Аналого-цифровой преобразователь

(и) 540277 Союз СоветскихСоциалистических Республик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23) Приорите Опубликовано Дата опублико Государственныи комитет Совета Министров СССР по делам изобретений 3) 681,32 (088.8(54 ельно, огранического исполь- преобразоватеизкой метролоро иной схемы, огическую обванных сигнавляющих фотоляется новы шени нкциональных воз Изобретение относится к области цифровой электроизмерительной и счетно-решающей техники и может быть использовано в качестве высокочастотного функционального преобразователя механических перемещений в цифровой код.Известны преобразователи аналогичного назначения, выполненные на основе нониусных оптико-волоконных квантующих и кодирующих устройств.Известен аналого-цифровой преобразова. тель, содержащий осветитель, оптически связанный через диафрагму с блоком управле. ния, выходы которого оптически связаны с управляющими фотоприемниками, подключенными к регистру сдвига и логическому элементу ИЛИ, выход которого соединен с тактовым входом регистра сдвига, кодирующий блок, входы которого оптически соединены с источниками света, попарно соединенными между собой, а выходы - с фотоприемниками, блок питания.Диапазон преобразования описанного устоойства определяется модулем нониусной шкапы и, как правило, не превышает нескольких квантов опорной шкалы, Расширение диапа, зона функционального преобразования требует применения крупномодульных нониусных шкал, что приводит к ухудшению габаритно- весовых параметров чувствительного элемента преобразователя и, следоватчивает возможности его практизования, Кроме того, точностьля недостаточно высока из-за нгической надежности его электосуществляющей совместную лработку амплитудно-модулиролов с информационных и упраприемников,Целью изобретения явточности и расширение фуможностей преобразователя. Поставленная цель достигается тем, что в 1 преобразователь введены блок определениянаправления перемещения, реверсивный распределитель импульсов и ключевые элементы, а источники света разделены на две группы и подключены через соответствующие ключевые 20 элементы грубого отсчета к одному из входовблока питания, а к другому входу - через ключевые элементы нониусного отсчета, которые соединены с регистром сдвига, причем управляющие фотоприемники через последо вательно соединенные блок определения направления перемещения и реверсивный рас.пределитель импульсов подключены к ключевым элементам грубого отсчета.Конструкция описываемого аналого-цифроЗ 0 вого преобразователя поясняется чертежом,45 50 55 60 65 3Преобразователь включает в себя осветитель 1, оптически соединенный через диафрагму 2 со входами 3 оптико-волоконного блока управления 4. Интервалы расположения щелей диафрагмы и входов управляющего блока относятся как интервалы делений опорной и нониусной шкал. Выходы управляющих световодов 5 оптически связаны с управляющими фотоприемниками (УФП) 6, подключенными параллельно входам логического элемента ИЛИ 7 к параллельному регистру сдвига (РС) 8.Выход логического элемента ИЛИ подключен к тактовому входу РС.Выходы управляющих фотоприемников подключены к блоку определения направления перемещения (БОНП) 9, выходы которого связаны с реверсивным распределителем импульсов 10, Преобразователь включает в себя также оптико-волоконный кодирующий блок 11, входы 12 которого разделены, например, на две группы 13, оптически соединенные с соответствующими группами источников света 14, которые попарно соединены между собой и присоединены к одному из входов блока питания (на чертеже не показан) через ключевые элементы грубого отсчета 15, подключенные к выходам распределителя импульсов, а к другому входу - через ключевые элементы нониусного отчета 16, связанные с выходами регистра сдвига. Выходные торцы световодов 17 кодирующего блока разведены по блоку разрядных фотоприемников 18 в соответствии с требуемой функцией преобразования.Работа преобразователя происходит следующим образом, При перемещении диафрагмы 2 ее непрозрачные участки последовательно перекрывают входные торцы 3 блока управления 4. Оптические сигналы с выходных торцов 5 воспринимаются фотоприемниками 6, которые в моменты полного перекрытия соответствующих входов 3 вырабатывают электрические импульсы. Пространственный период следования импульсов с одного и того же УФП равен интервалу деления опорной шкалы, а пространственный фазовый сдвиг между импульсами, вырабатываемыми соседними ФП - ратвен =-1- , где и - число делений нониусиной шкалы (знак зависит от направления перемещения),В зависимости от соотношения фаз импульсов, поступающих на входы блока 9, последний выдает управляющий сигнал на шину (+) или ( - ), что соответствует прямому и обратному ходу диафрагмы. При этом каждому положению диафрагмы соответствует единичный сигнал на одной из выходных шин распределителя, который с приходом тактовых импульсов сдвигается в ту или иную сторону в зависимости от знака выходного сигнала БОНП. Одновременно сигналы с ФП 6 пода. ются на входы регистра сдвига, который по команде с выхода элемента ИЛИ записывает поступающую на него информацию и запоминает до прихода следующего управляющего 5 10 15 20 25 30 35 40 4сигнала на его тактовый вход, Это приводит к поочередному замыканию ключевых элементов 16 и зажиганию источников света из группы, в цепи питания которой находится замкнутый ключевой элемент 15. При этом всякий раз засвечивается один из входов кодирующего блока 11 и на выходе разрядных фотоприемников 18 формируется цифровой код заданной функции в точке совпадения.Описанный процесс кодирования происходит циклически с периодом, равным шагу опорной шкалы. Моменты начала и конца цикла задаются моментами переключения элементов 15. При этом каждому циклу кодирования соответствует своя группа источников света, Так, при шаге опорной шкалы Т=1 мм, числе делений нониусной шкалы равном 10 и замкнутоу ключевом элементе грубого отсчета, соответствующем диапазону 0 - 1 мм значения функции преобразования в точках 0,1 мм; 0,2 мм;0,3 мм , 0,9 мм формируются при помощи первой группы источников света. При переходе на следующий диапазон (1 - 2 мм) в формировании кода участвуют источники света второй группы. Описанная конструкция электронного узла преобразователя полностью исключает ошибку неоднозначности, поскольку каждое значение функции формируется отдельным источником света.Расширение диапазона преобразования в данном устройстве легко может быть достигнуто за счет пропорционального увеличения количества источников света, входов кодирую- щего блока, а также количества выходов распределителя.Таким образом, за счет введения в предложенный преобразователь новых конструктивных элементов удалось существенно расширить диапазон преобразования без ухудшения габаритно-весовых параметров подвижного элемента, а также повысить точность преобразования за счет исключения ошибки неоднозначности. Формула изобретения Аналого-цифровой преобразователь, содержащий осветитель, оптически связанный через диафрагму с блоком управления, выходы которого оптически связаны с управляющими фотоприемниками, подключенными к регистру сдвига и логическому элементу ИЛИ, выход которого соединен с тактовым входом регистра сдвига, кодирующий блок, входы которого оптически соединены с источниками света, попарно соединенными между собой, а выходы - с фотоприемниками, блок питания, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразователя и расширения его функ. циональных возможностей, в него введены блок определения направления перемещения, реверсивный распределитель импульсов и клю. чевые элементы, а источники света разделены на две группы и подключены через соответствующие ключевые элементы грубого отсчета840277 Составитель И. Назаркин ехред Е. Петрова Корректор Л. Денискина дактор ф. Хлебник аказ 3084/11ЦНИИПИ Изд.389 Государственного комитета по делам изобретений и 13035, Москва, Ж, РаушПодписноев СССР Типография, пр. Сапунова, 2 к одному из входов блока питания, а к другому входу - через ключевые элементы нониусного отсчета, которые соединены с регистром сдвига, причем управляющие фотоприемники через последовательно соединенные блок оп. ределения направления перемещения и реверсивный распределитель импульсов подключены к ключевым элементам грубого отсчета. Тираж 830Совета Минпстоткрытийкая наб д. 4/5