Преобразователь перемещения в код

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК А 1 09) (11) аэ 4 Н 03 М 126 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГННТ СССР(56) Авторское свидетельство СССР У 1166304, кл, Н 03 М 1/24, 1984.Авторское свидетельство СССР У 1239865, кл. Н 03 М /26, 984. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯВ КОД(57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для цифрового измерения линейных и угловых перемещений элементов следящего привода станков, подвижных частей приборов и т.п, Цель изобретения - повышение быстродействия преобразователя, для чего ,в преобразователь перемещения в код,2содержащий кодирующий элемент 1, считывающие .элементы 2, две группы Э по три элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 4, введены шгруппы 3 по три элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ в каждой, две группы по ш элементов И-НЕ 5 и 7, ш-входовый элемент И-НЕ 6 и сумматор 8. Цель достигается тем, что расположенные вдоль кодирующего элемента 1 считывающие элементы.2 подключают по четыре к группам 3, коды, снимаемые с каждых четырех считывающих элементов 2, преобразуют группами элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 4 в двоичный арифметический код независимо друг от друга, полученные коды суммируют и корректируют в сумматоре 8, используя для этого элементы И-НЕ 5, 6 и 7, формирующие соответствующие разряды. 3 ил., 1 табл.Изобретение относится к измери, тельной технике и может быть использовано для цифрового измерения линейных и угловых перемещений элементовследящего привода станков, подвижных частей приборов и т,п,Цель изобретения - повышение быстродействия преобразователяНа фиг.1 приведена функциональнаясхема преобразователя для 4 ш считывающих элементов; на фиг.2 - егофункциональная схема для четырехраз-.рядного (наименьшего) выходного кода,когда р=4, ш=2; на фиг.3 - временныедиаграммы работы четырехразрядногопреобразователя,Преобразователь перемещения в кодсодержит кодирующий элемент 1 с периодом д и равными пассивными и активными участками. Вдоль кодирующегоэлемента 1 установлено 4 ш = 2Р-(фиг.2), количество 4 ш считывающихэлементов 2 равно восьми, а количество групп 3 элементов ИСКЛЮЧАЮПЕЕИЛИ 4 равно 2К каждой из групп 3подключено по четыре считывающих 40элемента 2: к входам элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 4 первой группы 3-1 подключены считывающие элементы 2-1,2-3, 2-5, 2-7, а к входам элементовИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИХП 1 4 группы 3-2 - считы 45вающие элементы 2-2, 2-4, 2-6, 2-8,Отсюда видно, что все считывающиеэлементы 2 условно могут быть представлены в виде ш групп по четыресчитывающих элемента 2 в каждой группе с порядковыми номерами Е, 1+ш,501 с+2 ш.и 1 с+Зш. Группы 3 элементовИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 4 осуществляют преобразование позиционного кода, снимаемого с чувствительных элементовв трехразрядные двоичные арифметичес 55кие коды. При перемещении считывающих элементов 2-1 - 2-8 относительнокодирующего элемента 1 вверх (по чертежу), что соответствует увеличениюкодов, формируются коды первой (элементы 2-1, 2-3, 2-5 и 2-7) и второй(элементы 2-2, 2-4, 2-6 и 2-8) группсчитывающих элементов 2, Коды первойгруппы показаны в графе 2 таблицы;соответствующие им трехразрядныедвоичные арифметические коды на выходе группы 3-1 в графе 4 таблицы.Коды второй группы считывающих элементов 2 и соответствующие им трехразрядные двоичные арифметическиекоды на выходе группы 3-2 показаныв графах 3 и 5. К этим трехразряднымкодам добавляется четвертый (старший)разряд, формируемый двухвходовымиэлементами И-НЕ 7-1 и 7-2, получившиеся четырехразрядные коды подаютсяв качестве слагаемых на сумматор 8При наличии единиц в двух старшихразрядах на выходе какой-либо изгрупп 3-1 или 3-2 (строки 12-16 таблицы) на выходе соответствующегоэлемента И-НЕ 5 появляется лог. "О",1а на выходе элемента И-НЕ 6 - лог."1", Эта единица поступает на однивходы элементов И-НЕ 7-1 и 7-2,вследствие чего для сигналов, подаваемых на их другие входы, элементы И-НЕ 7-1 и 7-2 становятся инверторами. Таким образом, в этомслучае четвертые (старшие) разрядыслагаемых представляют собой инверсию третьего разрядного выхода соответствующей группы 3. Посколькувсе единицы четвертого разряда равен восьми, этим достигается увеличение соответствующего слагаемогои, следовательно, суммы на числовосемь. Если ни одна из групп 3 йеимеет на выходе единиц одновременнов двух своих старших разрядах (строки 1-11 таблицы), то на выходах элементов И-НЕ 5-1 и 5-2 Формируютсяединицы, а на выходе элементаИ-НЕ 6 - лог. "О", который подаетсяна первые входы элементов И-НЕ 7-1и 7-2, вследствие чего на их выходахустанавливаются лог."1" независимоот значений логических переменныхна вторых входах элементов И-НЕ 7-1и 7-2. Таким образом, на вход сумматора дополнительно подается число шестнадцать (в общем случае 8 ш),которое равно 2"(в общем случае 2 )и находится за пределами разряднойсетки 4-разрядного (в общем случаер-разрядного кода. На величину суммы50 55 5 15224результатов преобразования, т,е,на значение выходного кода, дополнительные четвертые разряды слагаемых влияния не оказывают. Посколькугруппы считывающих элементов 2 смещены одна относительно другой наквант преобразования, вес младшегоразряда выходного кода (кода навыходе сумматора 8) равен квантупреобразования. При этом, как видно из таблицы, значение кодов считывающих элементов 2 в каждой группеостается неизменным на протяжениидвух (в общем случае ш) квантов преобразования. Благодаря этому расширяется допуск на изготовление кодирующего элемента 1 и расположениесчитывающих элементов 2,допуск на изготовление кодирующего элемента 1 и на расположение считывающих элементов 2, при которомпреобразование происходит без сбоев,определяется расстоянием между считывающими элементами 2 в группе25за вычетом целого числа А периодовй (фиг. За), а также величиной Вперемещения от кода 011 щ-й группысчитывающих элементов 2 до кода110 первой группы в направлении увеличения кодов (на фиг. За, б). Приуменьшении количества считывающихэлементов 2 в группе и соответствующем увеличении числа групп величинаА увеличивается, а В уменьшается, апри увеличении количества считываю 35щих элементов 2 в группе - наоборот,Уменьшение величины А приводит квозрастанию вероятности сбоя припреобразовании кода считывающих элементов 2 в двоичный арифметический,а уменьшение величины В повышает вероятность сбоя из-за того, что числовосемь. добавлено к выходной суммене там, где требуется, а именно натом участке диапазона кодирования,где и без того естественное чередование кодов не нарушается. Наивыгоднейшим количеством считывающих элементов в группе является такое, при котором величины А и В минимально отличаются одна от другой, Это достигается при четырех считывающих элементах 2 в группе независимо от числа выходных разрядов и общего количества считывающих элементов 2,Выполнение преобразователя только на комбинационных схемах обеспечивает его высокое быстрод йст"ие. 03 6Формула изобретенияПреобразователь перемещения в код, содержащий кодирующий элемент с чередующимися с периодом Й пассивными и активными участками равной длины, 4 ш расположенных вдоль .него с шагом.1Й(1 + -1) считывающих элементов, где ш=2, 1 О, 1, 2, -целое число; р Ъ 4 - разрядность выходного двоичного арифметического кода преобразователя, две группы элементов ИСКЛЮЧАЮПЕЕ ИЛИ, в каждой из которых число элементов ИСКЛЮЧА 0 ПЕЕ ИЛИ равно .трем, выход первого считывающего элемента соединен с первым входом первого элемента ИСКЛ 10 ЧАЮЩЕЕ ИЛИ первой группы, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения быстродействия преобразователя, в него введены шгруппы по три элемента ИСКЛЮЧАЮПЕЕ ИЛИ в каждой, две группы по т элементов И-НЕ в каждой, т-входовый элемент И-НЕ и сумматор, в каждой группе элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ выходы первого и второго элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединены с входами третьего .элемента ИСКЛЮЧА 01 ЦЕЕ ИЛИ, первые входы первых элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, остальных групп элементов ИСКЛ 0 ЧА 0 ЩЕЕ ИЛИ подключены к выходам соответствующих, кроме первого, Е-х считывающих элементов, где 1 = 1,. ш - порядковый номер первых ш считывающих элементов, выходы (1 + и)-х считывающих элементов соединены с первыми входами вторых элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соответствующих групп, выходы (1 + 2 ш)-х считывающих элементов соединены с вторыми входами первых элементов ИСКЛ 1 ОЧА 10 ЩЕЕ ИЛИ соответствующих групп, выходы (1 с + Зш)-х считывающих элементов соединены с вторыми входами вторых элементов ИСКЛЮЧА 10 ЩЕЕ ИЛИ соответствующих групп, второй вход и выход второго элемента ИСКЛЮЧА 01 ЕЕ ИЛИ каждой группы соединены с входами соответствующего элемента И-НЕ первой группы, выходы элементов И-НЕ первой группы соединены с входами ш-входового элемента И-НЕ, первые входы одноименных элементов И-НЕ первой и второй групп объединены, выход ш-входового элемента И-НЕ соединен с вторыми входами элементов И-НЕ второй группы, выходы третьих и вторых элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ1522403 всех групп и выходы элементов И-НЕвторой группы соединены с входами сумматора, выходы которого являютсявыходами преобразователя. Код на выходе Код на выходе Первое слагаепервой группы второй группы мое на входеЗ-) Э-г сумматора 8 Помер Код второйгруппы ЧЭ 2 Код первойгруппы ЧЭ 2 Второе сла- Суммагаемое на входе сумматора В 24 Я 1 2 Э 4 5 6 7 8 9 10 11 12 33 34 )5 16 ОООО 000 0003 0013 001 0111 О 11 )11 1)1 1 О 1) 10 3100 3100 1000 1000 0000 ОООО 0000 000 0001 0011 0011 0111 О) 111 11 130 1110 1300 100 3000 3000 000 003 001 010 010 О 1 О 11 00 00 101 301 30 310 111 111 000 ООО ООО, 003 001 ОО 010 011 011 300 100 10 103 1 О 110 111 111 1000 1001 1001 1010 1 ОО 1011 011 1100 3100 1 01 101 О 10 0)30 011) 0331 1000 1000 0000 1000 000 3001 0030 3001 0011010 0100 10)0 О 01 301 1 03 О 103 1 01 11 300 1000 3100 1001 110) 0)0 0103 10 1 03 10 3100 0110 3 101 0111 31 О 0111 31111522403 одписн СоставителРедактор М.Петрова Техред Л. аказ 6979/56 Тираж 884 НИИПИ Государственного комитет 113035, Москва, оиэводственно-издательский Е,Бударинаийнык Корректор М,Максимищинец по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР