Преобразователь перемещения в код

союэ сОВетснихсоциАлистичеснихРЕСПУБЛИН 1574 А 4(51) Н 03 М 1/24 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ госудАРственный Комитет сссрПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Специальное конструкторско-технологическое бюро геофизической техники(56) 1. Авторское свидетельство СССРВ 809281, кл. С 08 С 9/05, 1979,2. Фотоэлектрические преобразователи информации. Под ред. Л,Н,Преснухкна. М., "Машиностроение", 1974,с. 180,3. Авторское свидетельство СССРУ 684581, кл. С 08 С 9/06, 1976(54) (57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯВ КОД, содержащий источники излучения,выходы которых черезотверстия экрана оптически соединены с входамирасположенных вдоль направления перемещения экрана трехфотоприемников, выходы которых соединены с входами первого, второго и третьего формирователей импульсов соответственно,два триггера, первый, второй и третий элементы И, первый элемент ИЛИ,выход которого соединен с первымвходом первого триггера, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения точности в работе преобразователя, в него введены четвертый,пятый, шестой, седьмой и восьмойэлементы И, второй, третий и четвертый элементы ИЛИ, дешифратор н генератор, первый выход первого формирователя импульсов соединен с первыми входами первого и шестого элементов И, а второй выход первого формирователя импульсов соединен с первыми входами четвертого и восьмого элементов И, первый выход второго формирователя импульсов соединен с первым входом второго элемента И и вторым входом четвертого элемента И, второй выход второго формирователя импульсов соединен с первыми входами пятого и седьмого элементов И, первый выход третьего формирователя импульсов соединен с первым входом третьего элемента И и вторым входом пятого элемента И, а второй выход " соединен с вторыми входами шестого, седьмого и восьмого элементов И, выход первого элемента И соединен с первыми входами первого и третьего элементов ИЛИ, выход второго элемента И соединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ и первым входом четвертого элемента ИЛИ, выход третьего элемента И соединен с третьим входом ,третьего элемента ИЛИ, выход четвертого элемента И соединен с первым входом второго элемента ИЛИ и с вторым входом четвертого элемента ИЛИ, ,выход пятого элемента И соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход шестого элемента И соединен с третьим входом второго и вторым входом первого элементов ИЛИ, выход седьмого элемента И соединен с третьим входом первого элемента ИЛИ, выход восьмого элемента И соединен с третьим входом четвертого элемента ИЛИ, выход четвертого элемента ИЛИ соединен с первым, входом второго триггера, вторые входы первого и второго триггеров подключены к выхо1141574 приемниками,ду генератора, выходы первого и второго триггеров соединены с соответствующими входами дешифратора, первыйвыход которого соединен с вторымвходом первого и с третьим входомчетвертоэо элементов И, второй выходдешифратора соединен с вторым входомвторого элемента И и с третьими входами пятого и седьмого элементов И,1Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в част.ности к устройствам, преобразующимлинейные или угловые перемещения вчисло-импульсный код. 5Известен преобразователь перемещения в код, содержащий формирователи,триггеры, соединенные соответственно с входами двух элементов И, триггер реверса 1 .10Недостатком этого преобразователя является низкая точность.Известен также преобразовательперемещения в код, содержащий источник.излучения, оптически соединенный через кодовый элемент (экран) свходами фотоприемников, выходы которых соединены с входами формирователей, каждый из которых имеет прямойи инверсный выходы, которые подключены к соответствующим входам дифференцирующих цепочек и к первым входамэлементов И, к вторым входам элементов И подключены выходы дифференцирующих цепочек, а выходы элементов И 25соединены с входами элементов ИЛИ 2,Недостатком данного преобразователя является появление ложных срабатываний при многократных микрореверсах экрана на границе срабатыванияодной из пар фотоприемников в преде-.лах, меньших, чем взаимный сдвигфаэ, поскольку другая пара фотоприемников на этом участке не срабатываети не управляет формированием выходного сигнала,Наиболее близким к изобретениюявляется преобразователь перемещенияв код содержащий источники излучеЭ40ния, выходы которых. через отверстияэкрана оптически соединены с входатретин выход дешифратора соединен свторым входом третьего элемента И ис третьими входами шестого и восьмогэлементов И, четвертый выход дешифратора соединен с третьими входамипервого и второго триггеров, выходывторого и третьего элементов ИЛИявляются выходами преобразователя. 2ми расположенных вдоль направления перемещения экрана трех фотоприемников, выходы которых соединены с входами первого, второго и третьего формирователей импульсов соответственно, два триггера, первый, второй и третий элементы И, первый элемент ИЛИ, выход которого соединен с первым входом первого триггера, а также элемент задержки. В преобразователе информацию о величине перемещения выдают два крайних фотоприемникаЭ.Недостатком известного преобразователя является низкая точность, вызванная тем, что преобразователь измеряет перемещение на отрезке, равном расстоянию между двумя крайними фотоЦель изооретения - повышение точности преобразователя.Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь перемещения в код, содержащий источники излучения, выходы которых через отверстия экрана оптически соединены с входами расположенных вдоль направле" ния перемещения экрана трех фотоприемников, выходы которых соединены с входами первого, второго итретьего формирователей импульсов соответственно, два триггера, первый, второй и третий элементы И, первый элемент ИЛИ, выходкоторого соединен с первым входом первого триггера, введены четвертый, пятый; шестой, седьмой и восьмой элементы И, второй, третий и четвертый элементы ИЛИ, дешифратор и генератор, первый выход первого формирователя импульсов соединен с первыми входами первого, шестого элементов И, а второй вы114 574 ход - с первыми входами четвертого и восьмого элементов И, первый выход второго формирователя импульсов соединен с первым входом второго элемента И и вторым входом четвертого элемента И, второй выход второго формирователя импульсов соединен с первыми входами пятого и седьмого элементов И, первый выход третьего формирователя импульсов соединен с . 1 О первым входом третьего элемента И и вторым входом пятого элемента И, а второй выход соединен с вторыми входами шестого, седьмого и восьмого элементов И, выход первого элемен 1 та И соединен с первыми входами первого и третьего элементов ИЛИ, выход второго элемента И соединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ и первым входом четвертого элемента ИЛИ, выход третьего элемента И соединене с третьим входом третьего элемента ИЛИ, выход четвертого элемента И соединен с первым входом второго элемента ИЛИ и с вторым входом четвер того элемента ИЛИ, выход пятого элемента И соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход шестого элемента И: соединен с третьим входом второго и вторым входом первого эле- ЗО мента ИЛИ, выход седьмого элемента И соединен с третьим входом первого эле. мента ИЛИ, выход восьмого элемента И соединен с третьим входом четвертого элемента ИЛИ, выход четвертого элемента ИЛИ соединен с первым входом35 второго триггера, вторые входы первого и второго триггеров подключены к выходу генератора, выходы первого и второго триггеров подключены к выхо 40 ду генератора, выходы первого и второго триггеров соединены с соответствующими входами дешифратора, первый выход которого соединен с вторымвходом первого и с третьим входом чет- вертого элементов И, второй выход дешифратора соединен с вторым входом второго элемента И и с третьими входами пятого и седьмого элементов ИУ третий выход дешифратора соединен с50 вторым входом третьего элемента И и с третьими входами шестого и восьмого элементов И, четвертый выход дешифратора соединен с третьими входами первого и второготриггеров выход 5 ды второго и третьего элементов ИЛИ являются выходами преобра,зователя. 4На чертеже приведена структурная схема преобразователя.Преобразователь содержит источники 1 излучения, отверстия 2 экрана 3, фотоприемники 4-6, формирователи 7-9 импульсов, элементы И 10-17, ь. еценты ИЛИ 18-21, триггеры 22 и 23, генератор 24, дешифратор 25Источники 1 излучения через отверстия 2 экрана 3 оптически соединены с входами расположенных вдоль направления перемещения отверстий 2 экрана 3 фотоприемников 4-6, соединенных с формирователями 7-9 импульсов, первый выход формирователя 7 подключен к первым входам элементов И 10 и 11, первый выход формирователя 8 подключен к первому входу элемента И 12, второму входу элемента И 13, первый выход формирователя 9 подключен к первому входу элемента И 14, второму входу элемента И 15, второй выход формирователя 7 подключен к третьему входу элемента И 13, и второму входу элемента И 17, второй выход формирователя 8 подключен к третьему входу элемента И 15, второму входу элемента И 16, второй выход формирователя 9 подключен к третьим входам элементов И 11, 16 и 17, выход элемента И 10 подключен к первому входу элемента ИЛИ 18 и пер вому входу элемента ИЛИ 19, выход элемента И 12 подключен к второму входу элемента ИЛИ 18 и первому входу элемента ИЛИ 20, выход элемента И 14 подключен к третьему входу элемента ИЛИ 18, выход элемента И 13 под ключен к первому входу элемента ИЛИ 21 и второму входу элемента ИЛИ 20, выход элемента И 15 подключен к второму входу элемента ИЛИ 21, выход элемента ИЛИ 11 подключен к третьему входу элемента ИЛИ 2 1 и второмувходу элемента ИЛИ 19, выход элемента И. 16 подключен к третьему входу элемента ИЛИ 19, выход элемента И 17 подключен к третьему входу элемента ИЛИ 20, выходы элементов ИЛИ 18 и 21 являются выходами прямого и обратного движения экрана, выходы элементов ИЛИ 19 и 20 подключены к вторым входам триггеров 22 и 23, к первым входам которых подключен генератор 24, а выходы триггеров 22 и 23 соединены с входами дешифратора 25, первый выход которого соединен с вторым входом элемента И 10и первым входом элемента И 13, а второй выход - с первыми входами элЕментов И 15 и 16 и вторым входом элемента И 12, а третий выход - с вторыми входами элементов И 11 и 14 и 5первым входом элемента И 17, а четвертый выход - с третьими входамитриггеров 22 и 23.Преобразователь работает следующим образом. 10Допустим, что триггеры 22 и 23 находятся в нулевом состоянии, а отверстие 2 экрана 3 прошло фотоприемник 6 сверху вниз. Тогда на первом выходе дешифратора 25 устанавливается единичный сигнал. При движении экрана 3 сверху вниз отверстие2 проходит мимо фотоприемника 4.Его сигнал проходит Формирователь 7,открытый элемент И 10 и поступает 20на входы элементов ИЛИ 18 и 19. Сприходом очередного тактового импульса с генератора 24 на входытриггеров 22 и 23 на их выходах Формируются сигналы, причем на выходе 25триггера 22 формируется единичныйуровень, а на выходе триггера 23 -нулевой уровень, На втором выходедешифратора 25 устанавливается единичный сигнал, который поступает 30на элементы И 12, 15 и 16, В этомсостоянии преобразователь не реагирует на сигнал фотоприемника 4 и ожидает прихода сигнала с фотоприемни-.ка 5 или 6, первый случай соответствует движению экрана 3 сверхувниз, второй - снизу вверх, В первом случае сигнал с выхода Фотоприемника 5 через формирователь 8,элемент И 12 поступает на элементыИЛИ 18 и 20. Сигнал с выхода элемента ИЛИ 20 поступает на второй входтриггера 23, на выходе которого устанавливается единичный сигнал с приходом очередного импульса с геиерато-Зра 24 на его первый вход, а триггер22 в это время устанавливается внулевое состояние, и при этом натретьем выходе дешифратора 25 устанавливается единичный уровень сигна- ула, который поступает на входы элементов И 11, 1 4 и 17. Таким образомотрабатывается движение экрана сверху вниз от фотоприемника 4 к Фотоприемнику 6. 55Если же после прохождения фотоприемника 4 экран будет двигатьсяв обратном направлении, то блок кодирования будет реагировать на сигналфотоприемника 6. При этом сигнал сфотоприемника 6 через формирователь 9поступает на вход пятого элементаИ 15, на первом входе которого находится единичный уровень сигнала, таккак он соединен с вторым выходом дешифратора 25. На третий вход элемента И 15 поступает единичный уровеньсигнала, так как он соединен с выходом формирователя 8, который в данном случае имеет единичный уровеньсигнала. Выходной сигнал элементаИ 15 поступает на второй вход элемента ИЛИ 21. На вторых входах триггеров 22 и 23 в данном случае устанавливаются нулевые уровни сигналов,и с приходом очередного тактового импульса с генератора 24 на первые входы триггеров 22 и 23 оба триггера устанавливаются в нулевые состояния, ана первом выходе дешифратора 25 устанавливается единичный уровень сигнала - схема вернулась в исходноесостояние.Таким образом, при поступлениитактовых импульсов с генератора 24 навыходах триггеров 22 и 23 могут бытьследующие комбинации сигнало соответственно: 00; 01, 10, 11. При этомсигнал формируется на 1-,2-,3- и 4-мвыходах дешифратора 25, Следует отметить, что при включении питаниядопускается ложное срабатывание преобразователя, вносящее погрешность врезультат измерения + 1 дискрету преобразования, которая должна учитываться при обработке результатов измерения, формируемых на выходах элементов ИЛИ 18 и 21,Из описанного следует, что преобразователь с приходом сигнала от любого фотоприемника переходит в такоесостояние, при котором ожидается поступление сигнала либо от последующего, либо от предыдущего фотоприемников, при этом формируется сигналлибо на выходе элемента ИЛИ.18, либона выходе элемента ИЛИ 21 соответственно.Период следования импульсов с генератора 24 должен быть не большедлительности импульсов формирователейфотоприемников 4-6 при максимальнойскорости перемещения экрана 3. Еслипри включении питания триггеры 22 и23 окажутся оба в единичном состоя.нии, то на четвертом выходе дешифра-./ 5 Тираж 872 ВНИИПИ Государственног по делам изобретении 113035, Москва, К, Рауш, .д. ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 или тора 25 установится единичный уровень сигнала, который переключит триггеры 22 и 23 в нулевое состояние.Технико-экономический эффект изобретения заключается в том, что получая предельную разрешающую способность, равную разрешающей способности преобразователя перемещения в код с одной парой излучателя и фотоприемника, которая выше разрешающей способ" ности известного преобразователя 5 в три раза, предлагаемый преобразователь отрабатывает реверс и при этом защищен от ложных срабатываний.