Преобразователь линейных перемещений в код Советский патент 1982 года по МПК G08C9/06 

Изобретение относится к системам автоматического контроля и преобразования перемещений, а именно к преобразователям линейных перемещений

в код.

Известен преобразователь перемещений в код, содержащий последователь. но расположенные осветитель, выполненный в виде секций, подвижный элемент с отверстием, волоконно-оптический кодирующий элемент, группу кодирующих фотоприемников, управляющий фотоприемник, коммутатор и пороговый элемент, вход которого соединен с управляющим фотоприемником, а выход .с входом коммутатора, к выходам которого подключены соответственно две группы секций осветителя 1 .

Недостатки этого известного устройства состоят в малой помехозащищенности и в больщой погрешности преобразования..

наиболее близким по своему техническому решению к дннному преобразователю является преобразователь линейных перемещений в код, содержащий кодирующее устройство, считывающие элементы,, сдвинутые друг относительно друга, и логическое устройство, состоящее из элементов И, триггеров-формирователей, связанных между собой и с реверсивным счетчиком 2.

Недостаток этого преобразователя состоит в том, что он -имеет значительную погрешность при многократном реверсе за счет накопления ошибок при смене направления перемещения.

Цель изобретения - повышение точности преобразователя линейных перемещений в код за счет исключения погрешности при реверсе перемещения.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь линейных перемещений в код, содержащем первый и второй светодиоды, подключенные к выходу генератора импульсов и к входу первого одновибратора, выход которого соединен с входом второго одновибратора, первый и второй считываю20щие фотодиоды, выход первого считывающего фотодиода подключен к первому входу первого триггера и к первому входу первого элемента И, выход второго считывающего фотодиода сое25динен с первым входом второго триггера и с первым входом второго элемента И, выходы первого и второго элементов И подключены соответственно к первым Входам третьего и четвер30того триггеров, к вторым входам которых и к вторым входам первого и второго триггеров подключен выход второго одновибратора, выходы первого и второго триггеров соединены соответственно с первьом и вторым входами третьего элемента И, выход которого подключен к первым входам четвертого и пятого элементов И, второй вход четвертого элемента И соединен с прямым выходом третьего триггера, инверный выход которого подключен к второму входу второго элемента И, второй вход пятого элемента И соединен с прямым выходом четвертого триггера, инверсный выход которого подключен к второму входу первого элемента И, выходы четвертого и пятого элементов И подключены соответственно к суммирующему и вычитающему входам реверсивного счетчика, и подвижную кодовую линейку, расположенную между первым светодиодом и первым считывающим фотодиодом, введены дополнительная подвижная кодовая линейка, расположенная между вторым светодиодом и вторым считывающим фотодиодом, два дополнительных одновибратора, дополнительный элемент И и дешифратор, входы первого и второго дополнительных одновибраторов соответственно соединены с выходами первого и второго триггеров, а выходы соответственно с первым и вторым входами дополнительного элемента И, выход которого подключен к входу дешифратора , выход дешифратора соединен с установочным входом реверсивного счетчика.

На чертеже приведена структурная схема преобразователя линейных перемещений в код.

Преобразователь содержит первый 1 и второй 2 светодиоды, первый 3 и второй 4 считывающие фотодиоды, основную 5, дополнительную 6 подвижные кодовыелинейки, первый 7, второй 8 третий 9 и четвертый 10 триггеры, первый 11,второй 12, третий 13, четвертый 14 и пятый 15 элементы И, генератор 16 импульсов, первый 17 и второй 18 одновибраторы, дополнительные первый 19 .и второй 20 одновибраторы, дополнительный элемент И 21, дешифратор 22 и реверсивный счетчик 23 импульсов.

Светодиоды 1 и 2 подключены к генератору 16 импульсов, выход которого через последовательно соединенные одновибраторы 17 и 18 подключены к вторым входам триггеров 7-1 К первым входам триггеров 7 и 8 подключены выходы считывающих фотодиодов 3 и 4 и вторые входы элементов И 11 и 12, выходы которых соединены соответственно с первыми входами триггеров 9 и 10. Выходы первого и второго триггеров 7 и 8 через третий элемент И 13 и выходы третьего и четвертого триггеров 9 и 10 через четвертый 14 и пятый 15 элементы И подключены к суммирующему и вычитающему входам реверсивного счетчика 23, к установочному входу которого подключен выход дешифратора 22. К входу дешифратора 22 подключены через дополнительные одновибраторы 19 и 20 и элемент И 21 выходы первого и второго триггеров 7 и 8. Оси светодиодов 1 и 2 и фотодиодов 3 и 4 совпадают, кодовые линейки 5 и 6 сдвинуты на половину, единицы дискретности,

Преобразователь линейных перемещений в код работает следующим образом.

На светодиоды 1 и 2 подается импульсное питание от генератора 16 импульсов, при этом в зависимости от прохождения светлых или темных рисок кодовых линеек 5 и 6 при их перемещении световые импульсы, проходящие по световодам освещают или затемняют фотодиоды 3 и 4, а последние преобразуют световые импульсы в пачки электрических импульсов.

При определенном направлении перемещения кодовой линейки вначале пусть появляются импульсы на выходе светодиода 1, затем светодиода 2. При этом срабатывает триггер 7 и одновременно через элемент И 11 срабатвает триггер 9, который открывает элемент И 14, разрешающий операцию сложения в реверсивном счетчике 23. При появлении прозрачной полосы перед фотодиодом 4 первым же импульсом пачки импульсов с выхода фотодиода 4 срабатывает триггер 8 и единица информации складывается в реверсивном счетчике 23 через открытый элемент И 14.

При изменении направления движения кодовых линеек 5, 6 после сброса первыми срабатывают триггеры 8 и 10 последний открывает элемент И 15 ,разрешающий операцию вычитания в реверсивном счетчике 23 и при срабатывании триггера 7, единица информации вычитается из реверсивного счетчика 23. При каждом изменении направления перемещения появляется погрешность в единицу дискретности датчика, а при многократном реверсе эта ошибка накапливается, что снижает точность преобразователя линейных перемещений. Для устранения этой накапливающей ошибки в устройстве вводится .цифровая коррекция, например, для кода, равного половине днапазона перемещения. В этой точке отсутствует сдвиг кодовых линеек для прозрачной полосы, так как эти полосы совпадают на обех кодовых линейках 5 и 6. Поэтому одновременно сра батывают триггеры 7 и 8, одновременно сработают одновибраторы 19 и 20 и через элемент И 21 и дешифратор 22 занесется принудительно информация, равная половине диапазона перемеще ния, в счетчик импульсов 23. Затем в зависимости от направления перемещения складывается и вычитается единица информации, т.е. продолжается счет. Таким образом предложенное выполнение преобразователя позволяет искл |Чить накапливающуюся погрешность при реверсе, что повышает точность реверсивного фотоэлектрического датчика линейных перемещений. , Экономический эффект от использования предложенного технического решения обусловлен его техническими пр имуществами . Формула изобретения Преобразователь линейных перемещений в код, содержащий первый и вто рой светодиоды, подключенные к выходу генератора импульсов и к входу первого одновибратора, выход которого соединен с входом второго одновиб ратора, первый и второй считывающие фотодиоды, выход первого считывающего фотодиода подключен к первому вхо ду первого триггера и к первому входу первого элемента И, выход второго считывающего фотодиода соединен с первым входом второго триггера и с первым входом второго элемента И, выходы первого и второго элементов И подключены соответственно к первьом входам третьего и четвертого триггеров , к вторым входам которых и к вторым входам первого и второго триг геров подключен выход второго одновибратора , выходы первого и второго триггеров соединены соответственно с первым и вторым входами третьего элемента И, выход которого подключен к первым входам четвертого и пятого элементов И, второй вход четвертого элемента И/ соединен с прямым выходом третьего триггера, инверсный выход которого подключен к второму входу второго элемента И, второй вход пятого элемента И соединен с прямым выходом четвертого триггера, инверсный выход которого подключен к второму входу первого элемента И, выходы четвертого и пятого элементов И подключены соответственно к суммирующему и вычитающему входам реверсивного счетчика, и подвижную кодовую линейку, расположенную между первым светодиодом и первым считыванмцим фотодиодом, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в него введены . дополнительная подвижная кодовая линеика, расположенная между вторым светодиодом и вторым считывающим фотодиодом, два дополнительных одновибратора, дополнительный элемент И и дешифратор, входы первого и второго дополнительных одновибраторов соответственно соединены с выходами первого и второго триггеров, а выходы - соответственно с первым и вторым входами дополнительного элемента И, выход которого подключен к входу дешифратора, выход дешифратора соединен с установочным входом реверсивного счетчика. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 634342, кл. G 08 С 9/06, 1977. 2.Авторское свидетельство СССР № 460429, кл. G 01 В 7/00, 1972 (прототип).