Преобразователь перемещения в код Советский патент 1982 года по МПК G08C9/00 

(54) ПгеОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В КОД

Изобретение откосится к вычислительной технике и автоматике, в частности к лреОбраэб вателям перемещения в код, и может быть использовано для преобрг зования различных величин, приведенных к угловым перемещения вала в код. По основному авт. св. № 661588 известен преобразователь перемещения в код j содержащий датчик перемещения с системой пространственно смещенных скапывающих элементов, выход которого через регистр текущёго состояния подключен к пдследовательно соединенным между собой регистру предше ствующего состояния и блоку формирования импульсов смены состояния кода, выходы которого через блок формирования знака переме щения подключены к входам знака блока индикации и блока формирования счетных импульсов, счетные входы которого через реверсивный делитель частоты подключены к выходам блока смены состояния кода, а выходы через реверсивный регистр-накопитель - к вхо дам блока индикации, которые через дещифратор нулевого состояния соединены с входом сброса блока формирования знака перемещения, генератор тактовых импульсов, блок произвольной установки нуля, распределитель тактовых импульсов, элемент ИЛИ и блок автоматической установки нуля, входы которого подключены к выходу нуля датчика перемещения,,а выход - к одному входу элемента ИЛИ, другой вход которого подключен к выходу блока произвольной установки нуля, выход генератора тактовых икшульсов соединен с входом распределителя тактовьк импульсов, выходы которого подключены соответственно к стробирующим входам блоков автоматической установки нуля, форьшрования импульсов смены состояний регистров текущего и предшествующего .чгостоянийГ выход элемента ИЛИ подключен к входам сброса реверсивного регистра-накопителя и делителя частоты. Преобразователь позволяет с высокой надежностью преобразовать угловое перемещение вала в двоичный код 1. Однако в известном преобразователе недостаточны точность из-за невысокой помехоустойчивости и быстродействие, обусловленное отсутствием синхронности работы распределителя тактовых импульсов со сменной информации на выходе датчика перемещения. Цель изобретения - повышение точности и быс1родействия преобразователя перемещения в код. Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь введены узел анализа кода и сумматор по модулю два, первым входом подключенный к входу регистра текущего состояния, вторым входом к выходу регистра предыдущего состояния, а выходами к входам узла анализа кода, выход которого соеди нен с одним из входов распределителя такторых импульсов. На чертеже приведена структурная схема преобразователя перемещения в код. Преобразователь содержит датчик 1 перемещения, который имеет систему считывающих эле ментов, пространственно смещенных на величину а (г + К) , где (f - щаг квантующего элемента; п - число смещенных считывающих элементов; К 0; 1; 2. . . - ряд чисел считывающих элементов (не показаны), выходы которых через регистр 2 текущего состо яния подключены к последовательно соединенным между собой регистру 3 предыдущего состояния и блоку 4 формирования импульсов смены состояний кода, выходы которого через блок 5 формирования знака перемещения подключены к входам знака блока б Ш1дикации и блока 7 формирования счетных импуль сов, счетные входы которого через реверсивный делитель 8 частоты подключены к выходам блока 4 смены состояний кода, а выходы через реверсивный регистр-накопитель 9 - к входам блока 6 индикации, которые через дешифратор 10 нулевого состояния соединены с входом сброса блока 5 формирования знака перемещения. Выход генератора 11 тактовых импульсов соединен с первым входом распределителя 12 тактовых импульсов, выходы которого подключены, соответственно, к стробирующим входам блоков 13 автоматической установки нуля,4 формирования импульсов смены состояний кода, регистров 2 текущего и 3 предществующего состояний. Входы блока 13 автоматической установки нуля подключены к выходам нуля датчика 1 перемещения, выход - к одному входу элеме та ИЛИ 14, к другому входу которого подкл чен выход блока 15 произвольной установки нуля, а.выход элемента ИЛИ 14 подключен к входам реверсивного регистра-накопителя 9 и делителя 8 частоты. Входы сумматора 16 п модулю 2 подключены к входу регистра 2 текущего состояния и к выходу регистра 3 пред|лествующего состояния, а выходы -- к входам узла 17 анализа кода, выход которого подключен к второму входу распределителя 12 тактовых импульсов. Для п 2 узел анализа кода реализуется одним элементом И(ЖЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ. Преобразователь работает следующим образом. При перемещении датчик 1 перемещения вырабатывает последовательности информационных импульсов, свдинутые одна относительно другой на 7Г/И по пространственной фазе, а также импульсы точного нуля (один раз за оборот квантующего элемента датчика) и грубого нуля (один раз за оборот вала). Анализ смены состояния кода датчика 1 относительно кода, записанного в регистре 3 предшествующего состояния, производится в сумматоре 16 по модулю 2. В случае, если произощла смена состояния кода на один дискрет отсчета, на выходе сумматора 16 по модулю 2 появляется сигнал в виде двоичного кода 10 или 01 (при п 2), который поступает на вход узла 17 анализа кода. Появившийся при таком коде сигнал на выходе узла 17 анализа кода подается на второй вход распределителя 12 тактовых импульсов и разрешает один цикл его работы, т.е. вырабатываются четыре тактовых импульса ТИ1, ТИ2, ТИЗ и ТИ4 с периодом следования, определяемым генератором И тактовых импульсов. . По первому тактовому импульсу ТИ1 про;йсходит запись текущего состояния чувстви|Гельных элементов в регистр 2 текуш;его состояния. Затем по второму тактовом) импульсу ТИ2 в блоке 4 формирования импульсов смены состояния кода происходит сравнение текущего и предыдущего состояний и при каждой смене состояний чувАвительных элементов вырабатываются импульсы +1 при вращении входного вала в одном направлении или -1 при вращении в противоположном направлении. В течение периода следования импульсов одной последовательности вырабатываются 2п импульсов +1 или -1. Импульсы +1 и -1 поступают на входы реверсивного делителя 8 частоты и блока 5 формирования знака пер емещения. Реверсивный делитель 8 частоты предназначен для деления частоты следования импульсов +1 или -1. В зависимости от модификаций коэффициент пересчета может изменяться. При коэффищсенте пересчета равном 1 импульсы +1 и;1и 1 минуют делитель 8 частоты без изменения. Сигналы с выходов делителя 8 частоты поступают на входы блока 7 формирования счетных импульсов. На знаковые входы блока 7 формирования счетных импульсов поступают также сигналы с плюсового или минусового выходов блока 5 формирования знака перемещения. Блок 7 формирования счетных импульсов вырабатывает импульсы сложения +Г счета или вычитания - счета с учетом знака и 1 аправле)шя вращения. Импульсы сложения или вычитания могут формироваться на каждый, каждый второй, каждый п-й, каждый 2п-й импульсы +Г или -1 в зависимости от модификации преобразователя. В первом случае реверсивный делитель 8 частоты отсутствует. Импульсы +1 счета вырабатываются при наличии знака + и импульсов +Г «ля при наличии знака - и импульсов -1. Импульсы -1 счета вырабатываются при наличии знака - и импульсов +1. Импульсы сложения и вычитания по двум шинам поступают на реверсивный регистр-накопитель 9. Дешифратор 10 нулевого состояния вырабатывает импульс при нулевом состоянии всех триггеров регистра-накопителя 9. Импульс нулевого состояния регистра-накопителя 9 поступает на вход блока 5 формирования знака перемещения. Блок 5 формирования знака перемещения вырабатывает знак +, если после нулевого состояния регистра-накопителя 9 первым приходит «импульс +1, и знак -, если после нулевого состояния регистра-накопителя 9 первым приходит импульс -1. Содержимое регистра-накопителя 9 со знаком выводится на блок 6 индикации. По третьему тактовому импульсу ТИЗ содержимое регистра 2 текущего состояния переписывается в регистр 3 предыдущего состояния и, таким o6pa3oVi, уже будет являться предьщу щим состоянием чувствительных элементов. По четвертому тактовому импульсу ТИ4 про исходит формирование сигналов автоматической установки нуля. Блок 13 автоматической установки нуля в момент совпадения импульсов с нулевых считывающих элементов и край него из п считывающих элементов по тактовому импульсу ТИ4 вырабатывает импульсы уста новки нуля. Сигналы установки нуля с выхода элемента ИЛИ 14 поступают ка вход установки нуля реверсивного делителя 8 частоты и реверсивного регистра-накопителя 9. Наличие на выходе сумматора 16 по модулю 2 двоичного кода, отличного от 10 или 01 (при п 2), показывает, что изменения сигналов на выходе датчика 1 перемещения не произошло или произощло, но больше чем на один дискрет. Изменение сигналов больше, чем на один дискрет возможно под действием синфазной помехи на входах регистра 2 текущего состояния. В обоих случаях сигнал с выхода узла анализа кода 17 блокирует работу распределителя 12 тактовых импульсов и преобразователь не запускается. Таким образом, введение в известный преобразователь перемещения в код сумматора по модулю 2 и узла анализа кода повышает точность преобразователя, так как защищает его от ложных срабатываний под воздействием синфазной помехи. Запуск преобразователя синхронно с изменением состояния сигналов на выходе датчика перемещения увеличивает скорость преобразования, так как позволяет повысить частоту смены состояния чувствительных элементов и приблизить ее по величине с частоте тактовых импульсов (около 1 МГц). Формула изобретения Преобразователь перемещения в код по авт. св. № 661588, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и быст юдействия преобразователя, в него введень узел анализа кода и сумматор по модулю два, первым входом подключенный к входу регистра текущего состояния, вторым входом к ВЫХОД) регистра предыдущего состояния, а выходами к входам узла анализа кода, выход которого соединен с одним из входов распределителя тактовых илтульсов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР №661588. кл. G 08 С 9/00. 1976 (прототип).