Преобразователь перемещения в код

Преобразователь перемещения в код

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (ii>741304 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 15.04.77 (21) 2476635/ 18-24 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. К °

G 08 С 9/06

Гасударственный комитет

Опубликовано 15.06.80. Бюллетень № 22

Дата опубликования описания 21.06.80 (53) УДК 681.325 (088.8) до делам наооретений н открытнй (72) Авторы изобретения

Б. Л. Золотаревский и М. В. Руцков (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЪ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В КОД

Изобретение относится к области автоматики и измерительной техники и может быть использовано в системах программного управления, телеуправления, контроля и т. д.

Для преобразования линейных и угловых перемещений в код часто применяются преобразователи, работающие на принципе непосредственного считывания. Характерной особенностью этой группы преобразователей является наличие кодовой шкалы, позволяющей каждому уровню квантования величины перемещения поставить в соответствие определенную кодовую последовательность.

Кодовая шкала жестко связана с объектом, перемещение которого преобразуется в код. Код считывается со шкалы при помощи блока считывающих элементов. Конструктивно наиболее просты однодорожечные кодовые шкалы, выполненные в виде кодового кольца.

Один из известных преобразователей содержит в качестве кодовой шкалы кодовое кольцо 00010111 и три чувствительных элемента, расположенные вдоль дорожки с интервалом в один шаг квантования — 1 8 длины дорожки. При этом каждому из восьми положений кодовой шкалы соответствуют неповторяющиеся трехразрядные кодовые последовательности: 000, 001, 010, 101, 011, 111, 110, 100 I 1).

Основным недостатком такого устройства является наличие ошибок считывания, возникающих на границах квантования. Вторым серьезным недостатком является необходимость размещения чувствительных элементов с интервалом в один шаг квантования.

Обладая .конечными размерами, чувстви+ тельные элементы не позволяют разбивать шкалу на большое число квантованных уровней, так как при этом уменьшается шаг квантования. Это накладывает ограничения на расширение диапазона преобразования.

К недостаткам следует отнести и то, что точность преобразования не может превышать величины шага квантования кодовой шкалы.

В другом известном преобразователе перемещений блок считывающих элементов выполнен в виде полупроводниковых элементов с зарядовой связью. Блок оптически связан с кодовой шкалой 12). Однако в таком преобразователе представлена только принципиальная возможность использования элементов с зарядовой связью.

741304

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является преобразователь угла в код, содержащий однодорожечную кодовую шкалу, укрепленную на объекте перемещения, неподвижный блок считывающих элементов, оптически связанных с кодовой шкалой, а выходы блока считываюших элементов подключены к блоку преобразования комбинаторного кода в двоичный, состоящему из генератора ямпульсов, регистра сдвига, кольцевого коммутатора, дешифратора исходных комбинаций и блока. разветвлений (3) .

Недостатком этого преобразователя является невысокая точность.

Целью изобретения является повышение точности преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь перемещения в код, содержащий однодорожечную кодовую шкалу, укрепленную на объекте перемещения, неподвижный блок считывания элементов, оптически связанных с кодовой шкалой, генератор импульсов, регистр сдвига, введены формирователь младших разрядов кода, формирователь импульсов грубого отсчета и счетчик, один выход генератора импульсов подключен к входу блока считы25 вающих элементов, выход которого подключен к одному входу формирователя импульсов грубого отсчета, другой выход генератора импульсов подключен к одному входу формирователя младших разрядов кода, выход которого подключен к счетчику и З0 другому входу формирователя импульсов грубого отсчета, выходы формирователя импульсов грубого отсчета подключены соответственно к другому входу формирователя младших разрядов кода и одному входу регистра сдвига, другой вход которого соединен с выходом счетчика, а блок считывающих элементов выполнен в виде полупроводникового элемента с зарядовой связью.

Структурная схема преобразователя пред- ро ставлена на чертеже.

Преобразователь содержит кодовую шкалу 1, оптически связанную с блоком 2 считывающих элементов, генератор 3 импульсов, подключенный к входу блока 2 и к входу формирователя 4 младших разрядов кода, 4 формирователь 5 импульсов грубого отсчета, входы которого соединены с выходами блока 2 и формирователя 4, а выходы подключены к одному входу регистра 6 сдвига и другому входу формирователя 4 младших

so разрядов кода, а другой вход регистра 6 сдвига соединен с выходом формирователя 4 через счетчик 7.

Блок 2 считывающих элементов выполнен в виде блока полупроводниковых элементов с зарядовой связью. Код на кодовой шкале

1 представлен комбинацией штрихов, «1» соответствует наличию штриха, а «0» отсутствию штриха.

Изображение кодовой шкалы проецируется на блок 2, считывающих элементов, число которых равно (n+ 1) гп, гдето †количество разрядов грубого отсчета;

m — количество разрядов точного отсчета.

Все считывающие элементы расположены равномерно. Одному считывающему элементу соответствует квант перемещения. Светочувствительные элементы блока 2, получившие при освещении электрический заряд, запоминают его.

При подаче на тактовые входы блока 2 сигналов с выхода генератора 3 импульсов, блок 2 работает в режиме регистра сдвига, перемещая полученные при освещении электрические заряды к выходу, где они преобразуются в импульсы. Наличию штриха на кодовой шкале 1 соответствует наличие импульса на выходе блока 2. Количество тактовых импульсов, необходимых для считывания информации со всего блока 2, равно количеству (n + 1) m светочувствительных элементов. Число тактовых импульсов с генератора 3 подсчитывается одновременно в

m-разрядном счетчике формирователя 4. Импульсы переполнения счетчика формирователя 4 поступают на входы формирователя 5 и счетчика 7.

При появлении первого импульса на выходе блока 2, соответствующего «1» информации, производится опрос состояния счетчика формирователя 4 импульсом, поступающим с выхода формирователя 5. Состояние счетчика формирователя 4 соответствует в этот момент младшим разрядам выходного кода преобразователя, поскольку определяется числом светочувствительных элементов от начала блока 2 до местоположения первого разряда кодовой шкалы, спроецированной на блок 2. После считывания показаний счетчика формирователя 4 и образования младших разрядов выходного кода преобразователя в счетчике формирователяля 4 устанавливается код и счет выходных

2 импульсов генератора 3 продолжается.

Старшие разряды выходного кода вводятся в регистр 6 при помощи импульсов сдвига, поступающих с выхода счетчика формирователя 4 через счетчик 7. До появления первой единицы кода в регистр 6 заносится столько нулей, сколько импульсов сдвига успело выработаться в формирователе 4 к этому времени.

С момента формирования младших разрядов кода импульсы сдвига вырабатываются до конца цикла преобразования с интервалом ГП тактов при начальном смещении

m/2 тактов. Первый из этих импульсов сдвига заносит в регистр 6 первую единицу, а последующие — остальные значения разрядов.

При этом получается, что информация с

741304

Формула изобретения

Составитель И. Назаркнна

Редактор Н. Каменская Техред К. Шуфрич Корректор E. Каменская

Заказ 3208 49 Тираж 682 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1! 3035, Москва, ж — 35, Рауигская наб., д. 4/5

Филиал ПЛП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 выхода блока 2 поступает в формирователь 4 в серединах интервалов, образованных импульсами сдвига, что и решает задачу устранения неоднозначности считывания кодов на границах квантования.

В результате отсчета счетчиком 7 ровно

tl импульсов сдвига в регистре 6 окажется занесенным полностью код старших разрядов.

Основным преимуществом предложенного устройства является то, что в нем одни 4О и те же конструктивные узлы совмещают в себе возможность одновременного получения грубого и точного отсчета. Грубый отсчет осуществляется за счет считывания

П -разрядного кода, обеспечивая точность м измерения 1/2", а точный отсчет обеспечивается внутришаговым делением на величину Гп чувствительных элементов, размещающихся на одном шаге квантования шкалы. Поэтому точность измерения в предложенном устройстве оказывается выше в 2н

m раз.

Преобразователь перемещения в код, содержащий однодорожечную кодовую шкалу, укрепленную на объекте перемещения, неподвижный блок считывающих элементов, оптически связанных с кодовой шкалой, генератор импульсов, регистр сдвига, огличаюи4ийся тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в него введены формирователь младших разрядов кода, формирователь импульсов грубого отсчета и счетчик. один выход генератора импульсов подключен к входу блока считывающих элементов, выход которого подключен к одному входу формирователя импульсов грубого отсчета, другой выход генератора импульсов подключен к одному входу формирователя младших разрядов кода, выход которого подключен к счетчику и другому входу формирователя импульсов грубого отсчета, выходы формирователя импульсов грубого отсчета подключены соответственно к другому входу формирователя младших разрядов кода и одному входу регистра сдвига, другой. вход которого соединен с выходом счетчика, а блок считывающих элементов выполнен в виде полупроводникового элемента с зарядовой связью.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 388290, кл. G 08 С 3/04, !973.

2. Носов Ю. P. и др. Полупроводниковые приборы с зарядовой связью. «Сов. радио», 1976. с. 110 — 111.

3. Шарин Ю. С. и др. Комбинаторные шкалы в системах автоматики. «Энергия», 1973, с. 31 — 32, 58 — 60, рис. IO, 11, 28 (прототип).