Преобразователь перемещения в код

,С,Маслюко бразоЛ,Н.Прес 1974,СССР1981,ементо вторые лементного эл сое- нта ход посл н с выхо еднего ом пос- выходы с соотнег задержки, соединены лемен ентов всех элеветствувыход копреобраз ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Фотоэлектрические пре ватели информации. Под ред нухина. М.: Машиностроение с. 272, рис. 129 б.Авторское свидетельство В 966721, кл. С 08 С 9/06,(54) (57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯВ КОД, содержащий излучатель, оптически соединенный через кодовый элемент, оптическую линзу с блоком фотоприемников, выходы которого соединены с блоком формирования импульсов, отличающийся тем,что, с целью расширения диапазонаизмеряемого перемещения, в неговведен блок обработки выходногосигнала, содержащий два пороговыхэлемента, два элемента задержки,три элемента И, элемент ИЛИ и эле 801 17953 мент сравнения кодов, кодовый элемент выполнен в виде линейной кодовой шкалы с кольцевым отображением кодовых комбинаций, а блокфотоприемников выполнен в виде линейки из двух регистров фоточувствительных ячеек, которые смещеныдруг относительно друга на половину шага, выходы блока формированияимпульсов соединены с входами соответствующих пороговых элементов,выходы которых соединены с входами соответствующих элементов задержки и с информационными входами элемента сравнения кодов, выходы элемента сравнения кодов соединены с первыми входами элвходы первых двухдинены с выходомзадержки, второйэлемента И соедин ющими входами элемента ИЛИ, срого является выходом вателя,Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах контроля положения подвижных элементов.Целью изобретения является расши рение диапазона измеряемых перемещений.11 а фиг, 1 представлена блок-схема преобразователя; на фиг, 2 ра.сположение линейки блока фотопри- О емников относительно оптического изображения кодового элемента; на фиг. 3 - варианты возможных положений светового штриха от кодового элемента относительнолинейки блока фото приемников; на фиг. 4 - структурная схема блока Формирования выходного сигнала.Преобразователь содержит излучатель 1, кодовый элемент 2, оптическую линзу 3 (в качестве фокусирующего элемента вместо оптической линзы 3 может быть использована оптическая система из набора линз), блок 4 фотоприемников, блок 5 формирования импульсов, блок б обработки выходного сигнала, а также пороговые элементы 7-8, элементы 9, 10 задержки, элементы 11-13 И, элемент 14 сравне 30 ния кодов и элемент 15 ИЛИ.На фиг. 2, кроме того, показаны изображения линейной шкалы 1 б кодового элемента 2, изображение 17 прозрачных участков шкалы кодового эле мента 2, изображение 18 непрозрачных 35 участков шкалы кодового элемента 2, а также линейка 19 блока 4 фотоприемников, регистр 20 и регистр 21 фоточувствительных ячеек, состоящие из фоточувствительных и нефоточувствительных областей 22 и 23 соответственно.Линейная шкала кодового элемента 2 состоит из дорожки прозрачных и непрозрачных участков, расположенных в соответствии с кольцевым способом отображения кодовых комбинаций. В этом случае, если блок 4 фотоприемников содержит И фоточувствительных 5 ОМ ячеек, то возможна реализация 2 -1 комбинаций, при этом длина 1, кодовой шкалы, используемая при измерении, составит1 = (2 - 1) Ь а Г, 55 где д а - размер Фоточувствительнойячейки вдоль линии перемещения; Г - к о эффицие нт увелич енияоптической линзы 3 (илиоптической системы).Преобразователь работает следующим образом,При изменении положения линейки 19 блока 4 фотоприемников, оптически связанной с кодовым элементом 2и расположенной вдоль линии перемещения, происходит засвечивание различных ячеек блока 4 Фотоприемников световым излучением от излучателя 1,прошедшим через прозрачные участкишкалы кодового элемента 2 и сформированным в световые штрихи оптическойлинзой 3, Величина световых штриховне должна превышать шага линейки 19блока 4 фотоприемников. При этомна выходе линейки образуется определенная последовательность электрических импульсов, представляющаясобой некоторое число в последовательном двоичном коде, величина которого соответствует одному из возможных 2 - 1 положений объекта перемещения, Величина неоднозначности состояний фотоприемников линейки 19 при попадании светового штриха на границу двух соседних фоточувствительных ячеек устраняется применением линейки 19 блока 4 фотоприемников, состоящей из двух, сдвинутых на 0,5 шага линейки, регистров 20 и 21 блока 4 фотоприемников и блока 5 формирования импульсов, выполняющего анализ состояний засвеченных фотоприемных ячеек и формирующего выходной кодовый сигнал. При последовательном смещении линейки 19 блока 4 фотоприемников относительно кодового элемента 2 в соответствии с фиг. 3 возможны следующие состояния на выходах регистров 20 и 21Световой штрих (положение 1) засвечивает ячеики и и и регист 1 г1 1ров 20 и 21. В этом случае на выходах регистров считываются числаг г А = а, и А = а. , причем а = а;Световой штрих (положение 11)1 1засвечивает ячейки и и и ре 1 11 гистра 20 и ячейку ирегистра 21, С выхода регистра 20 считываетсячисло А = а, + О, с выхода регист -Я ра 21 - А = а;, причем а, + са. (так как с ячейки и,считывается разряд более старший, чем с и;),(ло А; = а с выхода регистра 212 РА 2 = а + 3, причем а + оаОЕсли применить алгоритм отсчетаА = А, если ААр 1А=А, еслиА, А 5то, в этом случае, положение линейки 19 блока 4 фотоприемников относительно шкалы кодового элемента 2можно регистрировать с точностьюдо шага линейки 19 блока 4 фотоприемников. Схема, реализующая описанный алгоритм отсчета, приведенана фиг. 4.Сигналы с выходов регистров 20и 21 линейки 19 блока 4 фотоприемников в виде импульсов с амплитудами, пропорциональными площади засветки ячеек блока 4 фотоприемников,поступают на входы пороговых элементов 7, 8, на выходах которых форми- З 0уются импульсы постоянной амплитуды, представляющие собой последовательный двоичный код. Код с выходов пороговых элементов 7, 8 поступает в блок 14 сравнения кодов и через элементы 9, 10 задержки на первые входы35 элементов 11-13 И. Элементы 9, 10 предназначены для согласования моментов прихода импульсов на входы элементов 11-13 И. Если блок 14 сравнения кодов выдает сигнал, что АА 2,А 40 то код А, через элементы 11 или 12 И проходит на выходной элемент 15 ИЛИ. Если АА , то срабатывает элемент 13 И и код А 2 через элемент 15 ИЛИ проходит на выход преобразователя. Работа схемы синхронизируется импульсами тактового генератора управления линейкой 19 блока 4 фотоприемников.Кодовая информация, полученная с блока 5, однозначно определяет положение объекта.Для представления этой информации в удобном для пользователя виде служит блок 6 обработки выходного сигнала, Он осуществляет декодирование сигналов от блока 5 и построен с использованием известных схемных решений (типа постоянных или ассоциативных запоминающих устройств), применяемых в ЭВМ (например, в вычислительном устройстве пЭлектроника ДЗ"). Введение в преобразователь для определения положения объекта кодового элемента 2, выполненного в виде линейной кодовой шкалы с кольцевым отображателем кодовых комбинаций, блока 4 фотоприемника, действующего с использованием принципа зарядовой связи и выполненного в виде двух регистров 20, 21 фоточувствительных ячеек, смещенных друг .относительно друга, и соответствующего блока 5 формирования выходного сигнала позволяет расширить диапазон регистрируемых положений на несколько десятков порядков без снижения точности и упростить конструкцию и процесс изготовления кодового элемента 2,д, 4 кая н Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 Филиал ППП НИИПИ Государ по делам и113035, Москва Тираж венног бретен Ж,Котовец Корректор И,Муска 72 Подписноомитета СССР и открытий