Преобразователь угла поворота вала в двоичный код

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(51) М. 1(л,е 508 С 9/ рисоединением заяв Гасударственный номите Совета Миннстраа СССР по делам изобретений н аткрытий(45) Дата опубликования описания 02.06.7 72) Авторы изобретени Ю. С, Шарин и В, И. Ильницкий ральский ордена Трудового Красного Знамениполитехнический институт им. С. М, Кирова(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛ В ДВОИЧНЫЙ КОД2 ерромагнитны е -Изобретение относится к области числового управления машинами и механизмами.Известны преобразователи "вал-код", представляющие собой диск, на который нанесена кодовая шкала, и взаимодействующие с кодовой шкалой считывающие элементы 1, Кодовая шкала состоит из одного или нескольких коНцентрических колец, каждое из которых разбито на равные смежные участки, образующие на шкале секторы, число которых равно числу фиксируемых преобразователем позиций вала, Число концентрических колец - кодовых дорожек шкалы, как правило, равно числу считывающих элементов.Участки каждой кодовой дорожки могут обладать несколькими различными физическими качествами.Активные участки - обычно участки, хорошо проводящие электрический или световоймагнитный, воздушный или другие пото ки, Например, металлические ламели шкалы образуют активные участки, а изолирующие промежутки между ламелями - пассивные; прозрачные участки шкалы - активные, анепрозрачные - пассивные, феоромагнитные участки- активные, а нефпассивные и т.д.Считывание информации с кодовой шкалы осуществляется контактным или бесконтактным способами. В первом случае считывающими элементами являются щетки, во втором - фотодиоды, фотосопротивления, магнитные головки и т,д.Существующие преобразователи "вал-код" на основе кодовых шкал с числом кодовых дорожек, меньшим числа считывающих элементов, включая и однодорожечные, формируют коды, как правило, требующие преобразования в обычный двоичный код, в котором возможно выполнение арифметических операций. Применение преобразующих устройств для таких преобразователей валкод в значительной мере компенсирует выигрыш, полученный за счет более простой кодовой шкалы.Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является преобразователь угла поворота вала в двоичный код, содержащий кодовый диск с концентрически- ми кодовыми дорожками, каждая из которых547801 выполнена из десяти активных и пассивных секторов, и считывающие элементы 2.Любая из четырех кодовых дорожек предназначена для формирования только одного разряда кода. Единичные и нулевые символы разрядов кода в том же порядке нанесены на участки соответствующих кодовых дорожек. Участки единичных символов - активные, других - пассивные. С каждой кодовой дорожкой взаимодействует считываю щий элемент, состояние которого изменяется в зависимости от физических свойств участков. Недостатком такого преобразователя угла поворота вала в двоичный код является сложная имеющая 15 активных участков д и 25 пассивных участков кодовая шкала, Изготовление такой шкапы требует выполнения большого числа трудоемких операций. Кодовые диски с представленной шкалой имеют большие габариты, массу и, следовательно, 20 момент инерции.Цель изобретения - упрощение конструкции и повышения точности преобразователя.Это достигается тем, что в преобразователь угла пэвэрэта вала и двоичный кэд введены диоды, внешняя кодовая дорожка выполнена с двумя смежными активными секторами, а внутренняя кодовая дорожка выполнена из чередующихся между собой активных и пассивных секторов, считывающие элементы 3 О внешней кодовой дорожки размещены на гра нице нулевого, второго, четвертого, шестого секторов, считывающий элемент четвертого сектора соединен через соответствующие диоды со считывающими элементами ну- ЗЬ левого и второго секторов, а считывающий элемент внутренней кодовой дорожки размещен на границе нулевого сектора.На чертеже представлена схема преобразователя угла поворота вала в двоичный 40 код.Предлагаемый преобразователь состоит из диска 1 с внешней и внутренней концентрическими кодовыми дорожками, которые выполнены из активных 2 и пассивных 3 45 участков ( секторов), считывающих элементов 4 и диодов 5.Преобразователь угла поворота вада в двоичный код работает следующим образом. В начальном положении все считывающие 50 элементы 4 взаимодействуют с пассивными участками 3 кодовых дорожек. Активные участки 2 внешней кодовой дорожки в этот момент расположены в седьмом и восьмом секторах, а активные участки 2 внутренней ф 5 дорожки - в первом, третьем, пятом, седьмом и девятом секторах. Состояние считывающих эпементэв в исходный мэмент обэзначим через "0", тогда сэвэкупнэсть состояний считывающих элементов (кодовую 60 4комбинацию) можно представить в виде 0 0(2) О (3) О (41 О, Значение индексов при нулевых символах соответствуют номерам считывающих элементов. Первый считывающий элемент образует символы первого (младшего) разряда двоичного кода, второй и четвертый считыв аюшие элементы - символы второго разряда двоичного кода, третий и четвертый - третьего разряда, а пятый считывающий элемент - четвертого (старшего) разряда кода 8421, С учетом состояний всех считывающих элементов результирующая кодовая комбинация представляется так 0 0 Р ОР О. При повороте шкалы отйосительно считывающего элемента на один участок ( первый тактовый момент ) активные участки внешней кодовой дорожки перемещаются в восьмой и девятый секторы, а активные участки внутренней кодовой дорожки нулевой, второй, четвертый, шестой и восьмой секторы и считывающие элементы примут состояние 1 0О ( 0( О, Сформированная в этот момент оезультируюшая кодовая комбинация равна 0 0 О 01 Р ЗР 2 Р РВо второй тактовый момент активные участки внешней кодовой дорожки смешаются в девятый и нулевой секторы, а активные участки внутренней кодовой дорожки - в первый, третий, пятый, седьмой и девятый секторы. Считывающие элементы принимаюттоЯниЯ 0 1 ) 03) 0(4) 0(5)а ре зупьтируютая комбинация равна 0 004 Р ЗР ЬР урОтмечая, таким образом, положение активных участков обеих кодовых дорожек относительно считывающего элемента легкоЭ в последующие тактовые моменты определить состояния их и следовательно, результирующие кодовые комбинации на выходных шинах поеобразователя фвал-код" в каждый тактовый момент. За одич оборот кодового диска такого преобразователя формируются следующие комбинации двоичного кода 8421: 0000, 0001, 0010, 0011, 0100, 0101, 0110, 01111000, 1001. Отметим назначение диодов, связывающих второй считывающий элемент с четвертым, и третий считывающий элемент с четвертым, Четвертый считывающий элемент участвует в формировании символов второго и третьего разрядов. Очевидно, что если бы второй, третий и четвертый считывающие элементы имели бы непосредственную связь, то в те тактовые моменты, когда третий считывающийэлемент взаимодействует с активным участком, единичный символ формировался бы нетолько в третьем разряде кода, но и вовторомчто недопустимо, В то же времяединичные символы, формируемые на четвертом считывающем элементе, должны добав 54780 1ляться к символам третьего считывающего элемента, к которому подсоединена выходная шина преобразователя, передающая сит- налы, соответствующие символам третьего разряда двоичного кода 8421. Реализация таких условий может быть выполнена путем включения диода в цепь связи третьего считывающего элемента с четвертым, пропускающим единичные символы от четвертого считывающего элемента к третьему счи О тываюшему элементу и не пропускающего единичные символы от третьего считывающего элемента к четвертому считывающему элементу, участвующему в образовании единичных символов в кодовых комбинациях ц второго разряда кода. Назначение диода- пропустить единичные символы от четвертого считывающего элемента во второй считывающий элемент, к которому подключена выходная шина второго разряда, воспроиз водимого двоичного кода, и поедотвратить образование единичных символов в третьем разряде в моменты взаимодействия второго считывающего элемента с активными участками внешней кодовой дорожки. 25Предлагаемый преобразователь угла поворота вала в двоичный код имеет меньшие в сравнении с прототипом габариты, массу, момент инерции кодового диска, значительно более простую, и, следовательно, менее 30 трудоемкую в изготовлении кодовую маску. Внешняя кодовая дорожка такого преобразователя,участвующая в формировании трех разрядов двоичного кода, имеет только два активных смежных участка и восемь смеж 35 ных пассивных, а кодовые дорожки прототипа, участвующие в формировании того же числа разрядов, имеют десять активных и двадцать пассивных участков,формула изобретенияПреобразователь угла поворота вала в двоичный код, содержащий кодовый диск с концентрическими кодовыми дорожками, каждая из которых выполнена из десяти активных и пассивных секторов, и считывающие элементы, о т л и ч а ю ш и й с я тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения точности преобразователя, в него введены диоды, внешняя кодовая дорожка выполнена с двумя смежными активными секторами, а внутренняя кодовая дорожка выполнена из чередующихся между собой активных и пассивных секторов, считывающие элементы внешней кодовой дорожки размещены на границе нулевого, второго, четвертого и шестого секторов, считывающий элемент четвертого сектора соединен через соответствующие диоды со считывающими элементами нулевого и второго секторов, а считывающий элемент внутренней кодовой дорожки размещен на границе нулевого сектора.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе."1. Филиппов В. Г, Цифраторы перемещений, М., Воениздат, 1965 г., стр. 8.2. Шарин Ю. С. и др. Комбинированные шкалы в системах автоматики М., Энергия, 1973 г. стр. 5 (прототип).547801 оставитель И, Н Техред Г. Родак кинаКорректор В, Куприяно ончар акто Заказ 637/102 Тираж 87 БНИИПИ Государственного ком по делам изобр 113035, Москва, ЖПодписноетета Совета Министров СССетений и открытий