Преобразователь перемещение-код

,1О П И С А Н И Е (п т 7 ызИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз Советскии Социалистицеских Республик(22) Заявлено 02.0 21) 2319576/2 51) М. К исоединением заявки-С 9/О асударственный намитеСовета Министров СССРпа делам изобретенийи открытий(45) Дата опубликования описания 10.11,77 3)(72) Авторы изобретени М. Шаповалов, П. И, Марков и М. Д. Ховански ральский электромеханический институт инженеров железнодорожнот о транспорта 71) Заяви) ПРЕОБРАЗОВАТ ЕРЕМЕШЕ НИЕ-КО 2 Изобретение относится к вычислительной и информационной технике.Оно может быть использовано для построения устройства ввода информации в ЦВМ, цифровых измерительных приборов и в АСУ различными технологическими процессами в качестве аналого-цифровых преобразователей различных физических величин (электрического тока или напряжения, давления газов или жидкостей, момента вращения и т. д.), преобразуемых в координату светового луча. 1 ОВ настояшее время известны оптоэлектронные аналого-цифровые преобразователи (АЦП) перемешения, построенные с использованием средств волоконной оптики. Положи тельными особенностями указанных АЦП перемещения являются: высокое быстродействие, 15 широкий, диапазон функциональных аналогоцифровых преобразований, относительная простота исключения ошибок неоднозначности кодирования перемещения, стабильность метрологических характеристик и возможность мик)роминиатюризации элементов и преобразователя в целом 1 .Указанному АЦП, как и другим типампреобразователей пространственного геометрического кодирования перемещений, принципиально присуща неоднозначность аналого-цифрового преобразования. Указанная неоднозначность возникает вследствие одновременной частичной засветки входным световым лучом двух смежных торцов простейших кодируюших элементов (ПКЭ) на входном торце волоконно оптического цшфратора (ВШ) преобразователя и выражается в появлении на выходе шифратора ложного оптического кода координаты входного светового луча. Известно несколько методов исключения неоднозначности кодирования координат светового луча в указанных преобразователях.Наиболее перспективным является метод исключения неоднозначности кодирования перемещения, который основан на использовании оптических сигналов, характеризующих положение входного светового луча относительно границ плотно уложенных смежных входных торцов простейших кодируюших элементов шифратора. Этот метод не накладывает ограни. чепия на способы кьантованпя (равномерный, неравномерный или квазиравномерный) вход. ного торца шифратора, т. е. позволяет осушествить постро.нис АЦП, реализующих равномерное, неравномерное или квазиравяомерное квантование диапазона перемещения входного светового луча. К АЦП, в которьх исключение неоднозначности кодированпя осушествляетсяв соответствии с указанным методом, относится преобразователь аналоговой величины в код, который является наиболее близким техническим решением к данному 12.Он содержит волоконно-оптический шифратор, две группы фотоприемников, выходы первой и второй групп фотоприемников через соответствуюшие элементы ИЛИ соединены с информационными входами электронно-логического б,.ока, управляющий вход которого соединен с в ходом элемента И.Указаннь й преобразователь имеет следуюшие недостатки: во-первых, невысокая надежность воспроизведения истинного кода заданной функции пре образования на выходе преобразователя вследствие использования дополнительных управляюших каналов для исключения неоднозначности кодирования. Ложный электрический код может быть воспроизведен, например, при отказе одного из управляюших каналов, при непараллельности оси светового штриха границам входных торцов кодируюших элементов и др;во-вторых, сложность конструкции волоконно-оптического шифратора и увеличенный расход светопроводяшего волокна в связи с наличием в нем дополнительных световодов, число которых равно числу кодируюших элементов;в-третьих, сложность настройки электронной части в связи с необходимостью выполнения управляюших каналов более чувствительными, чем информационные. Указанная необходимость обусловлена требованием надежного воспроизведения истинного кода заданной функции преобразования на выходе преобразователя.Целью изобретения является упрощение преобразователя и повышение его надежности.Это достигается тем, что в преобразователь введены дополнительные элементы ИЛИ, к входам которых подключены выходы соответствуюших групп фотоприемников, а выходы дополнительных элементов ИЛИ соединены с входами элемента И.На фиг. 1 приведена схема предлагаемого преобразователя; на фиг. 2 изображена часть входного торца предлагаемого преобразователя со световым штрихом на нем.Предлагаемый преобразователь содержит волоконно-оптический шифратор 1, первую 2 й вторую 3 группы фотоприемников, электронно- логический блок 4, первый 5 и второй 6 элементы ИЛИ, двухвходовой элемент И 7, выход которого соединен с управляющим входом электронно-логического блока 4 и элементы ИЛИ 8.Входной величиной преобразователя являются координаты Х входного светового луча 9, которые квантуются, а соответствуюшие им уровни квантования кодируются с учетом заданной функции преобразования.Квантование координат входного светового луча 9 осуществляется входным торцом шифратора 1, образованного плотно уложенными, например, прямоугольными входными торцами жгутов светопроводяших волокон - простейшими кодируюшими элементами 10. Указанны; кодирующим элементам условно приписаны соответственно четные и нечетные номера. Размер 5 0 15 20 25 30 35 45 50 55 А (см. фиг. 2) входного торца кодируюшего элемента 10 устанавливается большим размера В сечения светового луча 9 в плоскости входного торца шифратора 1 - светового штриха 11.Кодирование уровней квантования, соответствуюших координатам Х входного светового луча, осуществляется в шифраторе 1. При этом образование оптического кода заданной функции преобразования на двух группах выходных разрядных торцах шифратора 1 обеспечивается гибкими жгутами 12 светопроводяших волокон и соответствующей раскладкой выходных торцов отдельных указанных жгутов по выходным разрядным торцам шифратора 1. Выходные торцы жгутов 12 четных и нечетных разложены соответственно по двум группам выходных разрядных торцов, каждому из которых приписан определенный разряд двоичного кода.При этом указанная раскладка выходных торцов кодируюших элементов по выходным торцам шифратора осуществляется согласно единицам кодов кодируемых значений заданной функции преобразования.Преобразование оптического кода в электрический код производится двумя группами 2 и 3 фотоприемников, одноименные выходы которых подключены через элементы ИЛИ 8 к входам электронно-логического блока 4.Электронно-логический блок 4 выполняет обработку электрического кода, появляюшегося на ее входах, с целью исключения ошибки от неоднозначности кодирования, возникающей при одновременной засветке лучом 9 двух соседних входных торпа кодируюших элементов. Этот же блок выполняет функцию Память, необходимую для сохранения выходного кода преобразователя при пересечении входным световым лучом границ смежных входных торцов кодируюших элементов. Управление электронно-логическим блоком осушествляется сигналом элемента И 7, первый и второй входы которого через первый 5 и второй 6 элементы ИЛИ подключены соответственно к первой и второй группам фотоприемников.Работа предлагаемого преобразователя заключается в следующем.При изменении положения светового луча 9 его штрих 11 перемешается по входному торцу шифратора 1 от исходного к конечному положению, соответствуюгцему значению Х преобразуемого положения светового луча.В процессе указанного движения светового штриха 11 всякий раз, когда окажется засвеченным один из входных торцов кодируюших элементов (четный или нечетный), появятся истинные оптический и электрический коды кодируемого значения функции преобразования на одной из групп выходных разрядных торцов, одной из двух групп 2 или 3 фотоприемников соответственно, и выходах элементов ИЛИ 8. При этом исчезнет сигнал на выходе одной (или двух) из двух элементов ИЛИ 5 и 6 и на выходе двухвходового элемента И 7. Исчезновение сигнала на выходе элемента И 7 (управляюшем входе электронно-логического блока) осушествит стирание ранее записанной информации в электронно-логическом блоке. При этом в электронно-логический блок вводится с выходовболее высокую надежность раооты в связи с принципиальной невозможностью появления ложного электрического кода на выходах преобразователя, поскольку для запрещения воспроизведения ложного электрического кода ис пользуются выходные сигналы четных н нечетных кодирующнх элементов.Указанные преимушества предлагаемогопреобразователя расширяют область его применения осооенно в тех случаях, когда требуется высокая надежность преобразователя.1 С формула изобретения 15Преобразователь перемещение - код,содержащий волоконно-оптический шифратор, две группы фотоприемников, выходы первой и второй групп фотоприемников через соответствующие элементы ИЛИ соединены с инфор ма ционными входами электронно-логическогоблока, управляющий вход которого соединен с выходом элемента И, отличающийся тем, что, с целью упрощения преобразователя н повышения его надежности, в него введены дополнительные элементы ИЛИ. к входам которых подключены выходы соответствующих групп фотоприемников, а выходы дополнительных элементов ИЛИ соединены с входами элемента И.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Авторское свидетельство СССР Ло 346734,кл. 6 08 С 900, 17.04.70.2. Авторское свидетельство СССР Хо 462282,кл. Н 03 К 13,175. 04.11.72. 5775535н менов ИЛИ 8 и запомнится новый истинн й код функции преобразования, соответствующий засвеченному входному торцу кодирую- щего элемента, Когда в процессе движения светового штриха 11 окажутся засвеченными два смежных входных торца четных и нечетных шифратора 1, на обеих группах выходных разрядных торцов шифратора 1 и фотоприемников, а также элементах ИЛИ 8 появятся оптические (возможно ложные) и электрические коды. При этом появятся сигналы на выходах двух элементов ИЛИ 5 и 6 и на выходе двухвходового элемента И 7. Это приведет к запрету записи электрического кода с выходов элемента ИЛИ 8 в электроннс-логический блок.Таким образом, при плавном перемещении светового штриха 11 по входному торцу (шифратора 1) происходит скачкообразная смена истинных значений кодов кодируемых значений заданной функции преобразования на выходах преобразователя.Предлагаемый преобразователь перемещение - код, содержащий только информационные каналы в шифраторе, имеет следующие преимущества перед аналогичными преобразователями, использующими для исключения ошибки неоднозначности кодирования дополнительные управляющие каналы:более простую конструкцию в связи с отсутствием дополнительных управляющих жгутов светопроводящих волокон;более высокую разрешающую способность при одинаковых параметрах осветителя, фотоприемников и размерах входного торца ВШ в связи с возможностью использования для формирования ПКЭ дополнительных управляющих жгутов светопроводящих волокон;577553 г Составитель И. НазаркинаТехред О. Луговая Корректор С Шскмар Редактор Н. Хлудова Филиал ПГГ Г 1 атент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 Заказ 4188/37 Тираж 778 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж.35, Раушская наб., д. 4 Я