Преобразователь перемещения в код

ОЮЗ СОВЕТСНИХОЦИАЛИСТИЧЕСНИХЕСПУБЛИН . П 9 1 д 51) С 08 С 9 00 ОПИСАНИ К АВТОРСКОМУ ИЗОБРЕТЕНИЯДЕТЕЛЬСТВУ двоорой выхоГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИИ(56) 1. Авторское свидетельство СССРВ 220097, кл; 0 08 С 9/0019662. Авторское свидетельство СССРР 721842, кл, 6 08 С 9/00, 1970.3. Авторское свидетельство СССРР 568959, кл. С 08 С 9/00, 1975 .,(54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕ 11 ЕЩЕНИЯ В КОД, содержащий датчик перемещения, элемент ИЛИ, двоично-десяг.тичный счетчик, первйй блок управляемых ключей и преобразователь ко-,да, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены второй блок управляемых ключей,формирователь импульсов, блок шифраторов, элемент задержки, выходыдвоично-десятичного счетчика подключены к входам формирователя импульсов, выходы которого соединеныс соответствующими входами блокашифраторов, выходы которого соеди.нены с соответствующими входамйпервого и второго блоков управляемых ключей, выход первого из которых подключен к преобразователю кода, а выход второго блока управляемых ключей соединен через элементзадержки с первым входом элементаИЛИ, выход. которого соединен сосчетным входом мпадшей декадыично-десятичного счетчика, втвход элемента ИЛИ соединен сдом датчика перемещения.1043701 Целью изобретения является рас"ширение функциональных возможностейпреобразователя за счет обеспечениявозможности оперативного заданияФэталонных и измеряемых величин пре .образователяПоставленная цель достигаетсятем, что в преобразователь перемещения в код, содержащий датчик перемещения, элемент ИЛИ, двоично-де. сятичный счетчик, первый блок управляемых ключей и преобразователькода, введены .второй блок управляемых ключей, формирователь импульсов, блок шифраторов, элемент задержки, выходы двоично-десятичного счетчика подключены к входам формирователя импульсов, выходы которого соединены с соответствующими входамиблока шифраторов, выходы которогосоединены с соответствующими входами,первого и второго блоков управляемых ключей, выход первого из которых подключен к преобразователю кода, а выход второго блока .управляемых ключей соединен через. элемент 25 задержки с первым входом элементаИЛИ, выход которого, соединен сосчетным входом младшей декады двоично-десятичного счетчика, второйвход элемента ИЛИ соединен с выхо дом датчика перемещения..На фиг. 1 представлена блок-,схема преобразователя перемещения в. 35 40 45 ход которого соединен с входом двоично-десятичного счетчика 3, разрядные выходы которого подключены к50 соответствующим входам формирователя,4 импульсов, соединенного выходамис входами блока 5 шифраторов, выходыкоторых подключены к соответствующимвходам блоков б и 7 управляемых клю 5 чей, выход блока 7 управляемых ключей через элемент 8 задержкисоединен с другим входом элемента ИЛИ 2,выход блока б управляемых ключейподключен к счетному входу преобра-.зователь 9 кода, выход которого яв 0 ляется выходом, устройства,Двоично-десятичный счетчик Э содержит последовательно соединенныедвоично-десятичные декады 10 (счетчики). На фиг. 1 изображены две. де 5 кады 10,1 и 10.2, на практике коли 5Наиболее близким техническим решением к предлагаемому. является преобразователь перемещения в код, содержащий датчик перемещения, двоично-десятичный счетчик, генератор импульсов, блок управляемых ключей, . блок обработки информации, элементы памяти, элементы ИЛИ С 31.Недостатком преобразователя являются его ограниченные функциональные возможности. 6 Изобретение относится к измерительной, технике и может быть использовано для измерения величины углового или линейного перемещения движущихся объектов, например, для .определения текущей координаты из- . делия или его составных. частей.Известен. преобразователь перемещения в код, содержащий датчик. перемещения, счетно-вычислительный блок,преобразователь масштаба, в состав котороговходят.пересчетная схема,блок управляемых ключей и распреде"литель 1 1,Определение кода перемещения производится в счетно-вычислительномблоке по сигналам датчика путем.последовательной записи с .помощьюраспределителя в каждый двоичныйразряд пересчетного устройства егозначения, задаваемого в блоке управляемыХ ключей в двоичном коде;Однако из-за наличия большого ко.личества ячеек задержки распредели. теля известное устройства обладает .низким быстродействием, что ограничивает область его применения. Кроме того, при ручном управлении преобразованиеммасштаба в известномустройстве из-за большого количества органов управления не обеспечивается оперативность управления,а ограничение задания коэффициентапреобразования масштаба только значениями двоичной дроби, меньше учитываемой единицы, также ограничивает применение данного устройства. Известно устройство для Измерения перемещения, содержащее датчик перемещения, датчик направления перемещения, генератор импульсов, блок коммутации, блок управляемых ключей,преобразователь кода, двоично-деся-.тичный счетчик, триггеры памяти,элементы И н ИЛИ 2 1. Быстродействие этого устройства достаточно высоко (все преобразование осуществляется за 3 такта ), однако громоздкость управления преобразованием масштаба в двоичном коде,а также задание коэффициента преобразования только значениями двоичной дроби, всегда меньше учитываемой в счетно-вычислительном .блоке единицы длины, ограничивает его применение. код; на фиг. 2 - пример выполненияформирователя и шифратора; нафиг.: 3 - пример выполнения блока управляемых ключей. Преобразователь перемещения в код (Фиг. 1 ) содержит датчик 1 пере мещения, элемент ИЛИ 2,. двоично-десятичный счетчик 3, Формирователь 4импульсов, блок 5 шифраторов, первый б и второй 7 блоки управляемыхключей, элемент 8 задержки, прео 6 разователь 9 кода Датчик 1.перемещения подключен к одному из входов элемента ИЛИ 2, вы10437013чество декад счетчика 3 выбирается на первом выходе дешифратора 14исходя из требований, предъявляемых сформируется выходной сигнал. С при 1к устройству., ходом второго импульса на вход декаФормирователь 4 импульсов включа- . ды 10.1 (Фиг. 1). на входах формироет в себя собственно формировате- . вателя 11,1 станет код 0010. Прилй 11.1 и 11.2 (по количеству декад 5 этом коде в дешифраторе 14 будетсчетчика 3) импульсов. Каждый из , подготовлен второй выход от переходаформирователей 11.1 и 11,2 конст- . сигнала в разряде .2 из "1" в "0"руктивно может .быть выполнен по схе- сработает одновибратор Й 2.2, импульс ме, изображенной на фиг, 2, т.е. которого через элемент ИЛИ, 13 пройсодержит одновибраторы 12.1 и 122, . 10 дет на вход С дешифратора 14 и обеэлемент ИЛИ 13, стробированный дешйфспечит формирование короткого выход-ратор 14 двоично-десятичного кода вного импульса на второМ выходе депозиционный. Входы одновибраторов шифратора 14. При последующих изме-. 12. 1 и 12, 2 (прямой и инверсный со-:нениях входного кода формировательответственно) объединены с первым . 11.1 импульсов будет формировать покодовым входом дешифратора 14 и яв- :. очередно на своих выходах короткиеляются первым разрядным входом с . сигналы.. выхода декады с весом 2 ф. ОстальныеВходные шины элементов.ИЛИ 16декадные выходы с весами. 21, 22 и 2 З;: сгруппированы и подключены к выходамсоединены с соответствующими. входами соответствующих формирователей 11дешифратора 14. Треугольниками на , 20. таким образом, что при полном пересвходных (выходных )шинах обозначен: . .чете импульсов в соответствующей деимпульсный характер поступающих. каде 10 на выходы элементов ИЛИ 16(выхоцящих) сигналов.." пройдут 8,4,2 и 1 импульс соответ. Блок 5 шифраторов включает в се" ственно, из которых в блоках 6 и 7 ;бя шифраторы 15,1 .и 15.2 (по коли- . 25 будут сгруппированы числа от 0 до 9. честву. декад в пересчетной схеме 3, без потери инормации из-за совпаде-.конструкция которых идентична (фиг.2),:, ния импульсов в объединяемых группах Шифратор 15.1 содержит элементы ИЛИ,а именно яа вход дешифратора 151 161 - 16.4, число входов которых(фиг 2) пройдут такты (условно): .соответственно равно 8,4,2 и 1,; циф щ по шине А -Т 1,Т 2,ТЗ,Т 4,Т 6,Т 7,38,Т 9; рами 17-.25 обозначены входы шифрато- ."цо шине б -Т 1,тЗ,Т 7,Т 9; по шине В -Т 2, ра 15.1,Тб", по шине Г -Т 5.Блоки 6 и. 7 управляемых ключей "ф На вхож Регистров.26.1 и 26.2 могут быть построены по схеме (фиг.З) постпают коды значений А (в блоке 6) и содержат регистры 26.1 и 26,2 : З 5 и Мз в дополнительном коде (в блоразрядов 10 0 и 10 " соответственно и. ке 7). Дополнитсльный код значения Й элейент И-ИЛИ 27,., ,может быть получен в .накопителе этоПреобразователь перемещения в-,го параметра (не показан) путем вы,.код работает следующим образом,. читания входнйх импульсов й параметра из полной емкости Я счетчикаформирователи 11.1 и. 11.2 выра-. 40 этого накопителя.:При,необходимости . батывают на своих выходах поочередно .дополнительный код параметра Й мо.короткие импульсы (длительность оп- . жет быть получен в блоке 7 тем,же ределяется длительностью импульсов . способом, Для .этого регистры 261 одновибраторов. 12;1 и 12.2 ) при .из-. -, и 26.2, например, типа:К 155 ИЕ 7,. менении кода. на их входах, а именно должны быть заменены счетчиками репри каждом переходе сигнала в первом . версивными, например, типа К 155 ИЕ 6, . двоичном разряде 2 ф предположим, чтосоединенными последовательно (для, на входы Формирователя 11.1 (фиг.2.) ; организации операции счета в двоич-. поступает код ОООО, В статическом но-десятичном:коде). В,блоках 6 и 7 ;состоянии одновибраторы 12.1 и 122 : 5 О управляемых ключей производится ие вырабатывают сигналов и на стро" . , преобразование (масштабирование) по-. бирующнй вход(;дешифратора 14 сиг- " " тока импульсов перемещения, поступа- . . нал не поступает., следовательно, на , ющего с датчика 1 на вход декад 10его выходах импульсы не вырабатыва-,счетчика 3, с учетом коэффициента ются,. С.приходом первого импульса преобразования, определяемого отнов декаду 10.1 (,фиг.1), на входе Фор- шением А /йз,где А . - значение эта.мирователя. 11.1 станет код 0001 ко- лонного участка путй (или,угла поторый по кодовым входам дешифратора .ворота) в соответствующихединицах 14 подготовит первый выход. При этой. .измерения, на котором при данных соизменении входного кода формирова-.. ответствующих технологических условителя 11.1 срабатывает одновибратор . 40 ях при перемещении изделия укладыва,1 (запускается переходом сигнала, . ется й импульсов с датчика 1 перемеиэ ."Оф в П 1 ф в разряде 2 ф.), короткмй. щения. Узлы для сбора информации о импульс,: которого через. элемент ИЛИ значениях Ав и М не показаны.13 пройдет на вход С дешифратора 14 Разрядные выходы регистров ( счет,и на время действия этого импульса у чиков;) 26.1 и 26.2 подключены кпервым входам элементов И элемента И-ИЛИ 27. К вторым входам элементов И элемента И-ИЛИ 27 подключены выходы шифраторов 15 блока 5 шифраторов. Причем выходыА, б,В, Г шифратора 15,1младшего разряда подключены к входам 5 тех элементов И элемента И-ИЛИ 27, на другие входы которых подается информация старшего разряда А Э (й э), т.е. с элемента 26,2. Иными словами, включение выходов регистров (счетчи ков ) 26.1 и 26.2 и шифраторов 15.1 и 15,2 на входах элементов И элемента И-ИЛИ 27 блоков 6 (7 ) выполнено подекадно встречно, а внутри декад - согласно, т,е. выход 2 О регистра 262 и шина Г ("1") шифратора 15.1 включены на один элемент И, выход 2" регистра 26.2 и шина В ("2") шифратора 15,1 - на другой элемент И элемента И-ИЛИ 27 и т.д.Блок 6 (7 ) управляемых ключей функционирует следующим образом. На управляющий вход каждого элемента И-ИЛИ 27 с выходов регистров (счетчиков) 26.1 и 26,2 подается управляющий сигнал "0" или "1". Причем при сигнале "0" с выхода регистра 26. импульсы с выхода шифраторов 15 блока 5 через соответствующий элемент И-ИЛИ 27 не проходят, а при сигнале"1" и эоходят, Так, при сигнале "1" 30 на выходе разряда 2 О регистра 26.2(остальные разряды имеют сигнал "01)на выход элемента И-ИЛИ 27 будут проходить импульсы по шине Г с выходашифратора 15.1 блока 5, т.е. одинимпульс из десяти отсчитанных декадой 10.1. При сигнале "1" на выходе2 регистра 26.2 будут проходить им 1пульсы по шине В с выхода шифратора15.1, т.е. два из десяти и т.д. На 4выходе элемента И-ИЛИ 27, а значит,на выходе блока б (7 ) будет иметьместо преобразованная последовательность импульсов, поступающих на входсчетчика 3 с учетом кода, заданногов регистре 2645Очевидно, что на выход блока бпройдет последовательность входных импульсов Мсчетчика 3, прямо про- поРциональнаЯ кодУ Аэ в РегистРе 26 0 этого блока, т.е. М 6 = МАэ. А на выход блока 7 по контуру, состоящему из последовательно соединенных элемента ИЛИ 2, блоков 3-7 и элемента 8, пройдет последовательность входных импульсов йк счетчика 3, прямо пропорциональная коду, заданному тоже в регистре 26 блока 7, т.е. дополнительному коду Мэ, а именно . М.М =йэдояМХ эдоя. Сказанное выше очевидноЭ60 из прйведенной формулы, согласно которой при М хМ э по контуру пройде; Мк М опимпульсов. А поскольку через элемент ИЛИ 2 на вход счетчика 3 поступает последовательность 65 й импульсов с датчика 1 перемешехния и последовательность йк импульсов через контур, то на входе счетчика 3 будет сумма последовательностейй - й + йили с учетом выше изложенных выражений,й = Мх+ Мх = йх -М эопйу йэПолное перемещение х будет определяться выражениемХ = йАэЕгде Е - код регистров 26 в блояе 6Аэ.выраженное в единицах емкости Е регистра 26.С учетом: других вышеизложенных выражений получимХ=й -- =й - ,Е Аэ АэМэ Ейэт.е. полное перемещение пропорционально количеству импульсов с датчика 1 перемещения иэделия, преобразованному устройством с учетомЭ коэффициента преобразованияЭЭлемент 8 задержки обеспечивает временный сдвиг импульсов, проходящих с выхода блока 7 управляемых ключей на вход элемента ИЛИ 2, относительно импульсов с выхода датчика 1.Преобразователь 9 кода является выходным блоком устройства для измерения перемещения и содержит, кроме счетно-вычислительного узла, табло для индикации величины перемещения и/или узел вывода информации в другое устройство, например в систему управления положением перемещаемого иэделия.Преобразователь перемещения в код в целом работает следующим образом.Сначала в блоки б и 7 вводится коэффициент масштабирования импульсов датчика 1, равный отношениюАэ . Счетчик 3 и преобразователь 9 йэустановлены в исходное состояние.,При перемещении объекта импульсы с датчика 1 через элемент ИЛИ 2 проходят на вход счетчика 3, т.е. счетный вход декады 10.1, при каждом изменении кода которой в Формирователе 4 будет сформирован импульс, который по шине (с выхода блока 4 ), соответствующей коду декада 10.1, поступит на соответствующий вход блока 5 шифраторов. В последнем пришедший им" пульс согласно коду шифраторов 15 будет направлен по одной из выходных10437 шин А, Б, 9, Г на вхоцы блоков 6 и 7управляемых ключейВ блоках 6 и 7 согласно описанным.принципам осуществляется масштабирование цены импульса с учатом вписанЭ.ного в них коэффициента в -. С выхода .. 14блока б управляемыхключей на входвыходного преобразователя 9 устрой-,ства проходит импульсно-.числовойкод импульсов, цена деления каждого 10из .которых .равна принятой единицеизмерения, например; 1 мм, 1 м,м 1.и т,п.Из рассмотрения структуры коэффициента масштабирования и работы узлов и устройства следует, что, вопервых, коэффициент масштабированияв устройстве задается дробью, оба. операнда которой могут быть кодамИ 8в широком диапазоне значений (прак-, тически в диапазоне всей разрядной сетки узлов устройства ),. а,во-вторых, операнды коэфФициента масштабирования задаются автоматически в общепринятом инаиболее распространен" ном двоично-десятичном коде без ис-, пользования дополнительного оборудо-. вания для деления одного операнда на другой или применения для этой,: цели ручного труда.Все это дает возможность автома- тизировать процесс калибровки при масштабировании импульсов в преоб-, разователях перемещения в код, а значит повысить эксплуатационные возможности и обеспечить использование предлагаемогоизобретения на современном высокопроизводительном оборудовании.1043701 НЙИПИ Заказ 7342/54 ираж 618 Подписное Филиал ППП "Патент", г,Ужгород,ул,Проектн