Устройство для измерения направления перемещения подвижного элемента растрового датчика перемещения

БРЕТЕНИЯ ИСА ДЕТЕЛЬСТВУ ТОРСКОМ реобразоватеПреснухи" оение, 1974,НАПРАВ- ЛЕМЕНТА изме.тениябности опния лере- растрово- перемеще- носительа выходе Изобретение относится к измериьной технике и может быть испольперемещения подвижного элемента в растровых датчиках перемещения.Цель изобретения - повышение раз решающей способности определения из менения направления перемещения подвижного элемента растрового датчик перемещения.На фиг. 1 представленальная схема устройств- временные диаграммырмируемых на выходах на функциоа; на фиг. 2, сигналов, отдельных 3фо узлов иства ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯЛЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ 1 ОДВВКНОГОРАСТРОВОГО ДАТЧИКА ПЕРЕМВ 1 Е(57) Изобретение относитсятельной технике. 1 ель изобрповышение разрешающей спосоределения изменения направлмещения подвижного элементаго датчика перемещения, Принии подвижного элемента 4 оно неподвижного элементов 5 овано для измерения направления фотоприемников 8,9 формуруются сигна"лы,сдвинутые друг относительно другана 90 О. Нуль-орган 1) формирует прямоугольный сигнал, Блок 11 цифровогодифференцирования формирует логический сигнал, уровень которого определяется знаком производной сигнала,снимаемого с фотоприемника 9. Знакпроизводной определяется с разрешающей способностью компараторов 12уровня, осуществляющих дискриминациювходного сигнала по квантованным поамплитуде уровням. Знак производнойсигнала, снимаемого с фотоприемника 9, выделяется фазовым детектором17, входящим в дешифратор 13. Логический сигнал, формируемый на выходе элемента ИСКЛЧАЮЕЕ ИЛИ 18, ха -рактеризует направление перемещенияподвижного элемента 4. 3 ил . Устройство содержит растровый датчик 1 перемещения, выполненный в виде оптически связанных источников 2,3 света, подвижного и неподвиж"ого элементов 4,5 с нанесенными измерительной и индикаторными решетками 6,7, сдвинутыми друг относительно друга на четверть периода, Фотоприемники 8,9, нуль-орган 1), подключенный к фотоприемнику 8, блок 11 цифрового дифференцирования, выполненный в виде компараторов 12 уровня, входы которьос подключены к фотоприемнику 9, дешифратора 13, выполненного в виде дешифратора 14 кода, входы которого подключе 1657956ны к компараторам 12 уровня, элементы ИСКЛЮЧАИ 1 ЕЕ ИЛИ 15, входы которого подключены к нулевому и первому выходам дешифратора 14 кода, элемента НЕ5 16, вход которого подключен к первому выходу дешифратора 14 кода, фазовый детектор 17, входы которого подключены к вьиодам элемента ИСКЛ 10 ЧАЮЩЕЕ ИЛИ 15 и элемента НЕ 16, элемент ИСКЛИЧАЩЕЕ ИЛИ 13, входы которого подключены к выходам нуль-органа 11 и выходу фазового детектора 17.Устройство работает следующим образом. 15Источники Р,3 света формируют пучки лучей, которые проходят через измерительную решетку 6, индикаторные решетки 7 и попадают на фотоприемники 8,9. При перемещении подвижного элемента 4 относительно неподвижных элементов 5 на выходе фотоприемников 8,9 формируются сигналы, фазы которых смещены друг относительно друга на 9) . Сигнал с фотоприемника 8 посту пает на нуль-орган 10.Сигнал с фотоприемника 9 поступает на входы компаряторов 12 уровня, входящих в блок 11 цифрового дифферен,цирования. При увеличении и уменьше 1 нии сигнала, поступающего с фотопри 1 емника 9 относительно нулевого уров ня, происходит последовательное срабатывание компараторов 12 уровня, на выходе которых формируется параллельный код, значение которого связано с амплитудой сигнала, снимаемого с фотоприемника 9, Дешифратор 14 кода, входящий в дешифратор 13, производит преобраэ пяние кода, снимаемого 4 О с компяраторов 12 уровня, в дополнительный паряллельнып код. Сигналы с нулевого и первого разрядов дешифратора 14 кода поступают на входы элемента ИСКЛ 10 ЧА 1)11 ЕЕ ИЛИ 15. Сигнал с 45 первого выхода денифратора 14 кода поступает на вход элемента НЕ 16. Сигналы, формируемые на выходах элемента ИСК)1 ЧА 1)11 ЕЕ ИЛИ 15 и элементаНЕ 16, поступают на вход фазового детектора 17, На вьмоде фазового детектора 17 формируется логическийсигнал, состояние которого определяется знаком производной сигнала,снимаемого с выходя фотоприемника 9.55Разрешающая способность определениязнака производной определяется дискретностью уровней компарирования компараторов 1 Л уровня. Сигналы с нульорганов 11) и фазового детектора 17 поступают на входы элемента ИСКЛИЧАИЦЕЕ ИЛИ 18. При совпадении фаз сигналов, снимаемых с выходов нуль-органа 10 и фазового детектора 17, на выходе элемента ИСКЛИЧАЛ 11 ЕЕ ИЛИ 18 формируется один из логических уровней.При изменении знака перемещения подвижного элемента 4 относительно неподвижного элемента 5 изменяется знак производной сигнала, снимаемого с фотоприемника 9. При этом изменяется на противоположный логический уровень сигнала, формируемого на выходе элемента ИСКЛЧАЗ)1 ЕЕ ИЛИ 18.Использование устройства позволяет повысить разрешающую способность определения изменения направления перемещения подвижного элемента растрового датчика перемещения до доли периода измерительной решетки,Формула изобретения1. Устройство для измерения направления перемещения подвижного элемента растрового датчика перемещения, содержащее растровый датчик перемещения, выполненный в виде оптически связанных источников света подвижного и неподвижного элементов с нанесенными измерительной и индикаторными решетками, индикаторные решетки сдвинуты друг относительно друга на четверть периода решетки, два фотоприемника, нуль-орган, подключенный к первому фотоприемнику, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения разрешающей способности определения изменения направления перемещения подвижного элемента растрового датчика перемещения, оно снабжено блоком цифрового дифференцирования сигнала, вход которого подключен к второму фотоприемнику элементом ИСКЛЛЧА)ЩЕЕ ИЛИ, входы которого подключены к выходу нуль-органа и вьмоду блока цифрового дидйеренцирования сигнала.2, Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок цифрового дифференцирования сигнала выполнен в виде компараторов уровня, входы которых являются входами блока, дешифратора, входы которого подключены к выходу компараторов уровня, вьиод дешифратора является выходом блока.1 Ь 51956 019/1 иж/а 075 17 Редактор Е.11 олионо ектор А.Обручар Тираж 383 Подписноевенного комитета по иэобретениям и открьггиям при ГКНТ ССС 13035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 оиэводственно-пэдательский комбинат "Патент Ужгород, ул. Гагари на, 101 Заказ Р 4 Р 9 НИИПИ Государ Составитель Т.Айси техрел А.Кравчук