Преобразователь перемещения в код

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 5) к т ч а л иФорми ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПИ(72) А,А. Сталидзан и А,А. Страутс (71) Рижский ордена Трудового Красного Знамени политехнический инстит (53) 681.325(088,8)(56) 1. Авторское свидетельство ССС 9 1001137, кл. С 08 С 9/06, .1981.2, Авторское свидетельство СССР У 809285, кл. С 08 С 9/06, 1976 (прототип).(54)(57) 1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕ. - ЩЕНИЯ В КОД, содержащий блок питания, излучатели, оптически соединенные через кодовый элемент и щелевую диафрагму с фотоприемниками, выходы которых соединены с соответст- . вующими входами блока формирования выходного кода, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в него введены порогозадающие элементы, а щели .щелевой диафрагмы выполнены с шагом, ,обеспечивающим нониусное сопряжение кодового элемента и щелевой диафрагмы, первые выводы порогозадающих элементов объединены и подключены к. положительному выходу блока питания, вторые выводы.порогозадающих элементов подключены к первым выводам соответствующих Фотоприемников и к входам блока формирования выходного кода, вторые выводы Фотоприемников соединены с отрицательным выходом блока питания.2. Пре тобразователь по п. 1, о щ и й с я тем, что блок ния выходного кода содерЯО 1144134 жит по числу фотоприемников оптронные пары, усилители, компараторы,лючевые элементы, а также шифратор, два триггера, два распределителя и реверсивный счетчик, катод каждого излучателя оптронной пары соединен с соответствующим входом блока формирования выходного кода и, кроме последнего, - с анодом излучателя последующей оптронной пары, катод излучателя последней оптронной пары соединен с анодом излучателя первой оптронной пары, аноды и катоды приемников оптронных пар соединены с соответствующими входами одноименных усилителей, выход каждого усилителя через компаратор соединен с инверсным входом одноименного ключевого элемента и, кроме первого, с прямым. входам предыдущего ключевого элемента, выход первого компаратора соединен с прямым входом последнего ключевого элемента, выходы ключевых элементов соединены с.соответствующими входами шифратора, выходы первого и последнего ключевых элементов соединены с В -входами первого и второго триггеров соответственно и с первыми входами первого и второго распределителей, выходы второго и предпоследнего ключевых элементов соединены с 5 -входами первого и второго триггеров, выходы которых соединены с вторыми входами первого и второго распределителей соответственно, выходы которых сое- .динены с входами реверсивного с етчика, а выходы шифратора и реверсивного счетчика являются выходами пре" образователя.3 114Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для преобразования линейных и угловых положений объектов вцифровой код,Известен преобразователь перемещений в код, содержащий блок излучателей, оптически соединенный черезкодовую шкалу и щелевую диафрагму сфотоприемниками, суммирующий усилитель, формирователь и счетчик 11 .Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является преобразователь перемещения в код, содержащий блок питания, излучатели,оптически соединенные через кодовыйэлемент и щелевую диафрагму с фото 1 приемниками, выходы которых соединены с соответствующими входами блока формирования выходного кода 21,Однако известные преобразователихарактеризуются недостаточно высокой точностью. 15 Целью изобретения является повышение точности преобразователя перемещения в код.Поставленная цель достигается тем,то в преобразователь перемещения вкод, содержащий блок питания, излучатели, оптически соединенные черезкодовый элемент и щелевую диафрагмус фотоприемниками, выходы которыхсоединены с соответствующими входамиблока формирования выходного кода,введены порогозадающие элементы, а 3щели щелевой диафрагмы выполнены сшагом, обеспечивающим нониусное сопряжение кодового элемента и щелевой чены к полйкительнаму выходу блокапитания, вторые выводы порогоэадающих элементов лодключеиы к первымвыводам соответствующих фотоприемников и к входам блока формирования выходного кода, вторые выводы фото- приемников соединены с отрицательным выходом блока питания.Блок формирования выходного кода содержит ло числу фотоприемников оптронные пары, усилители, компараторы, ключевые элементы, а также шифратор,. два триггера, два распределителя и реверсивный счетчик, катод 55 каждого излучателя оптронной парысоединен с соответствующим входомблока формирования выходного кода и,кроме последнего, - с анодом излу-,диафрагмы, первые выводы порогозадающих элементов объединены и подклю- фф 4134 3чателя последующей оптронной пары, катод излучателя последней оптронной парь 1 соединен с анодом излучателя первой оптронной пары, аноды и катоды приемников оптронных пар соединены с соответствующими входами одноименных усилителей, выход каждого усилителя через компаратор соединен с инверсным входом одноименного ключевого элемента и, кроме первого, - с прямым входом предыдущего ключевого элемента, выход первого компаратора соединен с прямым входом последнего ключевого элемента, выходы ключевых элементов соединены е соответствующими входами шифратора, выходы первого и последнего ключевых элементов соединены с Й-входами первого и второго триггеров соответственно и с первыми входами первого и второго распределителей, выходы второго и предпоследнего ключевых элементов соединены с.3"входами первого и второго триггеров соответственно, выходы которых соединены с вторыми входами первого и второго распределите.-.лей соответственно, выходы которых соединены с входами реверсивного счетчика, а выходы шифратора и реверсивного счетчика являются выходами преобразователя.На фиг. 1 представлена структурнаясхема преобразователя перемещения в код; на фиг. 2 - структурная схема блока формирования выходного .кода.Преобразователь перемещения в код содержит кодовый элемент 1, щелевую диафрагму 2, излучатели 3, фотоприемники 4, порогозадающие элементы 5, блок 6 формирования выходного кода, в который входят усилители 7, оптронные пары 8, компараторы ,9, ключевые элементы 10, распределители 11, триггеры 12, шифратор 13, реверсивный счетчик 14, а также блок питания (не показан).Преобразователь перемещения в код работает следующим образом.Перемещение щелевой диафрагмы 2 относительно кодового элемента 1 приводит к неравномерному засвечиванию фотоприемников 4 излучателями 3 в силу нониусного выполнения щелей диафрагмы 2 и кодового элемента 1.Предположим, что четвертый сверху фотоприемник 4 полностью засвечен .излучателем 3. В результате точка 15 (фиг. 1 и 2) имеет наиболее низкий потенциал по сравнению с аналогичны1143ми точками 16 и 17. Следовательно, ток в катодных цепях фотоприемников 4 будет направлен от точки 16 к точке 15 и от точки 17 к точке 15. Направление тока в остальных цепях по 5 казано стрелками на фиг. 1 и 2. Точка 15 является единственной точкой, в которую входят токи. Этот признак используется блоком 6 формирования выходного кода (фиг. 2). Так, в це пях, расположенных вверх от точки 15 (фиг. 1 и 21 оптроны 8 находятся в проводящем состоянии, поэтому выходной положительный сигнал усилителей 7 близок к нулю, т.е. на входах ключевых элементов 10 через компараторы 9 поступают сигналы, соответствующие "0", а в цепях, расположенных вниз от точки 15, оптроны 8 находятся в запертом состоянии, выходной положительный сигнал усилителей 7 высокий, что соответствует сигналу дф на входах ключевых элементов 10. Срабатывать будет только тот из ключевых элементов 10 (т.е. на его выходе появится сигнал, соответствующий 1), у которого на одном входе будет сигнал, соответствующий "1", а на другом, - соответствующий "0". Такие входные сигналы могут быть .только у ключевого элемента 10, связанного с цепями, включающими наиболее освещенный фотоприемник 4. Выходной сигнал сработавшего ключево" го элемента 10, соответствующий "1", поступает на соответствующий вход шифратора 13, на выходе которого появляется числовой код в двоичной системе.Если сигналы, необходимые для40 срабатывания, поступают на ключевой элемент 10, связанный с входом "О" шифратора 13, то может сработать первый распределитель 11, но при условии, если предыдущим был включен ключевой элемент 10, связанный с45 входом "7" шифратора 13, т.е. если первый триггер 12 на прямом выходе имеет сигнал, соответствующий "0",4134 4При срабатывании первого распределителя 11 на вход,"+" счетчика 14 поступает импульс, Счетчик 14 этот импульс суммирует. Аналогично, еслисигнал, необходимый для срабатывания,поступает на ключевой элемент 10,связанный с входом "7." шифратора 13,то может сработать второй распределитель 11, но при условии, если предыдущим был включен ключевой элемент10, связанный с входом "0" шифратора 13. При этом импульс поступает навход "-" счетчика 14, Входы "1" и,обоих триггеров 12 с целью гашенияинформации на них,Цифровой код в двоичной системесчисления, характеризующий величинуперемещения кодового элемента 1, составляется из низших разрядов, сформированных сигналами на выходе шифратора 13, старших разрядов - сигналами на выходе реверсивного счетчика14, Компараторы 9 необходимы дляобеспечения стабильного срабатыванияэлементов схемы.Порогозадающие элементы 5 должныбыть регулируемыми, так как изменением их сопротивления можно скомпенсировать разброс параметров фотоприемников 4. Щели кодового элемента 1имеют шаг а, а щели щелевой диафрагмы 2 имеют шаг, отличающийся от а, иего величина определяется точностьюпреобразователя. Так, если требуемая точность должна быть равна 0,1 а, то шаг между щелями щелевой диафрагмы 2 может иметь одно из значений О,9 а, 1,9 а, 2,9 а и т.д. или 1,1 а, 2,1 а, 3,1 а и т.д. В таком случае на щелевой диафрагме 2 должно быть всего 10 щелей. Поскольку в предлагаемом преобразователе используется двоичная система счисления, то на щелевой диафрагме 2 выполнено 8 щелей, расположенных с шагом 2,875 а. Точность отсчета при этом равна 0,125 а.Патент ул, Проектная,о каз 934/41 Тираж 872ВНИИПИ Государственно по делам изобретений113035, Москва, Ж, Рау Подписнокомитета СССРи открытийская наб., д, 4/5