Преобразователь перемещения в код

О П И С А Н И Е (и 942100ИЗОВЕтЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(5)М. Кл. О 08 С 9/04 1 ееударстиевых кеметет СССР ее делам езееретекее и еткрмтхв(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В КОД 1Изобретение относится к системамавтоматического контроля и преобразования перемещений в дискретныйэлектрический сигнал, а именно кпреобразователям перемещений в код,Известны преобразователи перемещений в код, в которых для повышения надежности используются датчикидвух типов - магнитные и оптические 1 11,При высокой точности комбинированных преобразователей их недостатком является пониженная устойчивость к воздействующим факторам,так как это преобразователи последовательного счета и имеют шкалу ввиде синхродорожки. При отключениипитания измерительная информация вэтих преобразователях теряется.Наиболее близким к предлагаемомуявляется преобразователь. перемещения в код, содержащий магнитныекодирующую и синхронизирующую дорожки, расположенные на кодовом элемен 2те, сканирующий блок магнитных головок, подключенный к блоку управления и синхронизации и к дешифратору выход которого подключен к счетно- решающему блоку21.Недостаток этого преобразователя состоит в его сравнительно невысокой помехозащищенности и в результате невысокой точности при преобразовании перемещения в код.Цель изобретения - повышение точности и помехозащищенности преобразователя линейного перемещения в код.Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь перемещения в код, содержащий кодовый элемент, на котором расположены магнитные кодирующая дорожка и дорожка синхронизации, блок чувствительных элементов, выполненный из сканирующих магнитных головок считывания и синхронизации, соединенных соответственно с первым и вторым входами де9421 Е СЕ Е+1"1 Е+ншифратора, выход которого подключенк первому сирнальному входу счетно"решающего блока, синхронизирующийвход котррого подключен к первомувыходу блока синхронизации, второйвыход блока синхронизации соединенс магнитной головкой синхронизации,введены оптическая дорожка синхрони"зации, сканирующий оптический считывааций элемент, неподвижный оптичес- вкий считывающий элемент, накопитель"ный и реверсивный счетчики, триггери линия задержки, оптическая дорожка синхронизации расположена на кодовом элементе параллельно и синфазномагнитной дорожке синхронизации, сканирующий оптический считывающий элемент соединен с вторым выходом блокасинхронизации и с первым входом накопительного счетчика, второй вход ко оторого соединен с входом преобразователя и входом блока синхронизации, третий вход накопительногосчетчика подключен к выходу триггера, один вход которого соединен с 2 зустановочными входами дешифратораи счетно-решающего блока и входомпреобразователя, другой вход триггера через линию задержки соединенс маГнитной ГОлОВкОЙ синхронизации 3 внеподвижный оптический считывающийэлемент соединен с первым входом реверсивного счетчика, выход и второйвход которого соединены .соответственно с входом сравнения и выходомкоррекции счетно-решаацего блока,к второму сигнальному входу которогоподключен выход накопительного счетчика,На фиг. 1 показана структурнаясхема преобразователя, на фиг, 2временная диаграмма, поясняющая егопринцип работы.Преобразователь перемещения в код содержит кодовый элемент 1, на 4 котором расположена магнитная кодирующая дорожка 2,магнитная дорожка 3 синхронизации и оптическая дорожка 4 синхронизации, блок 5 чувствительных элементов, сканирующие Ю магнитные головки б и 7 считывания и синхронизации, сканирующий оптический считывающий, элемент 8, неподвижный оптический считывающий элемент 9, дешифратор 10, счетно-решающий 55 блок 11, триггер 12, блок 13 синхронизации, линию 14 задержки, реверсивный счетчик 15 и накопительный счет 00 фчик 1 б. Кроме того, преобразовательимеет вход 17 и выход 18,Преобразователь работает следуоцимобразом.Магнитная дорожка 2 образует кольцевую кодовую шкалу длиной 5-1,Начальные шесть символов кольцаа 4 ааааа 6 соответственно равны0, 0, 3, 0, 1, 4, а ащ а 4 равйы 1, 1.Линейный размер символов равен р"ф,для упрощения картины выбрано в=1.Для записи р-ичных символов применяется магнитный рабочий слой кодового элемента 1 с большим числом устойчивых состояний.Магнитная дорожка 3 синхронизации образует шкалу длиной 59-1, а оптическая дорожка 4 синхронизации образует шкалу, с которой снимается5(5-1) меток. Дорожки 3 и 4 расположены синфазно.Синхрометки магнитной дорожки 3могут быть записаны методом беэ возвращения к нулю, а переход знака намагниченности должен приходиться насередину интервала, занимаемого символом аЕ кольца. Практически смещение синхроимпульса магнитной дорожкиЬЬ относительно левой границы интервалэ выбирается равным 0, если р=2где Ь=1, если р 2(На фиг. 1 ЬЬ=2)Блок 5 чувствительных элементов для съема кода угла содержит сканирующие магнитные головки б и 7 и сканирующий оптический считывающий эле", мент 8. Интервал магнитного сканирования равен 2 пр"и, и хотя текущее значение координаты перемещения хе шкалы равно но практически область сканированиявдвое больше Птак как при воспроизведении кода возникают искаженияинформации и для корректировки символов проверяется выполнение равенствавида(р-й) ц; +(р-)о;,+а=о, где 1=ц+8"1;ц - коэффициент кратности, принимающий при каждой проверкезначения 1,2,;=х +х +Но;к - номер внутренней обратнойсвязи в регистре, описываемом 5.(х).Интервал оптического сканирования элемента 8 равен рЧ На фиг. 1 показана начальная нулевая установка блрка 5 относительно шкалы кодового в элемента 1.При поступлении по входу 17 импульса запроса об абСолютной коорди. нате объекта, с которым соединенкодовый элемент 1, блок 13 синхронизации подает команду на сканирование головок 6 и 7 и элемента 8. Приперемещении магнитной головки 7 на границу перехода намагниченности вырабатывается синхроимпульс (строб), 20 ,который поступает на стробирующий второй вход дешифратора 10. На ин Формационный первый вход дешифратора 10 поступает информация с головки 6 (дешифратор 10 подготовлен к 25 работе импульсом . запроса с входа 17)Дешифратор 10 воспринимает 2 и-разрядный кольцевой код перемещения и переводит его посредством матриц 30 соответствия или накопительного счетчика, управляемого сдвиговым регистром с обратной связью, в которомнаходится текущий код Галуа, в арифметический код, имеющийи разрядов,00оси х указывает индекс перемещения.В исходном положении триггер 12 находится в нулевом состоянии (Фиг. 2 г),а счетчик 16 хранит предыдущее число(фиг, 2 е). После прихода импульсазапроса ( фиг. 2 в) триггер 12 переходит в единичное состояние и стробирует по входу счетчик 16 (в которомодновременно происходит сброс числэ).В процессе сканирования элемента8 на счетный вход счетчика 16 поступает три импульса и .счетчик хранитчисло 3 (фиг. 2 е),поскольку послеперехода линии съема первого символапосылки а 2 с выхода головки 7 снимается импульс синхронизации, которыйс целью однозначной работы счетчика16 фиг. 1) через линию задержки 14переводит триггер 12 в нулевое состояние и стробирование счетчика 16прекращается. Дешифратор 10 в общемслучае воспринимает код х, равныйв данном случае х =030142, проверяет достоверность кода и переводит варифметический код х , равный в данном случаех:(10), =(,За единицу младшего разряда принимается градация оптической дорожки 4, С выхода дешифратора 10 кодхо поступает в счетно-решающий блок11, в котором вычисляется разностьДля повышения точности преобразования на М разрядов в состав преобразователя введены триггер 12 строба и накопительный счетчик 16. В исходное состояние триггер 12 и40 счетчик 16 приводятся импульсом запроса с входа 17, а поскольку триггер 12 устанавливается в единичное состояние, на стробируащий вход счет 45 чика 16 поступает стробирующии потенциал.В момент прихода импульса запроса (Фиг, 2 в) головки 6 и.7 и элемент 8 находятся на одной линии в промежутке между четвертой и пятой мет О кой в привязке к дорожке 4 или в конце нулевого интервала символа а в привязке к дорожке 2Головка 6 (фиг. 2 а), головка 7 (Фиг. 2 б) и элемент 8 (фиг. 2 д) условно показаны зачерненным треугольником, вершина которого указывает их начальное положение, а стрелка в направлениигде ЬЬ- смещение линии отсчета кодаотносительно левой границысимвола;М - число, снимаемое с счетчика 16;Х- арифметический код текущегокольцевого кода шкалы х,В рассматриваемом случае ь и= = (2 о ф я= (3), х = оПодставив указанные величины, получим х=(4,5)о. Погрешность вычисления равна половине цены деления оптической шкалы, поэтому, если за единицу младшего разряда принять эту величину, можно записать х =2 х=(9),о=1 =(14). В этом случае х -- (10) =(20)5,Таким образом, погрешность преобразования уменьшена в 2 р раз, а колики чество разрядов увеличивается до (и+пн 1) .7 942 1.00Повышение, надежности преобразова- в теля обеспечивается тем, что над д дорожкой 4 установлен неподвижныйз оптический элемент 9, входящий в сос- ч тав блока 5 чувствительных элементов. 5 м Элемент 9 формирует сигналы сложения н или вычитания, поступающие на вход Р реверсмвного счетчика 15 емкостью с р в которой начальное число уста- т навливается с выхода счетно-разреша- О и ющего блока 11 при съеме первого т числа с магнитной дорожки, В последу- д ющем число с реверсивного счетчика н 15 поступает на сравнение с числом Ф х в блок 11. В случае равенства 1 ц хреверс =х блока 11 на выход 18 преобразователя поступает информация об. д абсолютном перемещении кодового элемента 1, связанного с реальным объек- Р том перемещения. При х р Фх блок 2 В и 13 синхронизации формирует вторичное Р сканирование блока 5 и восстанавли- г вает дешифратор 10, триггер 12 иг счетчик 16 в исходное положение, УОжидаемый экономический эффектот максимального объема использования предлагаемого изобретения составляет ч 300 -500 тыс. Руб. н ЗО Формула изобретения Преобразователь перемещения в код, содержащий кодовый элемент, на котором расположены магнитные кодиРующая зз дорожка и дорожка синхронизации, блок чувствительных элементов, выполненный из сканирующих магнитных головок считывания и синхронизации, соединенных соответственно с первым и втов рым входами дешифратора, выход которого подключен к первому сигнальному входу счетно-решающего блока, сихронизирующий вход которого подключен к первому выходу блока синхронизации,торой выход блока синхронизации соеинен с магнитной головкой синхрониации, о т л и ч а ю щ и й с я тем, то, с целью повышения точности и поехозащищенности преобразователя, в его введены оптическая дорожка синхонизации, сканирующий оптический читывающий элемент, неподвижный опический считывающий элемент,.накоительный и реверсивный счетчики, риггер и линия задержки, оптическая орожка синхронизации расположена а кодовом элементе параллельно и синазно магнитной дорожке синхронизаии, сканирующий оптический сцитываюций элемент соединен с вторым выхоом блока синхронизации и с первым ходом накопительного счетчика, втоой вход которого соединен с входом реобразователя и входом блока синхонизации, третий вход накопительноо счетчика подключен к выходу тригера, один вход которого соединен с становочными входами дешифратора и четно-решающего блока и входом преобразователя, другой вход триггера ерез линию задержки соединен с магитной головкой синхронизации, неподвижный оптический считывающий элемент соединен с первым входом реверсивного счетчика, выход и второй вход которого соединены соответственно с входом сравнения и выходом коррекции счетно-решающего блока, к второму сигнальному входу которого подключен выход накопительного счетчика. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США Ю 3612835,кл 235 -61 11 опублик 19712. Авторское свидетельство СССРпо заявке М 2960643/18-24,кл. С 08 С 9/04, 1980 (прототип).942100 г НИИПИ Заказ 4847/43 Тираж 642 Подписное филиал ППП "Патент", г.Ужгород,ул,Проектная,