Преобразователь перемещения в код

Изобретение относится к автоматикеи вычислительной технике и может. бытьиспользовано в системах с управляющими вычислительными машинами.Цель изобретения -, расширение об-ласти применения преобразователя путем обеспечения стабильности считываемого кода при любом положенииподвижной обкладки датчика. 10На фиг. 1 представлена структурная схема преобразователя на фиг.2 диаграмма сигналов навходах ком"паратора.Преобразователь перемещения в код 15содержит генератор 1 тактовых импульсов, схему 2 управления счетом, счетчик 3, дешифратор 4, регистр 5, емкостной датчик 6, компаратор 7,блок 8 формирования опорного напряжения, содержащий элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 9 и реэиетивный делитель 1 О,состоящий иэ резисторов 11 1 3 .Преобразователь работает следующим образом. 25 Импульсы с генератора 1 поступают на счетный вход счетчика 3, режим счета которого задается схемой 2 управления счетом, например уста новлен режим суммирования. По перед 1нему фронту тактовых импульсов изменяется состояние счетчика 3, а следовательно, и выходов дешифратора4, При этом поочередно подается напряжение на статорные обкладки датчика 6, подключенные к выходам дешифратора 4. При изменении напряжения на статорной обкладке, ближайшей к подвижной обкладке, на последней, 40 вследствие наличия между ними емкостной связи, наводится напряжение, которое поступает на вход компаратора 7, Если сигнал превышает порог срабатывания компаратора 7, последний срабатывает. Порог срабатывания компаратора 7 задается уровнем опорного напряжения, поступающего на второй вход компаратора 7 (постоянного от источника опорного напряжения и изменяющегося от блока Формирования опорного напряжения) . Последующие импульсы с генератора 1 будут вызывать переклниение счетчика 3 в режиме суммирования, пока задер жанный импульс с компаратора 7 не из менит состояние схемы 2 управления счетом, Изменение состояния схемы 2 приводит к реверсированию счетчика 3 в данном случае переходу на режим вычитания.Работая на вычитание, счетчик 3 опять пройдет состояние, соответствующее положению подвккной обкладки. При этом вновь будет получен сигнал с выхода компаратора 7 и счетчик снова реверсируется. Регистр 5, в который записывается код, соответствующий положению подвижной обкладки, позволяет считывать информацию с пре.образователя в любое время за исключением момента срабатывания компаратора 7, когда происходит изменение кода в регистре 5. Величина опорного напряжения, подаваемого на второй вход компаратора 7, должна быть меньше наименьшего сигнала, снимаемого со статорной обкладки датчика 6. Величина этого сигнала зависит от расположения подвижной обкладки относительно двух ближайших статорных обкладок и достигает минимума при положении подвижной обкладки, равноотстоящем от двух соседних статорных обкладок.Кроме того, эта величина изменяется при переходе от одной пары статорных обкладок к другой (за счет погрешностей изготовления датчика 6), зависит от влажности воздуха, неста" бильности питающих напряжений и других дестабилизирующих факторовЕсли опорное напряжение постоянно (что имеет место в известном преобразователе), то при установке подвижной обкладки между статорными об кладками, когда сигнал от каждой из них превышает величину опорного напряжения, прн работе счетчика в режиме суммирования эафиксируется состояние, соответствующее первой статорной обкладке, а после реверсирования счетчика зафиксируется состояние, соответствующее второй статорной обкладке Таким образом, в известном преобразователе будет наблюдаться непрерывное изменение кодн в пределах младшего разряда.Для обеспечения стабильности выдаваемого преобразователем кода при расположении подвижной обкладки между двумя статорными обкладками в предлагаемом преобразователе введен блок формирования опорного напряжения, обеспечивающий повышение порога срабатывания компаратора 7 путем подачи на второй вход компаратора более высокого опорного на(3) ОПап, и П помУсловия 1-3 позволяют выбрать величины 1 оп.и и Поп е Задаваясь величиной резистора К 1, определяем зна чения резисторов К 12 и К 3:К 12 = К 11 (- " - 1) 1 (4)1 оп.н з 14818 пряжения ( Б,) для состояний младшего разряда счетчика, которые не соответствуют значению, зафиксированному в регистре в предыдущем цикле опроса5Параметры блока формирования опорного напряжения выбираются из следующих соображений.Экспериментально определяются величины сигналов на подвижной роторной обкладке при положении ее, равно- отстоящем от двух соседних статорных обкладок Пп для каждой, пары статорных обкладок и с учетом других дестабилизирующих факторов. В результате определяются величины 1 и иВысокая величина опорного напряжения Поп. е должна превышать У макс чтобы исключить срабатывание компа ратора 7 от сигнала соседней статорной обкладки после реверсирования счетчика. оп, р мас (.) 25 Низкая величина опорного напряжения Б,п,должна обеспечить срабатывание компаратора в любом цикле опроса,На диаграмме (фиг.2) сплошной линией показаны сигналы на входах ком паратора 7 при расположении подвижной обкладки, равноотстоящей от статорных обкладок и и и+ для случая При фиксации положения, соответствующего статорной обкладке и, При перемещении подвижной обкладки в направлении статорной обкладки и+ сигнал от статорной обкладки п будет уменьшаться, а от статорной обкладки и+1 увеличиваться, причем при 40 малых смещениях увеличение сигнала от обкладки и+1 равно уменьшению сигнала от обкладки и (показано пунктирной линией на фиг. 2) . Кроме того, на диаграмме (фиг. 2) показано; а - 45 напряжение на первом входе компаратора, когда подвижная обкладка между и и и+ статорными обкладками, б - напряжение на первом входе компаратора, когда подвижная обкладка сдвину та в сторону и+1 статорной обкладки, в - опорное напряжение на втором входе компаратора.Так как в любом цикле опроса должно иметь место срабатывание компаратора 7, необходимо, чтобы сигнал от статорной обкладки и+1 достигал уровня П , раньше, чем сигнал от статорной обкладки и станет ниже Б,и, Для этого должно выполнятьсяусловие аппп.в П р мин 1 р мин 11 оп,нте. акоп. н2 р мин -оп.е Одновременно 1 должно и рев ышать уровень помех К 3 К 1 1 "(5) П и 11 оп.Вгде 11 р - напряжение питания.В вариантах построения преобразо вателя, в которых схема управления счетом не реверсирует : счетчик (ва риант с установкой счетчика в ноль, когда каждый новый цикл начинается подачей импульса на первую статорную обкладку и заканчивается на обкладке, сигнал от которой превышает порог.компарирования, и вариант, в котором схема управления счетом не используется и каждый новый цикл на чинается подачей импульса на первую статорную обкладку и заканчивается подачей импульса на последнюю статор" ную обкладку), последовательность пбдачи сигналов на статорные обкладки постоянна от и к (и+1)-й. При установке подвижной обкладки в положение, равноотстоящее от и-й и (и+1)-й об" кладок, будет стабильно считываться код, соответствующий.п-й обкладке, так как код фиксирует ее по передне му Фронту срабатывания компаратора. Однако в известном преобразователе при сдвиге подвижной обкладки в направлении (и+) -й статорной обкладки в положение, когда сигнал от и обкладки будет близок к порогу компарирования, при неизменном опорном напряжении будет наблюдаться нестабильность выдаваемого кода за счет нестабильности считываемого сигнала (помехи, механические колебания подвижной обкладки, нестабильности питающих напряжений).Для обеспечения стабильности считываемого с преобразователя кода необходимо введение изменяющегося опор.Риг. Г Составитель М. Сидорова Техред Л.Олийнык Корректор И, Горная Редактор Н. Тупица Заказ 2701/56 Тираж 885 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям лри ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101 6 14818ного напряжения. При этом разностьмежду высоким опорным напряжением инизким опорным напряжением должнаперекрывать величину нестабильностисигнала, считываемого с подвижнойобкладки при ее неизменном положении Также должны выполняться соотношения: 10 Соотношения 6-8 позволяют выбрать величины Бпп,н и 11 оп,в Величины резисторов 212 и К 13 определяют по формулам (4, и 5),20Технико"экономический эффект от использования предлагаемого преобразователя обусловлен стабильностью считываемого с преобразователя кода при любом положении подвижного эле 25 мента, что расширяет область применения преобразователя за счет возможности использования его в устройствах, где стабильность считываемого кода при неизменном положении подвижного элемента является, необходимым услов ием . 1. Преобразователь перемещения в 35код, содержащий генератор импульсов,.выход которого соединен со счетным входом счетчика, выходы которого сое - динены с входами регистра и дешифратора, выходы которого соединены со статорными обкладками емкостного датчика, подвижная обкладка которого соединена с первым входом компаратора, выход которого соединен с управляющим входом регистра и входом элемента управления счетом, выход которой соединен с входом установки счетчика, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения области применения за счет обеспечения стабильности считываемого кода при любом положении подвижной обкладки датчика в него введен блок формирования опорного напряжения, первый и второй входы которого подключены к выходам младших разрядов регистра и счетчика соответственно, а выход соединен с вторым входом компаратора.2. Преобразователь по и. 1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что блок формирования опорного напряжения содержит резистивный делитель напряжения и элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый и второй входы которого являются первым и вторым входами блока формирования опорного напряжения, выход элемента ИСЮЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединен с первым входом резистивного делителя напряжения, второй вход которого подключен к шине нита-, ния, а выход является вьжодом блока формирования опорного напряжения.