Преобразователь перемещения в код

,11,732953 Союз СоветскнкСоцмалнстмческнеРеспублик ОП ИСАНИЕИ.ЗОБРЕТЕ Н ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23) Приоритет -Опубликовано 05.05.80 Бюллетень Ле 17Дата опубликования описания 08.05.80 но делает изобретений н втнрытнй(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В КОД Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть испопьзовано в измерительных микроскопах,рефрактометрах и других приборах, в которых контролируемый параметр растет по абсопютной величине при прохождении нулевого значения в обе стороны, но меняет знак.Известны преобразователи перемещения- в код содержащие датчик угла, соединенный10 с формирователем многоразрядного пространственного кода, дополнительные дорожки, состоящие из одного сектора, выходы формирователей сигналов допопнитепьного кода соединены с формирователем много15 разрядного пространственного кода Г 1 ,Известные преобразователи могут йрименяться тогда, когда возникает необходимость кодировать положения измритепьного вала в пределах от 0 до+ 180 ипиО о ипи до -180 о.Однако в ряде случаев требуется коди-, ровать положения измерительного вала в. больших пределах относительно нулевого попожения, как в одну сторону, так и вдругую. В этих случаях применение известного преобразователя становится невозможны м,Но такой преобразователь обладаетсложным кодирующим элементом датчикаугла и ограниченной областью применения.Наиболее близким к изобретению является преобразователь, содержащий соединенные между собой многоразрядный иодноразрядный датчики угла, выходы которых соединены с формироватепями соотв етствующего пространственного кода, которые соединены с блоком логическогоустранения неоднозначности счи тывания 2Однако погическая схема известногопреобразоватепя сложна.Бель изобретения - упрощение преобразоватепя.Это достигается тем, что в него введен формирователь дополнительного кода,входы которого соединены с выходамиформирователя многоразрядного пространственного кодаодин выход которого со3Тогда необходимо использовать сигналы выхода Д, характер изменения которых описан выше.Редуктор 4 имеет передаточное отношение, равное обратной величине числа единиц дискретности одноразрядного датчика 3 угла. Если кодирующий диск дат чика 3 угла (фиг. 2 а) имеет две единицы дискретности - один сектор активный (ие заштрихован) и один пассивный (заштрихован), то передаточное отношение редуктора равно , =1:2; если же активных и пассивных элементов на кодируюшем элементе по два (фиг. 2 б);то т =1:4 и т.д.Активныи элемент, располагаясь перед считывающим элементом, создает условия для формирования на его выходе сигнала, равного "1", а пассивный - для формирования сигнала, равного О, Считывающие.эпементы 8 и 9 сдвинуты друг относительно друга на половину единицы дискретности Т датчика 3 угпа. Сигналы А и В равны "1", если перед считывающими элементами 8 и 9 находится активный сектор, и указанные сигнапы равны "0", если перед этими считывающими элементами располагается пассивный сектор,Сигналы А и В считывающих элементов 8 и 9 и сигнал с выхода Д формирователя 5 многоразрядного пространственного кода поступают на входы формироватепя 7 одноразрядного пространственного кода, который преобразует входные сит- палы А, В и Д в выходной сигнал Р по правипуР = АДЧВД (1)В исходном начальном положении кодирующие элементы датчиков 1 и 3 угла устанавливаются так, что на выходах формирователя 5 формируется код числа "0 т а кодирующий диск датчика 3 угла находится.в положении (фиг. 2 а), в котором считывающий элемент, формирующий сигнал В, перекрыт пассивным сектором, . а эпемент, формирующий сигнал А, - активным сектороют причем граница активного и пассивного участков располагается посередине между считывающими элементами 8 и 9, При вращении входного вада 2 в сторону увеличения численного значения кода многоразрядного датчика 1 угпа граница пассивного и активного секторов кодирующего диска в датчике 3 угла приближается к считывающему элементу 9, В начальном положении сит. нап Р = 1, так как и сигнал А и сигнал Д равны " 1. После поворота входного 3 73295единен с входом формирователя одноразЪрядного пространственного кода, выходкоторого подключен к управляющему входу формироватепя дополнитепьного кода.На фиг, 1 представлена функциональйая схема преобразователя; на фиг, 2 -основные элементы одноразрядноГо датчика угла в коде Баркера.Преобразователь перемещения в кодсостоит из многоразрядного датчика 1угпа (см, фиг. 1), соединенного с входным измерительным вапом 2, которыйсочленен с одноразрядным датчиком 3угла через редуктор 4.Выходы датчика 1 угла соединяютсяс входами а, аа формирователяо 1" и 5 многоразрядного пространственного кода, кодовые выходы Ь, т Ь, .тЬ . которого подключены к кодовым входам с,сс формирователя 6 дополнит Пт тепьного кода, а согпасуюший выход датчика 1 угла - с согласующим входом Дформирователя 7 одноразрядного пространственного кода,Датчик 3 угла имеет два считывающихэпемента 8 и 9 (см. фиг. 2), выходы которых соединены с входами А и В формироватепя 7 одноразрядного пространственного кода, выход формирователя подключен к управляющему входу формироватепя 6 допопнительного кода. Выходамипреобразоватепя в целом являются выходыформирователя 6 допопнитепьного кода.Работу преобразователя рассмотрим напримере преобразователят в котором многоразрядный датчик 1 угла вырабатываетна своих выходах информацию об угле по,ворота в коде Баркера. Выходные сигнапьдатчика 1 угла преобразуются формироватепе м 5 многоразрядного пространствен,ного кода в двоичный код.В тех спучаях, когда на выходе формирователя 5 пространственного кода формируется двоичный код, выходом Д может служить инвертированный выход стар-щего разряда формироватепя 5, так какхарактер изменения сигналов на выходеД такой же, как и на выходе Бд,т,Сигналы на этих выходах равны "1, еспи входной вап 2 поворачивается в предеОпах первой половины оборота, от О до180, и равны "0", еспи входной вап 2поворачивается в пределах второй половины оборота, от 180 до 360 . В другихО Осдучаях, если, например, на выходах формироватепя 5 пространственного кода формируются десятичные двоично кодированные коды, сигнапы на выходе бтт 1 могутц 9 совпадать с сигналами на выходе Д,5 7329 вала на 180 сигнал Д изменит свое состояние и станет равным 0", а активный сектор повернется на половину шага дискретности Т датчика 3 угла и перекроет оба считывающих элемента 9. В этом случае сигнал Р тоже равен "1", так как В = 1 и Д = 1, Продолжая вращать входной вал 2 вперед, в сторону увеличения кода, еще на половину оборота, на выходе формирователя 5 сформируется код, соот- О ветствующиймаксимальному значению утла поворота вала датчика 1 угла, а пассивный сектор перекроет считывающий элемент А. В этом случае на выходе фор- мирователя 5 будет сформирован код Б числа 2 -1, где р- число двоичных рази рядов датчика угла 1, сигналы Д и А равны "0", а сигнал В = 1, т.е. Р=1, так как Д = 1 и В = 1.Итак, при вращении входного вала 2 20 относительно нулевого положения в сторону увеличения численного значения кода сигнал Р равен "1",Если вращать вал 2, начиная от нулевого положения, в противоположную сто 2 Б рону - в сторону уменьшения численного значения кода, то в первой половине оборота вала 2, от 0 до -180, сигналыо О Д=О, В=О А = 1 в первой четверти обо- зорота вала 2 О во второй четверти оборота вала 2Из формулы (1 ) следует, что при указанных значениях сигналов А, В и Д сиг- з нал Р равен "0". Вторая половина (от -180 до -360 ) обратного вращения ваО О ла 2 начнется, когда сигнал Д изменит свое значение на 1", а сигналы А и В. будут равны: 40 А=О В = 0 - в третьей ветвертяхоборота вала. 21 - в четвертойПри указанных значениях сигналов 45 А,В и Д сигнал Р равен "ОТаким образом, при вращении входного вала 2 относительно нулевого положения в сторону увеличения численного значения кода сигнал Р на вьходе формирователи 7 равен "1 ф в диапазоне целого оборота, а при смещении вала 2 относительно нулевого положения в противоположном направлении сигнал Р=О и тоже в диапазонц целого оборота входного вала 2.формирователь 6 дополнительного кода пропускает на свои выходы сигналы .фор мирователя 5 без изменения, если сигнал 53 6Р = 1 (входной вал вращается в сторону увеличения численного значения кода), и сигналы формирователя. 5 преобразуются в дополнительный код, если сигнал Р=О (входной вал вращается относительно нулевого положения в сторону уменьшения кода). Во втором случае числовые значения кода преобразуются в свои дополнения до 2, т.е. наибольшее числовоеизначение кода 2 - 1 преобразуется в код числа 1, 2 - 2 - в код числа 2 ийте двЕсли датчик 1 угла работает не в двоичной системе счисления, то на выходе формирователя 6 дополнительного кода при Р=О образуется код дополнительный до й, гда Й - основание системы счисления,Та М- число разрядов. В связи с этим при смещении входного вала как в одну сто рону, так и другую относительно нулевого положения числовые значения кода на выходе устройства будут возрастать.Предлагаемый преобразователь позволяет простыми средствами преобразовывать сигналы датчиков угла в код,абсолютные значения которого возрастают по мере увеличения угла поворота входного вала в любую из сторон относительно нулевого положения, и увеличить по сравнению с известным преобразователем диапазон измерения в два раза.Формула изобретенияПреобразователь перемещения в код, содержащий сочлененные между собой одноразрядный и многоразрядные датчики угла, выходы которых соединены с входами формирователей соответствующего пространственнога кода, о т л и ч а ю - щ и й с ятем, что, с целью упрощения преобразователя, в него введен формирователь дополнительного кода, входы которого соединены с выходами формирователя многоразрядного пространственного кода, один выход которого соединен с входом формирователя одноразрядного . пространст. - венного кода выход которого подключен к управляющему входу формирователя дополнительного кода.Источники информации,принятые во внимание при экс пертизе 1. Филиппов В. Г. Цифраторы перемещений. 1965, с. 17-18. 2. Патент ФРГ % 1274633,кл. 21 а 1 36/00, 1962 (прототип).ль И. Назар Бе а Составите кина овенко Техред С. ц Корректор ГС Редант сное лиал ППП Патентф, г, Ужгород, ул, Проектная, 4 42/41 Тираж 682 ЦНИИПИ Государственногопо делам изобретени 13035, Москва, Ж, Ра омитета СССРи открытийская наб., д, 4/