Преобразователь перемещения в код

(50 4 Н 03 ПИСАНИЕ И ОБРЕТЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Институт электроники АН БССР(56) Авторское свидетельство СССРР 1049946, кл . С 08 С 9/06, 1984.Патент Великобритании В 1574439,С 4 Н, опублик. 1980.(57),Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и предназначено для испопьзования в цифровых системах обработки линейных перемещений. Целью изобретения является повьппение точности преобразователя. С этой целью в преобразователь введены триггер, формирователь импульсов, элемент ИЛИ-НЕ, регистр и сумматор, а растр выполнен с числом щелей И=ш Т/Ь, период которых равен ТР=Тп+БЬ, где Ь - дискретность преобразования, Т - период линейки фотоприемников, ш, и, Я - натуральныечисла, щели растра выполнены на расстоянии Ь 5-ЬТ где й - расстояниемежду растром и линейкой фотоприемников, Ъ " длина волны излучения,линейка фотоприемников выполнена сш различными по длине, участками, причем ш=(П-Й)Ь/ТТ, где Р - длина линейки фотоприемников, Й - диапазонизмерения. При освещении линейки 3фотоприемников на их выходах формируются сигналы, пропорциональные величине перемещения растра 2. Опрослинейки 3 осуществляется импульсамис генератора 12 через блок 4 элементов И, В случае, если сигнал с выхода усилителя 5 превысит пороговыйуровень, триггер 6 переходит в другое состояние и дает команду записив сумматор 1 О числа с выхода счетчика 11, пропорционального порядковомуномеру опрашиваемого фотоприемникалинейки 3 и записанного в счетчике11 по команде блока 3 управления.Сигналы с выхода усилителя 5 периодически дают команду регистру 7 от1277393слеживать код счетчика 11, тем самым на выходе сумматора 10 формируется формировать в сумматоре 10 порядко- код, значения которого пропорциональвые номера опрашиваемых фотоприемни- ны перемещению растра 2, После опроков. Сигналом с триггера 6 формирова- са всех фотоприемников линейки 3 тель 8 формирует команду сумматору блок 13 управления закрывает блок 10 для записи каждый раэ кода с вы и возвращает преобразователь в хода регистра 7, который. суммируется исходное состояние. 4 з.п. Ф-лы, с кодом счетчика 11. Таким образом, 4 ил.Изобретение относится к автоматике и может быть использовано дляцифрового измерения линейных перемещений.Цель изобретения - повышение точности преобразователя,На Фиг.1 представлена структурнаясхема преобразователя; на фиг,2структурная схема сумматора; нафиг.3 - структурная схема блока управления; на фиг,4 - временные диаграммы работы преобразователя.Преобразователь содержит блок 1осветителей, растр 2, линейку 3 фотоприемников, блок 4 элементов И,усилитель 5, триггер 6, регистр 7,Формирователь 8 импульсов, элементИЛИ-НЕ 9, блок 10 суммирования счетчик 11, генератор 12 импульсов блок13 управления. Блок 10 суммированиясодержит блоки 14 и 15 ключей сумматор 16, регистр 17, элемент ИЛИ-НЕ18 и элемент 19 задержки. Блок 13управления содержит формирователь20 импульсов, триггер 21, элемент25ИЛИ-НЕ 22 и элемент И 23.Преобразователь работает следующим образом.Свет из блока 1 поступает последовательно на сопряженные растр 2и линейку 3 Фотоприемников. Во всем. диапазоне измерения они располагаются таким образом, что оптическиесигналы от всех щелей растра 2 попадают на Ьптические входы линейки 3, 35При включении питания сигналом установки с блока 13 устанавливаются висходное состояние блок 1 О, счетчик11, триггер 6. По сигналу (Фиг.4,поз.24) на выходе блока 13 устанавливается потенциал (Фиг.4, поз.25),открывающий блок 4. При этом сигналы опроса поступают с генератора 12 на соответствующие входы линейки 3.Сигналы на выходе линейки 3 появляются синхронно с сигналами опроса второй Фазы (Фиг.4, поэ.26), Одновременно последние сигналы поступают из блока 13 на вход счетчика 11, который фиксирует порядковый номер опрашиваемого Фотоприемника линейки 3. На выходе усилителя 5 фиг,4, поз.27) появляются сигналы, когда на его входе 110 . По первому сигналу триггер 6 переходит в другое состояние и своим потенциалом записывает в блок 1 О с выхода счетчика 11 число, соответствующее порядковому номеру Фотоприемника линейки 3, находящегося на переднем фронте,светового поля первой щели растра 2 (Фиг,4, поз.28). При сканировании светового поля первой и последующими щелями растра 2 сигналы с, выхода усилителя 5 поступают на вход регистра 7, который отслеживает код, находящийся на выходе счетчика 11. По окончании сканирования текущей щели последним в регистр 7 записывается номер фотоприемника линейки 3, находящегося на срезе сканируемого светового поля.Сигналом с выхода триггера 6 запускается формирователь 8, который формирует сигнал длительностью, превосходящей время сканирования текущего светового поля. По,срезу выходного сигнала формирователя 8, поступающего на вход блока 1 О, в последний поступает код с регистра 7 (фиг.4, поз,29), который суммируется с находящимся там числом. Одновременно выходной сигнал формирователя 8 поступает через элемент 9,на вход393 3 277триггера 6 и возвращает его в исходное состояние.При опросе фотоприемников линейки3, выходные сигналы которых составляют оптическое изображение другихщелей, работа преобразователя аналогична описанной,Сигналы опроса второй Фазы генератора 12 поступают одновременно навход блока 13, который после опроса 10всех Фотоприемников линейки 3 закрывает блок 4. В результате после опроса в блоке 1 О формируются сигналысуммы порядковых номеров фотоприемников, которые находятся на фронтах 15и срезах световых полей щелей растра2. Сдвиг растра 2 на величину 6 относительно линейки 3 приводит к изменению двух порядковых номеров (приш=1) указанных Фотоприемников, т.е, 20содержимое регистра 17 блока 1 О изменится на два. Это содержимое (исключая младший разряд при тп=1) является кодом положения растра 2 относительно линейки 3. При щ)1 увеличивается число младших разрядов регистра 17, не участвующих в получениивыходного кода они могут быть использованы для получения статистических данных). 30Блок 13 управления осуществляетработу управлением преобразователяпо слецуюцему алгоритму.При включении питания формирователь 20 Формирует импульс установки,который поступает на счетчик 11, через элемент 22 - на триггер 21 и устанавливает их в исходное состояние.При появлении на входе сигнала "Запуск" (Фиг3) триггер 21 перебрасывается и открывает элемент 23. Сигналы опроса второй фазы с выходагенератора 12 поступают на вход счетчика 11. После просчета заданногочисла импульсов счетчик 11 вырабатывает импульс сброса, который черезэлемент 22 устанавливает триггер 21в исходное состояние,Формирование выходного кода осуществляется в блоке 10 следующим образомм,При подаче на вход регистра 17 сигнала установки (Фиг,2) он устанавливается в исходное состояние. В момент появления на входах блоков 14 и 15 тактовых сигналов они пропускают на входы сумматора 16 коды с выходов регистра 7 и счетчика 11. Сумматор 16 постоянно отслеживает сумму чисел на своих входах. Полученная сумма записывается в регистр 17. Команда на запись в него подается с тактовых входов через элементы 18 и 19. Таким образом на выходе регистра 17 формиоуется код, пропорциональный перемещению линейки 3 фотоприемников или растра 2 относительно блока 1,В преобразователе изменение порогового напряжения Оне влияет на точность работы, что указывает на нечувствительность схемы преобразователя к изменению мощности излучения блока 1.увеличение числа отсчетов ш, получаемых на разных участках линейки 3 в одном цикле измерения, увеличивает помехозащищенность преобразователя за счет усреднения результата измерения. Формула изобретения 11. Преобразователь перемещения в код, содержащий расположенные на одной оптической оси блок осветителей, растр и линейку фотоприемников, выход которой соединен с первым входом усилителя, второй вход которого соединен с источником опорного напряжения, генератор импульсов, выходы которого соединены с группой входов блока элементов И, выходы которого соединены с управляющими входами линейки Фотоприемников, счетчик, выход которого соединен с первым входом блока управления, первый выход которого соединен с управляющим входом блока элементов И, о т л и ч а ю - ц и й с я тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в него введены триггер, формирователь импульсов, элемент ИЛИ-Ю, регистр и блок суммирования, растр выполнен с числом щелей, равным И=тпрр Т/, период Т которых равен ТР=Тп+Ял, где Л - дискретность преобразования, Т - период линейки фотоприемников, гп, и, Б - натуральные числа, один выход генератора импульсов соединен с вторым входом блока управления, третий вход которого является входом запуска, второй выход соединен с первыми входами элемента ИЛИ-НЕ и счетчика, установочным входом блока суммирования, а третий выход соединен с вторым входом счетчика, инфор 5 12/ мационные выходы которого соединены с информационными входами регистра и с первой группой информационных входов блока суммирования, выходы регистра соединены с второй группой информационных входов блока суммирования, выход усилителя соединен с управляющим входом регистра и первым входом триггера, выход которого соединен с первым тактовым входом блока суммирования и с входом формирователя импульсов, выход которого соединен с вторым тактовым входом блока суммирования и с вторым входом элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с вторым входом триггера.2. Преобразователь по п.1, о т - личающийся тем,чтоблок суммирования содержит первый и второй блоки ключей, элемент ИЛИ-НЕ и элемент задержки, сумматор и регистр, группа информационных входов первого блока ключей является первой группой информационных входов блока, группа информационных входов второго блока ключей является второй группой информационных входов блока, дополнительный вход первого блока ключей объединен с первым входом элемента ИЛИ-НЕ и является первым тактовымвходом блока, дополнительный вход второго блока ключей объединен с вторым входом элемента ИЛИ-НЕ и является вторым тактовым входом блока, выходы первого блока ключей объединены с соответствующими выходами второгоблока ключей и соединены с первой группой входов сумматора, выходы ко 7393 бторого соединены с группой входоврегистра, выходы которого соединеныс второй группой входов сумматора иявляются выходами блока, выход элемента ИЛИ-НЕ через элемент задержкисоединен с первым входом регистра,второй вход которого является установочным входом блока.3. Преобразователь по п.1, о т - ,10 л и ч а ю щ и й с я тем, что блокуправления содержит формировательимпульса, элементы И и ИЛИ-НЕ, триггер, первый вход элемента ИЛИ-НЕ является первым входом блока, второй 15 вход соединен с выходом формирователя импульса и является третьим выходом блока, а выход соединен с первымвходом триггера, второй вход которого является третьим входом запуска 20 блока, выход триггера является первым выходом блока и соединен с первым входом элемента И, второй входкоторого является вторым входом блока, а выход - вторым выходом блока.25 4. Преобразователь по п.1, о т -л и ч а ю щ и й с я тем, что щелирастра выполнены на расстоянии1,5-6, где Ь - расстояние междурастром и линейкой фотоприемников, 30 Э - длина волны излучения.5. Преобразователь по п.1, о т -л и ч а ю щ и й с я тем, что линейка Фотоприемников выполнена с шразличными по длине участками, приЮ-Й) 635 чем т = в в , где 0 - длина линейки фотоприемников, Й - диапазон измерения.1277393 ь Зама Р РдлюуУ ю дюсе 7 Р г 4 6760/57 Тираж 816ВНИИПИ Государственного комитета Спо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж,Раушская наб Подписное ак д, 4/5 олиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Производствен Составитель Ю.КотовРедактор М.Петрова Техред Д,Олейник Корректор С.Шекм