преобразуются в дополнительный код, если сигнал (входной вал вращается относительно нулевого положения в сторону уменьщения кода). Во втором случае числовые значения кода преобразуются в свои дополнения до 2 , т.е. наибольшее числовое значение кода 2 - 1 преобразуется в 1, 2 - 2 - в код числа 2 и код числа т.д. Если датчик 1 угла работает не в двоичной системе счисления, то на выходе формирователя 6 дополнительного кода при образуется код дополнительный до N , гда К - основание системы счисления, а число разрядов. В связи с этим при смещении входного вала как в одну сторону, так и другую относительно нулевого положения числовые значения кода на выходе устройства будут возрастать. Предлагаемый преобразователь позволяет простыми средствами преобразовывать сигналы датчиков угла в код,абсолютные значения которого возрастают по мере увеличения угла поворота входного вала в любую из сторон относительно нулевого положения, и увеличить по сравнению с известным преобразователем диапазон измерения в два раза. Формула изобретения Преобразователь перемещения в код, содержащий сочлененные между собой одноразрядный и многоразрядные датчики угпа, выходы которых соединены с входами формирователей соответствукяцего пространс-тенного кода, отличающийся тем, что, с целью упрощения преобразователя в него введен формирователь дополнительного кода, входы которого соединены с выходами формирователя многсразрядного пространственного кода, один выход которого соединен с входом формирователя одноразрядного пространственного кода выход которого подключен к управляющему входу формирователя дополнительного кода. Источники информации, принятые во внимание при экс пертизе . 1. Филиппов В. Г. Цифраторы перемещений. 1965, с. 17-18. 2. Патент ФРГ № 1274633, кл. 21 а 1 36/00, 1962 (прототип).

Фиг. 2