Преобразователь перемещения вКОд Советский патент 1981 года по МПК G08C9/06 

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В КОД

1

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в качестве канала точного отсчета преобразователей механических перемещений в цифровой код.

Известный преобразователь перемещения в код содержит осветитель, диафрагму, оптико-волоконный кодирующий блок, фотоприемники и логические схемы, причем осветитель оптически соединен через диафрагму, которая жестко связана с подвижным штоком канала преобразования цело1й1 части координаты, со входами кодирующего блока выходы которого оптически соединены с фотрприемниками, выходал которых подключены ко входам логической схемы tl.

Недостатком такого устройства является низкая точность.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является преобразователь перемещения в код, содержащий осветитель, оптически связанный через дифрагму со входами нониусного кодирующего элемента, выходы которого оптически связаны с фотоприемниками, подключенными .через компараторы к блоку преобразования кодов, выходы которого подключены к выходному регистру 12.

Недостатком известного устройства является низкая точность, ограниченная количеством фотоприемников.

Цель изобретения - повышение точности преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь перемещения в код, содержащий осветитель, оптически связанный через диафрагму со входами нониусного кодирующего элемеи. та, выходы которого оптически связаны с фотоприемниками, подключенными 5 через койпараторы к блоку преобразования кодов, выходы которого подключены к выходному регистру, введены элемент, НЕ, элемент. ИЛИ, элемент ИЛИ-НЕ, а компараторы выполнены многоуровневыми, первый выход одного компаратора через элемент НЕ подключен к одному входу элемента ИЛИ-НЕ, другие входы которого соединены с остальными выходами компараторов, а выход. элемента ИЛИ-НЕ подключен к одному входу элемента ИЛИ, другие входы которого соединены с выходами блока преобразования кодов, а выход подключен к управляющему входу выходного регистра, информационные входы которого соединены с выходами блока преобразования кодов. На чертеже представлена блок-схем предлагаемого преобразователя. Преобразователь содержит осветитель 1, укрепленную на входном валу диафрагму 2 с опорной шкалой отверстий, расположенных по дуге окружности с угловым шагом а. Отверстия опорной шкалы диафрагмы 2 оптически сопряжены со входами нониусного кодирующего элемента 3 (например, двухвходового), представ ляющего собой кольцевую диафрагму с прорезями, выполненными с угловым .шагом а a(k±)-, где k и п целые положительные числа (п 2). Угловые размеры элементов опорной шкалы диафрагмы 2 и входов кодирующего элемента 3 равны половине шага Эд.Выходы, кодирующего элемента 3 оп тически связаны с входными торцами оптико-волоконных фокусирукяцих кону сов (фоконов) 4, выходы которых при соединены к оптическим входам фотоприемников 5. Выходы фотоприемников 5 подключены к многоуровневым компараторам 6, выходы которых присоед нены к блоку 7 преобразования кодов первый выход одного компаратора б через элемент НЕ 8 подключен к одно му входу элемента ИЛИ-НЕ 9, другие входы которого соединены с другими входами обоих компараторов, а выход элемента ИЛИ-НЕ 9 подключен к одном входу элемента ИЛИ 10, другие входы которого соединены с выходами блока 7, а выход подключен к управлякяцему входу выходного регистра 11, информационные входы которого соединены с выходами блока7. Преобразователь перемещения в код работает следующим образом. При врёидении входного вала с диафрагмой 2 оптические сигналы на обоих выходах кодирующего элемента 3 изменяются от нуля до максимально го значения по треугольному закону с периодом ад. Пространственный фазовы сдвиг между сигналами составляет Сформированные таким образом оптичес кие сигналы передаются при помощи фоконов 4 на входы соответствунндих фотоприемникрв 5, вырабатывающих пропорциональные электрические сигна лы. Из этих сигналов на многоуровневых компараторах 6 вырабатывается кольцевой однопеременный код. Число уровней квантования компараторов выбирается в соответствии с требуемы числом разрядов выходного кода. Благодаря фазовому сдвигу сигналов с фотоприемников 5, совокупность выходных кодов компараторов 6 (проме жi тoчный код} однозначно характеризует положение диафрагмы 2 в предела шага опорной шкашзи. Выходные коды компараторов б, сдвинутые относительно друг друга на одно дискретное зна чение угла поворота, преобразуются в блоке 7 в арифметический код, который передается в регистр 11. Если расстояние между входами кодирующего элемента 3 равно (кь4) преобразователь теряет работоспособность, поскольку в данном случае однозначность промежуточного кода в положение входного вала имеет место ишь в пределах половины шага а, что нeдoпycти ;o. Из-за технологических погрешностей изготовления кодиругацего устройства и погрешностей электронных блоков в нормальных и особых условиях имеют место смещения уровней квантования компараторов б, что приводит к появлению неоднозначности отсчетов. При появлении неоднозначности на выходе блока 7 появляется ложный код, т.е. на всех выходных шинах имеет место нулевой потенцией (код нуля). Для устранения указанных погрешностей регистр 11 управляется по тактовому входу элементами 8-10 защиты от ложных кодов. Защита от ложных кодов работает следующим образом. Пусть на выходе компараторов б формируется код, соответствующий нулевому положению кодирующего элемента 3. Тогда на выходе элемента 9 присутствует единичный потенциал, так как потенциал одного из выходов компараторов 6 инвертируется элементом 8. Выходной потенциал элемента 9, пройдя через элемент 10, разрешает запись нулевого кода в регистр 11. Если выходные входы компараторов б отличаются друг от.друга на один квант (однозначность не нарушена) и на выходе блока 7 формируется не нулевой код, то на выходе элемента 10 будет 1, что соответствует разрешению записи информации в регистр 11. Если вследствие погрешностей возникает неоднозначность на выходах компараторов 6, т.е. выходные коды компараторов б стали равными, то ни одна из таких комбинаций в блоке 7 не предусмотрена. Поэтому на его выходе имеет место нулевой код. На выходе элемента 9 - тоже О. На выходе элемента 10 появляется сигнал О, запрещающий запись информации в регистр 11. Сигнал запрета действует до тех пор, пока не устранится неоднозначность на выходах компараторов 6. С выхода регистра 11 в это время снимается код, соответствующий предеадущему положению кодирующего элемента 3. Предлагаемый преобразователь перемадений в код позволяет упростить конструкцию его оптического, кодирующего узла и сократить число используемых оптико-волоконных элементов и фотоприемников. Использование многоуровневых компараторов и элементов защиты

от ложных кодов увеличивает разрешающую способность преобразователя, уменьшая тем самым погрешность дискретности.

Формула изобретенияПреобразователь перемещения в код, содержащий осветитель, оптически связанный через диафрагму со входами нониусного кодирующего элемента, выходы которого оптически связаны с фотоприемникс1ми, подключенными через компараторы к блоку преобразования кодов, выходы которого подключены к выходному регистру, отличающийс я тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в него введены элемент НЕ, элемент ИЛИ, элемент ИЛИ-НЕ, а компараторы выполнены многоуровневыми, первый выход одного компаратора через элемент НЕ подключен к одному входу элемента ИЛИ-НЕ, другие входы которого соединены с остал ными выходами компараторов, а выход элемента ИЛИ-НЕ подключен к одному входу элемента ИЛИ, другие входы которого соединены с выходами блока преобразования кодов,. а выход подключен к управляющему входу выходного регистра, информационные входы которого соединены с выходс1ми блока преобразования -кодов.

Источники Информации, принятые во внимание при экспертизе

кл. G 08 С 9/06, 1976.

11

10