Устройство для определения положения объектов

(я)5 6 06 К 9/36 ТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВ ЕТЕЛЬСТ ский. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР САНИЕ ИЗОБР(71) МОсковский институт инженеров граждэнской авиации(56) Авторское свидетельство СССРМ 968832, кл. (3 06 К 9/46, 1982,Авторское свидетельство СССРМ 1269163, кл, 6 06 К 9/36. 1985. Изобретение относится к автоматике, в частности к устройству для определения положения объектов, и может быть использовано в измерительных системах. Цель изобретения - повышение быстродействия устройства,На фиг.1 представлена блок-схема поедлагаемого устройства; на фиг.2 - пример конструктивного выполнения дешифратора.Устройство содержит блок 1 формирования сигналов считывания, включающий источник 2 света, растровую шкалу 3, кодовую шкалу 4, фокусирующий элемент 5, формирователь 6 сигналов изображения и формирователь 7 кодов, генератор 8 импульсов, первый 9 и второй 10 регистры, дешифратор 11, первый 12 и второй 13 блоки памяти, коммутатор 14 и сумматор 15.Дешифратор(фиг,2) содержит элементы НЕ 16, И 17, НЕ 18 и И 19 и шифратор 20. 1714633 А 1 2(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЯ ОБЬЕКТОВ(57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах цифрового позиционирования подвижных объектов и измерительных системах, Цель изобретения - повышение быстродействия,. Поставленная цель достигается путем параллельного формирования сигналов изображения и исключения процесса формирования пачек импульсов, что обеспечивается введением последовательно соединенных дешифратора, второго блока памяти и сумматора, 2 ил. Устройство работает следующим образом.Растровая шкала 3, представляющая со- . бой плоскую пластину (или ленту) из прозрачного материала с нанесенными на нее непрозрачными. штрихами либо из непрозеиай рачного материала с прорезями, освещается с помощью источника 2 света. Лучи света, Ь проходя через прозрачные участки растро- О вой шкалы, воспринимаются фокусирую- (фЭ щим элементом 5, который проецирует Я изображение растровой шкалы на светочувствительную поверхность формирователя б. Выход каждого элемента формирователя 6 соединен с соответствующим разрядом д регистра 9. При записи информации в последний в разряды, соответствующие освещенным ячейкам (элементам) блока 6, записываются "единицы", в разряды, соответствующие неосвещенным (затемненным) элементам, - нулевые значения сигнала. Положим, что штрихи растровойшкалы - светлые (прозрачные), Тогда еди- дом ряду соответствует числу дорожек кодоничные значения записываются в те разря- вой шкалы 4, причем считывание информады регистра 9, которые соответствуют ции с каждой дорожки производится с элементам блока 6, на которые сроецирова- помощью двух элементов, Такая конструкны штрихи. Шаг нанесения штрихов выби ция формирователя принята для устранения рвется таким, чтобы он был меньше длины неопределенности в месте смены кода но- светочувствительной части формирователя мера штриха растровой шкалы, При этом на б, Номер каждого штриха закодирован с выходах элементов каждого ряда формиропомощью продольных дорожек на кодовой вателя 7 вырабатывается свой (отличный от шкале 4 и определяется в процессе считы другого) код. Эти коры различаются на гравания информации с помощью формирова- нице смены номера шага, Для определения теля 7, на выходах которого появляется код истинного значения кода номера шага прономера текущего штриха, находящегося в зо- изводится анализ первой (младшей) ячейки не формирователя. Значение величины (в формирователя 6 сигналов, В зависимости единицах длины), характеризующей положе от того, светлый это элементили темный (в ние каждого штриха на растровой шкале, соответствии с этим в младший разряд рехранится в блоке 12 памяти. Значения вели- гистра 9 записывается соответственно "1" чин (в единицах длины) расстояний (их об- или "0"), код номера шага считывается с щее количество совпадает с количеством одногоилисдругогорядаэлементовформиэлементов формирователя б сигналов изо рователя 7, Этот выбор производится с пображения) от края формирователя 6 до края мощью коммутатора 14.штриха хранятся в блоке 13 памяти. Таким На выходе генератора 8 импульсов пеобразом, зная номер текущего штриха и риодически формируется сигнал, поступаюасстояние(вколичествеэлементов)открая щий на синхровходы регистров 9 и 10. По рформирователя 6 до края штриха, можно 25 этому сигналу в регистр 10 записывается определить положение формирователя б (и содержимое сумматора 15, представляю- объекта) относительно растровой и кодовой щее собой величину положения объекта на шкал, т,е, искомое положение объекта. При предыдущем такте измерения, а в регистр 9 этом погрешность определения указанного записываются сигналы, сформированные положения не превышает значения(по дли на элементах формирователя б. При этом, не) двух шагов элементов формирователя 6 если на первый (младший) элемент формии не зависит от измеряемой длины. Кроме рователя 6 спроецировано изображение того, не предъявляется особых требований штриха (штрихи прозрачные), то в первом по точности к изготовлению растровой шка- (младшем) разряде регистра 9 записывается лы, так как после ее изготовления произво "1", которая, поступая на управляющий вход дится точное измерение расстояния коммутатора, коммутирует на его выходы. каждого штриха до начала растровой шкалы содержимое входов В коммутатора 14, Если с последующей записью полученных значе- первый элемент формирователя б не принийвблок 12 памятиианалогичноеизмере- надлежит проекции штриха, то в первый ние расстояний от края формирователя б до 40 (младший) разряд регистра 9 записывается края штриха (по элементам формирователя "0", коммутирующий на выходы коммутатоб) с последующей записью соответствую- ра 14 содержимое его входовА, Кодномера щих расстояний в блок 13 памяти. Так как шага с выхода коммутатора подается на адвся эта информация заносится в блоки по ресную шину блока 12 памяти, в котором по стоянной памяти (блоки 12 и 13), то она не 45 данному адресу записано значение расстотеряется при отключении питающего нэпря- яния от края растровой шкалы до края штрижения, что позволяет получить высокую на- ха (грубая составляющая измеряемого дежность устройства. расстояния), С шины данных блока 12 памяДля определения номера штриха рас- ти число поступает на первую группу входов тровая шкала совмещена с кодовой шкалой 50 сумматора 15,4, на которую нанесены кодовые дорожки, Одновременно совокупность значений при этом каждому штриху соответствует сигналов на элементах формирователя бзасвой двоичный код, формируемый совокуп- писанной в регистр 9, подается на входы ностью кодовых дорожек, который считыва- . дешифратора 11 (фиг.2), В последнем (на ется с помощью формирователя 7. Кодовая 55 элементах НЕ 16 и И 17 определяются номе- и растровая шкалы могут быть выполнены ра разрядов регистра 9, содержащих "1", на едином основании. при условии, что последующий разрядФормирователь 7 представляет собой (смежный, более старший) содержит "0" набор чувствительных элементов, располо- Так как длина счеточувствительной часженных в два ряда Число элементов в каж- ти формирователя 6 больше щага штрихов,то в принципе возможны ситуации, когдатаких сочетаний сигналов (в младшем разряде смежной пары "1", а в старшем "0")два. Неоднозначность, возникающая приэтом, устраняется с помощью элементов НЕ 518 и И 19.,В том случае,. когда среди младших разрядов регистра 9 обнаружена искомая пара значений смежных разрядов и свыхода соответствующего (одного из младших) элемента И 17 поступает единичный 10сигнал, этот сигнал, проходя через элементНЕ 18, нулевым значением закрывает всеболее старшие элементы И 19, запрещаяпрохождение через них (если это потенциально возможно) аналогичных сигналов с 15элементов И 17 старших разрядов,Таким образом, на входах шифратора20 присутствует (в единичном коде) номерпоследнего освещенного элемента формирователя 6, т.е, соответствующего краю 20штриха. Иначе говоря, совокупность. сигналов на входах шифратора 20 представляетсобой совокупность нулевых значений сигнала с единственным единичным значением место которого соответствует 25последнему(от края формирователя 6) возбужденному его элементу.Шифратор 20 преобразует единичныйкод в эквивалентный двоичный код, которыйподается на адресные входы блока 13 памяти, в котором в соответствующих ячейкаххранятся коды расстояний (в единицах длины) от начала формирователя 6 до краяштриха (последнего возбужденного элемента формирователя 6). 35С шины данных блока 13 памяти соответствующее число поступает на вторуюгруппу входов сумматора 15 (входы вычитаемого),В сумматоре 15 происходит вычитание 40из числа с первой группы входов числа навторой группе входов и, таким образом,формируется результирующий искомый код(в единицах длины), соответствующий точному положению объекта; С приходом следующего импульса от генератора 8 этозначение с сумматора 15 записывается в регистр 10, а в регистр 9 считывается новое текущее положение объекта; определяемое совокупностью значений сигнала элементов формирователя 6,Таким образом, в предлагаемом устройстве достигается существенно более высокое быстродействие, чем в известном устройстве, так как исключается процесс поочередного считывания и анализа разрядов регистра, связанного с формирователем сигналов изображения (оно в предлагаемом устройстве осуществляется параллельным методом), отсутствует процесС формирования пачек импульсов для каждого единичного значения сигнала, поскольку в соответствующем блоке памяти предлагаемого устройства сразу формируется соответствующий код,Формула изобретения Устройство для определения положения объекта, содержащее блок формирования сигналов считывания, первая группа выходов которого соединена с информационными входами первого регистра, синхронизирующий вход которого подключен к выходу генератора импульсов, соединенному с синхронизирующим входом второго регистра, выход которого является информационным выходом устройства, коммутатор, информационные входы которого подключены к выходам второй и третьей групп блока формирования сигналов считывания, а выход соединен с адресным входом первого блока памяти, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, оно содержит дешифратор, информационные входы которого подключены к выходам первого регистра, второй блок памяти и сумматор, первый информационный вход которого подключен к выходу первого блока памяти, второй - к выходу второго блока памяти, а выход подключен к информационному входу второго регистра, при этом выход младшего разряда первого регистра подключен к управляющему входу коммутатора.1714633 фиг Составитель А.РомановТехред М.Моргентал рректор М,Шароши едактор И.Горна Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 аказ 696 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5