Преобразователь перемещения в код

Преобразователь перемещения в код

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области автоматики и предназначено для использования 3 устройствах преобразования линейных перемещений в код. Целью изобретения является повышение точности преобразователя. Для этого в преобразователь, содержащий источник света, подвижную шкалу, оптическую систему, линейку фотоприемников, введены электрооптический затвор, тактовый генератор, распределитель импульсов, дешифратор, формирователь сигналов, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), дифференциальный усилитель, блок обработки сигналов. Тактовый генератор вырабатывает импульсы , которые с помощью распределителя импульсов поступают последовательно на входы ГОУ, блока обработки сигналов и дешифратор. Дешифратор управляет работой электрооптического затвора. При закрытом затворе с линейки фотоприемников поступают сигналы темнового тока и фоновых засветок . При открытом затворе на выходе линейки фотоприемников формируются информационные сигналы. При этом в формирователе сигналов по команде с дешифратора хранится ранее записанная информация. На выходе дифференциального усилителя формируется разностной сигнал, который образует полезную информацию, поступающую в блок обработки сигналов. Таким образом , на выходе преобразователя формируется информация, свободная от помех, тем caNfciM точность преобразователя , определяется только параметрами полезных оптических сигналов. 1 3.п. ф-лы, 3 ил. i (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ щ

РЕСПУБЛИК (19) (И) (594 Н 03 И 1 24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 3874190/24-24 (22) 07.01.85 (46) 15.12.86. Бюл, 1(> 46 (71) Институт электроники АН БССР (72) В.А.Пилипович, А.К.Есман и В.Н.Богачев (53) 681, 325 (088, 8) (56) Авторское свидетельство СССР

1(853642, кл. G 08 С 9/06, 1981.

Патент Великобритании Ф 1515467, кл. С 4 Н, 1978. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕ11ЕЦ1ЕНИЯ В

КОД (57) Изобретение относится к области автоматики и предназначено для использования в устройствах греобразования линейных перемещений в код, Целью изобретения является повышение точности преобразователя. Для этого в преобразователь, содержащий источ— ник света, подвижную шкалу, оптическую систему, линейку фотоприемников> введены электрооптический затвор, тактовый генератор, распределитель импульсов, дешифратор, формирователь сигналов, постоянное запоминающее

> у стр ой ство (ПЗ У1 > дифференциальный усилитель, блок обработки сигналов.

Тактовый генератор вырабатывает импульсы, которые с помощью распределителя импульсов поступают последовательно на входы ПЗУ, блока обработки сигналов и дешифратор. Дешифратор управляет работой электрооптического затвора. При закрытом затворе с линейки фотоприемников поступают сигналы темнового тока и фоновых засветок. При открытом затворе на выходе линейки фотоприемников формируются информационные сигналы. При этом в формирователе сигналов по команде с дешифратора хранится ранее записанная информация. На выходе дифференциального усилителя формируется разностной сигнал, который образует полезную информацию > поступающую в блок обработки сигналов. Таким обгазом, на выходе преобразователя формируется информация, свободная от помех, тем самым точность преобразователя определяется только параметрами полезных оптических сигналов.

1 э.п. ф-лы, 3 ил.!

277394

Изобретение относится к автоматике и предназначено для использования в устройствах, преобразующих линейное перемещение в цифровой код„

Цель изобретения — повышение точности преобразователя.

Иа фиг.1 представлена структурная схема преобразователя; на фиг,2—

1 один из вариантов выполнения блока обработки сигналов; на фиг. 3 — вре- тО менные диаграммы, поясняюшие работу пр ео бр аз оват еля, Преобразователь содержит источник света, электрооптический затВор 2„метки 3 и кодовые окна 4 на псдтлижнсй шкале 5, оптическую систему б, линейку 7 фотоприемников, тактовый генератор 8, распределитель

9 импульсов, дешифратор 10, формирователь 1 1сигналов,,постоянное запо- 20 минающее устройство (1тЗУ) 12, дифференциаль1ый усилитель 13„блок 14 обработки сигналов, который содержит компаратор 15, одновибратор 16, регистр 17„ мажоритарный элемент 18, 25 элемент И 19, триггер 20, элементы

И-11Г ?1, 22 и 23, инвертор 24, элемент И-НЕ 25, инвертор 26, элемент

И 27, делители 28 и 29 частоты,. одновибратор 30 триггер 31, счетчик 32, регистры 33 и 34.

Б конкретном исполнении источник

1 света представляет собой лампу на=каливапия, электросптический затвор

j J.

2 выполнен на основе электрооптического модулятора МЛ-З, подвижная шкала 5 — прозрачный материал с нанесенными на него метками 3 и кодовыми окнами 4, причем кодовые окна

Щ представляют собой набор тр ехр аз ряд— ных двоичных слов, 000, 001, 0 !О., 01 1 и др, (единице соответствует пр сзрачный участок, нулю — непрозрачный!

Размер метки 3 в два раза мент,ше,, 4,г чем один разряд кодового окна 4, что позволяет различать их при обработке информации в блоке !4 обработ-. ки сигналов. Оптическая система б это набор линз с соответствую11Гами

50 фокусными расстояниями, линейка 7 фотоприемников выполнена по интегральной технологии, формирователь ! сигналов может состоять из аналоговой ячейки памяти и буферного усилителя с высоким Входным сопротивлением, дифференциальнь:й усилитель 13 и формирователь 11 выполнены на полеВых (серии КП 350) и бипоп11рньтх keрии КТ 312) транзис горах, тактовый генератор 8 . Оаспрепелитель 9 импульсов, дешифратор 10 и блок 14 выполнены на микросхемах 155. а

ПЗУ 12 — на 556РТ4.

Преобразователь оаботает следующим образом.

С тактового генератора 8 поступают импульсь.:. 35 на Вход распределителя 9. На Выходах последнего формяруются сигналы 36, 37 и 38, По приходу сигнала 36 на Вход ПЗУ 12 Выбирается ранее записанная команда по первому адресу, дешифрируется дешифратором !О и сигнал поступает на управляющий В»:сд электрсоптиче.кого затвора 2, Электрооптический затвор имеет быстродействие 0 1Гц и перекрывает свет От Horо-шика . Б момент времени :, с Выбранного фотсприемнйка линейки 7 электрический сигнал 40, соответствутощий сигналу темнового тока и фоновых засветок, поступает в формирователь 1 После чего по сигназ:у дешифратора 10 в момент времени i:> электрооптический затвор 2 устанавливается на пропуска— ние света и:!B —.;õoöе того же фотоприемника IIOH ljJIH QTcÿ сигнал 39 соответствующий оптической информации. При этом деш1тфратср 10 переводит фор мир ОВат ель . 1 D режим -хр а1те-ния ранее заггисаннсй информации I TEMIIoBoH тОК + фсн1 H Вь1всдит ее на сдтин

I из входов дифференциального усилитеЛя 13. Иа ВЫХ(тттЕ дтттфт!тЕ1>ЕН1тцаЛ1 НОГО усилителя 3 формируется раз -aстный сигнап, т, е. Ттолезный сигнал, сooT

Ветствуютттий оггги теской инАОрмации, КотОРЫй ПО ттРИ ХОДУ т аКтИРУЮЩЕ ГС И1Гпульса 37 с распределителя 9 В мои.нт времени 11-., записывается В инфор= мационный регистр бпска 14, С выхода дифференциального уси— лителя 13 г о сигналу 37 -оаспределит:— ля 9 через компара-ор 15 H одновибр ат ор 1 6 i! QOTупает информация B гистр 17. Запись HI-формации ссутттестВляется пс се1гнапаl „поступающим HB управттяю1тгий гход регистра 17 через элементы И-HE 22 т 23 с распределигепя 9, Процесс записи информации со всех последутоших фотоприемников линейки 7 длится дс тех пор, пока элемент И 19 не обпаружит метку 3 . lnpaH»ной шк<тлы 5 ((OJt BTrH 3 H расстоя1ие между пей и кодовым окном пОДВижнОЙ шкалы 5 1т з В eoт ны-), Б тчо»

1277394

20

55 мент обнаружения метки 3 элемент И

19 выдает сигнал, по которому триггер 20 опрокидывается и запрещает поступление сигналов через элемент

22 с распределителя 9 на счетчик 32 (в счетчике таким образом образуется код, соответствующий положению метки

3 относительно линейки 7), При этом на входах элемента 25 устанавливаются р азрешающие пот енциазгы, которые через инвертор 26 поступают на один вход элемента 27 ° На второй вход элемента 27 постуйают тактовые импульсы

37 генератора 8 через распределитель

9 и инвертор 24. С выхода элемента

27 сигналы поступают на делитель 28, с выхода которого каждый второй импульс поступает на тактовый вход регистра 17 (один разряд кодового окна перекрывает десять фотоприемников линейки 7l. Таким образом в регистре

17 заносится информация с каждого втор о го фот опрне мник а, пер екрыт о го иэображением .кодового окна 4 подвижной шкалы 5 (перекрыто тридцать фотоприемников линейки 7) . Выход делителя 28 соединен с входом делителя

29 на 15, выходной сигнал которого определяет завершение полного цикла считывания кодового окна 4. Выходы регистра 17 поступают на входы мажое ритарного элемента 8. На входы всех разрядов мажоритарного элемента 18 . поступают по пять сигналов с регистра 17 и выходной сигнал элемента 18 определяется большинством логических значений (например, если поступают на входы одного разряда 01011, то на его выходе будет "1" и т.д.). Информация из счетчика 32 и мажоритарного элемента 18 импульсом с одновибратора 30, который запускается делителем

29, записывается в регистры 33 и 34 (в регистре 33 — код о положении мет ки 3 относительно линейки 7, а в регистре 34 — код кодового окна 4 на подвижной шкале 5).

Таким образом осуществляется компенсация дестабилизирующих. факторов и разброса темновых токов в автоматическом режиме, т.е. схема преобразователя отслеживает любые изменения температуры окружающей среды, фоновой засветки и т.д., в результате чего изменяется амплитуда опорных сигналов, Сигнал на входе блока 14 представляет собой только полезный сигнал, не зависящий от паразитных сигналов. Наличие мажоритарного элемента 18 значительно уменьшает вероятность ошибочного считывания трехразрядного кода кодового окна 4.

Преимуществом преобразователя является повышение точности измерения за счет исключения влияния паразитных сигналов на результат измерений.

Неравномерность темнового тока фотоприемников линейки 7 может достигать несколько десятков, а в случае дкчнных линеек — до ста процентов от ста процентов от среднего уровня темнового сигнала. Значительное влияние на величину данной неравномерности и на абсолютное значение темнового тока оказывает изменение тем пературы окружающей среды. В достаточно больших пределах может меняться и фоновая засветка линейки 7 фотоприемников в зависимости от условий работы прибора. В преобразователе-прототипе сочетание всех изложенных дестабилизирующих факторов может привести к тому, что в любом месте линейки 7 фотоприемников может возникнуть паразитный сигнал, тождественный полезному сигналу от изоб1 ражения метки 3 и кодового окна 4 подвижной шкалы 5, что прйводит к погрешности в отсчете результата измерения ° Кроме того, могут возникнуть ошибки и при считывании символов кодового окна 4» Онако наличие мажоритарного элемента 18 позволяет уменьшить вероятность ошибки, так как каждый разряд определяется по пяти сигналом фотоприемников, а не по одному (как в известном уотройстве).

Формула изобретения

1. Преобразователь перемещения в код, содержащий источник света и последовательно расположенные подвижную шкалу, оптическую систему и линейку фотоприемников, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в него введены электрооптический затвор, тактовый генератор, распределитель импульсов, дешифратор, формирователь сигналов, постоянное запоминающее устройство, дифференциальный усилитель, блок обработки сигналов, электрооптический затвор расположен на оптической оси между источником света и подвижной шкалой, выход тактового генератора соединен с входом

77394

5 12 распределителя импульсов, первый выход которого соединен с входом опроса линейки фотоприемников, второй выход — с первым входом блока обработки сигналов, а третий выход — с входом постоянного запоминающего устройства и первым входом дешифратора, выхоц постоянного запоминающего устройства соединен с вторым входом дешифратора, первый выход которого соединен с входом электрооптического затвора, а второй выход — с первым входом формирователя сигналов, выход котороro соединен с первым входом дифференциального усилителя, выход линейки фотоприемников соединен с вторыми входами формирователя сигналов и дифференциального усилителя, выход которого соединен с вторым входом блока обработки сигналов.

2. Преобразователь по п,1, о т— л и ч а ю щ и Й с я тем, что блок обработки сигналов содержит компаратор, два одновибратора, мажоритарный элемент, три регистра, два элемента

И, два триггера, счетчик, четыре элемента И-НЕ, два инвертора и два делителя частоты, вход первого инвертора является первым входом блока, вход компаратора является вторым входом блока, выход компаратора соединен с входом первого одновибратора выход которого соединен

) с первым входом управления первого регистра, информационные входы которого соединены с выходами мажоритарного элемента, а выходы соединены с входами первого элемента И, выход которого соединен с входом первого триггера, первый выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И-HE выход

fg которого соединен с вторым входом управления первого регистра, второй выход первого триггера соединен с первым входом четвертого элемента

И-HE выход которого соединен с вхо»5 дом счетчика и вторым входом третьего элемента И-НЕ, вход первого инвертора соединей с вторым входом четвертого элемента И-НЕ, а выход соединен с первым входом второго элемента И, выход которого соединен с входом первого делителя частоты, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И-НЕ и входом второго делителя частоты, выход которого соединен с входом второго одновибратора, выход которого соединен с входами управления второго и третьего регистров и с входом второго триггера, выход которого соеди30 нен с вторым входом второго элемента И-НЕ, выход которого соединен с входом второго инвертора, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И.

2773о4

A@2 Я

Составитель И, Котов

Редактор N.Ïåòðîâà Техред Л.Олейник Корректор С.Шекмар

Заказ 6760/57 Тираж 816 Подписное

ВНИИПИ Государственного коьытета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4