Способ преобразования перемещения в код и устройство для его осуществления

(19) (1) 51)5 Н 03 М 1/24 ОПИСА й АВТОРСНО СВИДЕТЕЛЬСТ электр Фотоэлектнформации. с. 178-182,др ли 74 во СССР24, 1986. ЩЕ уИЯ ПЕР ЛЯ ЕГО СОБ ПРЕОБРАЗОВА Д И УСТРОЙСТВО Д ИЯбретение относи ычислительной т ользовано в сис правления станка авления телескоп(57) Изтике и ся к автомахнике и може емах пр и, в си ми. Цел ыть теого ю мах упр Изобретение сится к автоматиреобраэования пеержит измерительорный диск 2, ис- фотоприемники можетрограмистемах истема ть использовано многоуправл ые усил реобраз тели 8атель12 сра е точия в ности и 1, блок ь 13 им код. На фиг,1 прив схема устройстваьсов, ный в урнаязовани ена стру преоб Фиг,инцип лок вычитания ко выполн для виде пост нного запомина4, блоки п ненные в в его уст- образова диа оты роистна (ПЗУ) 1ния кода, выпол янных запоминаю пос то(ПЗУ) х чс ист ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Институт радиофизикники АН АрмССР(56) Преснухин Л.Н. ирические преобразоватеМ.:,Машиностроение, 19рис 93Авторское свидетельст1 1311023, кл. Н 03 М 1/ ке и вычислительнои технике равления станками, вия телескопами.изобретения - повышенеобразования перемеще перемещения в код; грамма, поясняющая устройства,изобретения является повышение точности преобразования перемещения в код. Цель изобретения достигается за счет исключения влияния технологических погрешностей, таких как несоосность центра индикаторного диска и оси вращения, биение измерительного диска, неточность изготовления дисков, которые приводят к отклонению фазового сдвига между первым и вторым аналоговыми электрическими сигналами, снимаемыми с дифференциальных усилителей, от идеального значения, равного 7 /2. Для этого в процессе преобразования из первого и второго аналоговых электрических сигналов формируют шестой аналоговый электрический сигнал, сдв нутый относительно, первого аналогово го электрического сигнала строго на и /2, из этих двух сигналов форми(юруют код перемещения. 2 ил.1 Устройство для ремещения в код со ный диск 1, индика точник 3 излучения 4-7, дифференциаль аналого в цифров п15, 16, инвертирующий усилитель 17, коммутатор 18, цифроаналоговые преобразователи (ЦЛП) 19 и 20, сумматор 21 и блок 22 Формирования кода,Измерительная дорожка измерительного диска 1 выполнена в виде чередующихся прозрачных и непрозрачных участков, образующих растр.Устройство для преобразования пе ремещения в код реализует способ преобразования следующим образом.При перемещении измерительногодиска 1 относительного индикаторно" го диска 2 излучение источника 3, модулированное сопряжением растра измерительного диска 1 со щелями индикаторного диска 2, попадает на фотоприемники 4-7. Так как щели индикаторного диска 2 сдвинуты друг 20 относительно друга на величину ЧЬ+ +1/4), где Я - шаг растра, Е - целое число, то на выходах Фотоприемников 4-7 Формируются гармонические сигналы, сдвинутые друг относительно 25 друга на величину, близкую к /2, поступающие на входы дифференциальных усилителей 8, 9, на выходах которых Формируются симметричные относительно нуля первый и второй аналоговые электрические сигналы О, я 1 п 8 и ц соя(И + Ц) (Фиг.2), где 13 щ -О 3амплитуда сигнала, 0 - Фазовый угол, соо,ветствующий перемещению (в данном случае он равен углу поворота в прецелах шага растра измерительного диска 1),- Фазовый сдвиг, обусловленный технологическими погрешностями, такими, как несоосность центра индикаторного диска 2 с осью враще- . 40 ния, биение измерительного,циска 1, неточности изготовления дисков 1,2.Допустим, что в конкретном случае второй аналоговый электрический сигнал отстает по Фазе от идеального на величину Ц , т.е. он равен П,п соя(8 - , Этот сигнал преобразуют с помощью ЛЦП 10 в код И = = 1 викс соя(8 - С), где Имаме максимальный код на выходе ЛЦП 10. Одновременно первый и второй аналоговые электрические сигналы сравниваются в блоке 12 сравнения и в моменты их равенства (углы 6, и Она фиг 2) формирователь 13 Формирует импульс за 55 писи, по которому в регистр 11 записывается код Мсоответствующий значению второго аналогового электрического сигнала Бсоя (О в ( ). В ПЗУ 14, запрограммированном по законур аД11 1 сгде М - код, соответствующий функцииагсяп 9,1 ОИ - код, соответствующий функ.7ции агссоя(О +(,,по значению кода И формируется кодИ, соответствующий сдвигу фаз Ч),обусловленному технологическими погрешностями. Код Ю в ПЗУ 15 преобразуется в код, соответствующий функциисоя Вд1, где выражением соя Ие ояобозначен код, соответствующий соя(,а в ПЗУ 16 код Ыр преобразуется в код,соответствующий Функции Сд 11, гдевыражением 1:р Ир обозначен код, соответствующий То. Первый аналоговый электрический сигнал инвертирующим усилителем 17 преобразуется втретий аналоговый электрический сигнал, который вместе с первым поступает на информационные входы коммутатора 18, на управляющий вход которого поступает логический сигнал свыхода знакового разряда ПЗУ 14, который равен нулю при И(0 и единицепри И) О. В рассматриваемом случаеЫ О, так как Ц - (О-=ф)0.Поэтому на управляющем входе ком=мутатора 18 будет присутствовать сигнал логической "1", пропускающий навход третий аналоговый электрическийсигнал с выхода инвертирующего усилителя 17, т.е. Б и;яю 6, поступающий на аналоговый вход ЦЛП 19, нацифровые входы которого с выходов ПЗУ15 поступает код ср М 1, соответствующий й 8 . При этом на выходе ЦАП19 Формируетс 1 пятый аналоговый электрический сигнал Б ц Л= -Ц я хп О "1 с ч.Второй аналоговый электрическийсигнал Бп соя(6 - ) с выхода дифференцированного усилителя 9 поступает на аналоговый вход ЦАП 20, нацифровой вход которого поступает кодс выхода ПЗУ 16 и формируется четвертый аналоговый электрический сигналЦ =Ц соя-) ( -- 1),1ибера п сояуСигналы с выходов ЦАП 19, 20 и сигнал Б,соя(6 вс выхода дифференциального усилителя 9 поступает на входы сумматора 21, на выходе котоТаким образом, на выходе сумматора 21 формируется сигнал, сдвинутыйотносительно первого аналогичногосигнала на 11/2, В том случае, когдафазовый сдвиг второго аналоговогосигнала равен нулю = О), код Иуна выходе ПЗУ 14 равен нулю. Следовательно, равны нулю коды на выходахПЗУ 15, 1 б и соответственно напряжение на выходах ЦЛП 19, 20, Поэтомуна входы сумматора 21 и на вход блока 22 Формирования кода поступаетсигнал Псоя 6. В случае, когда Фазовый сдвиг второго аналогового электрического сигнала положителен, т,е,он равен П соя(д+Ч (фиг,2), на выходе знакового разряда буцет присутствовать сигнал логического "О" навыход сумматора 18 пройдет первыйаналоговый электрический сигналП я 1 п 8 с выхода дифференциальногоусилителя 8,Следовательно, на выходе ЦАП 19сформируется сигнал рого формируется шестой аналоговыйэлектрический сигнал1П =0 соя(Я-СЮ) +П соя-д) (- ---в ( М 1 соя(- 1)-П яьп 6 с 8 И = П сояО,Щ 7 "1 ч 0 = Пп, Яп 9(8(,ЦЯО 1тогда на выходе сумматора 21 сформируется сигнал П =П сояЯ+(+П соя(6+9) ( -- -1)+1М г(1со я(1+П я 1 п 1.( С 8( = П сияО.Щ Сигналы П, соя 0 с выхода сумматора .21 и П я 1.п 6 с выхода дифференциальВного усилителя 8 поступают на вх ды блока 22 формирования кода, на выходах которого Формируется код, соответствующий перемещению. Блок 22 формирования кода представляет собой известный преобразователь синуснокосинусных сигналов в код и выпол - нен по принципу следящего уравновешивания.Таким образом, предложенные способ и устройство позволяют из сигналов с фазовым сдвигом, отличным от н/2, автоматически сформировать гармонические сигналы, сдвинутые строго на и /2, что приводит к повышению(Ъгточности. 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Формула изобретения Способ преобразования перемещения в код, основанный на преобразовании перемещ ния в первый и второй аналоговые электрические сигналы, сдвинутые друг относительно друга на угол7/2 + , где 1 в фазовый сдвиг, обусловленный технологическими погрешностями, формировании третьего аналогового электрического сигнала, сдвинутого относительно первого аналогового электрического сигнала на угол (1преобразовании второго аналоговогоэлектрического сигнала в код И, соответствующий функции соя ( 8 + ,где 1( - фазовый угол первого аналогового электрического сигнала, соответствующий перемещению и формированию кода перемещения, о .т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности преобразования, сравнивают первый и второй аналоговые (электрические сигналы между собой,код И, соответствующий моменту ихравенства, преобразуют в код И, соответствующий Функции агс яхп д, и вкод И 1 соответствующий функции(агссоя( О + Ц, вычитанием кода Ы коЭ Хда Иформируют код И, который преобразуют в код В , соответствующийфункции (- в- 1) и в код И сосояУответствующий функции сд(, Формируют четвертый аналоговый электрический сигнал, пропорциональный произвеlдению кода И и второго аналоговогоэлектрического сигнала, Формируютпятый аналоговый электрический сигнал, пропорциональный произведениюкода Ипервого аналогового электрического сигнала при отрицательномзначении кода Мч, и произведению кодаИ и третьего аналогового электрического сигнала при положительном значении кода И 1(, формируют шестой аналоговый электрический сигнал, пропорциональный сумме второго, четвертогои пятого аналоговых электрическихсигналов, а формирование кода перемещения осуществляют преобразованиемв код первого и шестого аналоговыхэлектрических сигналов,2. Устройство для преобразованияперемещения в код, содержащее источник излучения, оптически соединенный через растр измерительного диска,, и расположенные на расстоянии УЬ + + 1/4), где Ч - шаг растра измери-, тельного диска, Е - целое число, щели индикаторного диска с первым и вторым фотоприемниками, выходы которых соединены с первыми входами соответственно первого и второго дифференциальных усилителей, выход первого из которых непосредственно и через инвертирующий усилитель соединен с информационными входами коммутатора, третий и четвертый фотоприемники, выходы которых соединены с вторыми входами соответственно первого и второго дифференциальных усилителей, аналого-цифровой преобразователь, блок сравнения, первый блок преобразования кода и блок формирования кода, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, в него введены блок вычитания кода, второй блок преобразования кода, два цифроаналоговых преобразователя, сумматор, формирователь импульсов и регистр, третий и четвертый фотоприемники установлены против соответствующих щелей индикаторного диска, выход первого дифференциального усилителя соединен с первым входом блока формирования кода и с первым входом блока сравнения, второй вход которого подключенк выходу второго дифференциальногоусилителя, который соединен с аналоговым входом первого цифроаналоговогопреобразователя, первым входом сумматора и входом аналого-циФрового преобразователя, выходы которого соединены с информационными входами регистра, выход блока сравнения соединен с входом формирователя импульсоввыход которого соединен с входом записи регистра, выходы которого соединены с входами блока вычитания кода,знаковый выход которого соединен суправляющим входом коммутатора, выходкоторого соединен с аналоговым входом второго цифроаналогового преобразователя, числовые выходы блокавычитания кода соецинены с входамипервого и второго блоков преобразования кода, выходы которых соединеныс цифровыми входами соответственно 25 первого и второго цифроаналоговыхпреобразователей, выходы которых сое"динены соответственно с вторым и третьим входами сумматора, выход которого соединен с вторым входом блокаформирования кода.ри ГКНТ СССР арств 1о роизвоцственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагари 01 Зака ВНИИП Тираж 455 Подписное ного комитета по изобретениям и открытия 035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4(5