Преобразователь перемещения в код Советский патент 1982 года по МПК G08C9/04 

(5) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В КОД

1

Изобретение-относится к системам автоматического контроля и преобразования перемещений в дискретный электрический сигнал, а именно к преобразователям перемещений в код.

Известны преобразователи перемещений в код, в которых для повышения надежности используются датчики двух типов - магнитные и оптические fl.

При высокой точности комбинированных преобразователей их недостатком является пониженная устойчивость к воздействующим факторам, так как это преобразователи последовательного счета и имеют шкалу в виде синхродорожки. При отключении питания измерительная информация в этих преобразователях теряется.

Наиболее близким к предлагаемому является преобразователь, перемещения в код, содержащий магнитные кодирующую и синхронизирующую дорожки, расположенные на кодовом элементе, сканирующий блок магнитных головок, подключенный к блоку управления и синхронизации и к дешифратору, выход которого подключен к счетнорешающему блоку С 21.

Недостаток этого преобразователя состоит в его сравнительно невысокой помехозащищенности и в результате невысокой точности при преобразовании перемещения в код.

Цель изобретения - повышение точности и помехозащищенности преобразователя линейного перемещения в код.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь перемещения в код, содержащий кодовый элемент, на котором расположены магнитные кодирующая дорожка и дорожка синхронизации, блок чувствительных элементов, выполненный из сканирующих магнитных головок считывания и синхронизации, соединенных соответственно с первым и вторым входами де39

шифратора, выход которого подключен к первому сигнальному входу счетнорешающего блока, синхронизирующий вход которого подключен к первому выходу блока синхронизации, второй выход блока синхронизации соединен с магнитной головкой синхронизации, введены оптическая дорожка синхронизации, сканирующий оптический считывающий элемент, неподвижный оптический считывающий элемент, накопительный и реверсивный счетчики, триггер и линия задержки, оптическая дорожка / синхронизации расположена на кодовом элементе параллельно и синфазно магнитной дорожке синхронизации, сканирующий оптический считывающий элемент соединен с вторым выходом блока синхронизации и с первым входом накопительного счетчика, второй вход которого соединен с входом преобразователя и входом блока синхронизации, третий вход накопительного счетчика подключен к выходу триггера, один вход которого соединен с установочными входами дешифратора и счетно-решающего блока и .входом преобразователя, другой вход триггера через линию задержки соединен с магнитной головкой синхронизации, неподвижный оптический считывающий элемент соединен с первым входом реверсивного счетчика, выход и второй вход которого соединены соответственно с входом сравнения и выходом коррекции счетно-решающего блока, к второму сигнальному входу которого подключен выход накопительного счетчика.

На фиг. 1 показана структурная схема преобразователя; на фиг. 2 временная диаграмма, поясняющая его принцип работы.

Преобразователь перемещения в код содержит кодовый элемент 1, на котором расположена магнитная кодирующая дорожка 2,магнитная дорожка 3 синхронизации и оптическая дорожка А Синхронизации, блок 5 чувствительных элементов, сканирующие магнитные головки 6 и 7 считывания и синхронизации, сканируххций оптический считывающий.элемент 8, неподвижный оптический считывающий элемент 9, дешифратор 10, счетно-решающий блок 11, триггер 12, блок 13 синхронизации, линию И задержки, реверсивный счетчик 15 и накопительный счет004

чик-16. Кроме того, преобразователь имеет вход 17 и выход 18.

Преобразрватель работает следующим образом.

Магнитная дорожка 2 образует кольцевую кодовую шкалу длиной 5 -1.

Начальны шесть символов кольца

а соответственно равны

О, О, 3, о, 1, 4, а. а, а 2 равны 1

1

Линейный размер -символов равен р

Ц1 для упрощения картины выбрано . Для записи р-ичных символов применяется магнитный рабочий слой кодового элемента 1 с большим числом устойчивых состояний.

Магнитная дорожка 3 синхронизации образует шкалу длиной , а оптическая дорожка 4 синхронизации образует шкалу, с которой С1:1имается 5( меток. Дорожки 3 и 4 расположены синфазно.

Синхрометки магнитной дорожки 3 могут быть записаны методом без возвращения к нулю, а переход знака намагниченности должен приходиться на середину интервала, занимаемого символом ag кольца. Практически смещение синхроимпульса магнитной дорожки fih относительно левой границы интервала выбирается равным

, йЬ--ЧЛ /

еслир 2 (На фиг. 1 )

Блок 5 чувствительных элементов для съема кода угла содержит сканирующие магнитные головки 6 и 7 и сканирующий оптический считывающий элемент8. Интервал магнитного сканироравен 2пр , и хотя текущее знаXg шкалы

координаты перемещения

.,--.

но практически область сканирования вдвое большей, так как при воспроизведении кода возникают искажения информации и для корректировки символов проверяется выполнение равенства вида

(,4v,(P- ai4vi-K a.° .где ,

q - коэффициент кратности, принимающий при каждой проверке значения 1,2,..., oio свободный коэффициент трехчлена обратной связи Sn(x) х +х+ о; к - номер внутренней обратной связи в регистре, описываемом S.(x). Интервал оптического сканировани элемента 8 равен На фиг. 1 пока зана начальная нулевая установка бл ка 5 относительно шкалы кодового элемента 1. При поступлении по входу 17 импу са запроса об абсолютной координате объекта, с которым соединен кодовый элемент 1, блок 13 синхрони зации подает команду на сканирование головок 6 и 7 и элемента 8. При перемещении магнитной головки 7 на границу перехода намагниченности вы рабатывается синхроимпульс (строб), .который поступает на стробирующий второй вход дешифратора 10. На информационный первый вход дешифратора 10 поступает информация с головки 6 (дешифратор 10 подготовлен к работе импульсом запроса с входа V7). Дешифратор 10 воспринимает 2ь-ра рядный кольцевой код перемещения и переводит его посредством матриц соответствия или накопительного сче чика , управляемого сдвиговым регист ром с обратной связью, в котором находится текущий код Галуа, в ариф метический код, имеющий У1 разрядов. Для повышения точности преобразования на )у| разрядов в состав преобразователя введены триггер 12 строба и накопительный счетчик 16. В исходное состояние триггер 12 и счетчик 16 приводятся импульсом запроса с входа 17, а поскольку триггер 12 устанавливается в единичное состояние, на стробирующий вход счет чика 16 поступает стробирующий потенциал. В момент прихода импульса запроса (фиг. 2в) головки 6 и.7 и элемент 8 находятся на одной линии в промежутке между четвертой и пятой мет кой в привязке к дорожке k или в конце нулевого интервала символа а в привязке к дорожке 2. Головка 6 (фиг. 2а), головка 7 (фиг. 26) и элемент 8 (фиг. 2д) условно показаны зачерненным треугольником, верши на которого указывает их начальное положение, а стрелка в направлении ОСИ X указывает индекс перемещения. В исходном положении триггер 12 находится в нулевом состоянии (фиг. 2г) а счетчик 16 хранит предыдущее число (фиг. 2е). После прихода импульса запроса (фиг. 2в) триггер 12 переходит в единичное состояние и стробирует по входу счетчик 16 (в котором одновременно происходит сброс числа). В процессе сканирования элемента 8 на счетный вход счетчика 16 поступает три импульса и счетчик хранит число 3 (фиг. 2е).поскольку после перехода линии съема первого символа посылки а с выхода головки 7 снимается импульс синхронизации, который с целью однозначной работы счетчика 1б фиг. 1) через линию задержки It переводит триггер 12 в нулевое состояние и стробирование счетчика 16 прекращается. Дешифратор 10 в общем случае воспринимает код х, равный в данном случае х,0301«2, проверяет достоверность кода и переводит в арифметический код xf, равный в данном случае xf(10)5 (5i За единицу младшего разряда принимается градация оптической дорожки i . С выхода дешифратора 10 код xg поступает в счетно-решающий блок 11, а котором вычисляется разность (,)-(|),ecAM х /ы-1-дЬ, I р (р--1)л1,К),есАи , где ьЬ- смещение линии отсчета кода относительно левой границы символа; N- число, снимаемое с счетчиg ка 16; Хр- арифметический код текущего кольцевого кода шкалы Xg. В рассматриваемом случае лh (2),о, N(3),, х«(5),„. Подставив указанные величины, получим x(t,5)o. Погрешность вычисления равна половине цены деления оптической шкалы, поэтому, если за единицу младшего разряда принять эту величину, можно записать (9)fo ()5. В этом случае х(10) (20)у . Таким образом, погрешность преобразования уменьшена в , а количество разрядов увеличивается до (п+ггн-1) . Повышение, надежности преобразователя обеспечивается тем, что над дорожкой k установлен неподвижный оптический элемент 9, входящий в сос тав блока 5 чувствительных элементов Элемент 9 формирует сигналы сложения или вычитания, поступающие на вход реверсивного счетчика 15 емкостью которой начальное число устанавливается с выхода счетно-разрешающего блока 11 при съеме первого числа с магнитной дорожки. В последу ющем число с реверсивного счетчика 15 поступает на сравнение с числом X в блок 11. В случае равенства Хреверс - блока 11 на выход 18 преобразователя поступает информация об абсолютном перемещении кодового элемента 1, связанного с реальным объек том перемещения. При х реверс блок 13 синхронизации формирует вторичное сканирование блока 5 и восстанавливает дешифратор 10, триггер 12 и счетчик 16 8 исходное положение. Ожидаемый экономический эффект от максимального объема использовани предлагаемого изобретения составляет 300-500 тыс. руб. Формула изобретения Преобразователь перемещения в код содержащий кодовый элемент, на котором расположены магнитные кодирующая дорожка и дорожка синхронизации, бло чувствительных элементов, выполненный из сканирующих магнитных головок считывания и синхронизации, соединенных соответственно с первым и вто рым входами дешифратора, выход которого подключен к первому сигнальному входу счетно-решающего блока, сихрон зирующий вход которого подключен к первому выходу блока синхронизации, второй выход блока синхронизации соединен с магнитной головкой синхронизации, отличающий, ся тем, что, с целью повышения точности и помехозащищенности преобразователя, в него введены оптическая дорожка синхронизации, сканирующий оптический считывающий элемент, неподвижный оптический считывающий элемент,- накопительный и реверсивный счетчики, триггер и линия задержки, оптическая дорожка синхронизации расположена на кодовом элементе параллельно и синфазно магнитной дорожке синхронизации, сканирующий оптический считывающий элемент соединен с вторым выходом блока синхронизации и с первым входом накопительного счетчика, второй вход которого соединен с входом преобразователя и входом блока синхронизации, третий вход накопительного счетчика подключен к выходу триггера, один вход которого соединен с установочными входами дешифратора и счетно-решающего блока и входом преобразователя, другой вход триггера через линию задержки соединен с магнитной головкой синхронизации, неподвижный оптический считывающий элемент соединен с первым входом реверсивного счетчика, выход и второй вход которого соединены соответственно с входом сравнения и выходом коррекции счетно-решающего блока, к второму сигнальному входу которого подключен выход накопительного счетчика. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США ff 3612835, ют. 235-61.11, опублик. 1971. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 29606 3/18-2 +, кл. G 08 С 9/04, 1980 (прототип).

s

S