Преобразователь перемещения в код

(19) 01) 4 НОЗМ 1/1 срр ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ Й.:Яж-фф в АВТОРСКОМУ СВ ТЕЛ ЬСТ митриев,рсин ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(46) 23,12,85. Бюл. В 47 (71) Куйбышевский ордена Трудового Красного Знамени авиационный институт им. акад. С.П. Королева (72) Н. Е. Конюхов, Ю, С. Д В. М. Гречишников и А. Н. Ть (53) 681.325(088.8)(56) Авторское свидетельство СССР У 809286, кл. Ч 08 С 9/06, 1979.Авторское свидетельство СССР У 1005132, кл. ( 08 С 9/06, 1983. (54).(57) 1, ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В КОД, содержащий осветитель, оптически соединенный через отверстия диафрагмы, выполненные с шагом а 0, отверстия нониусного кодового элемента, выполненные с шагом а, = = а 0(+ 0,25), где к - целое положительное число, и фоконы с первым и вторым фотоприемниками, выход первого фотоприемника соединен с входом преобразователя напряжения в код, выход второго фотоприемника соединен с входом формирователя управлящцего сигнала, выход которого соединен с первым входом первого блока вычитания, постоянное запоминающее устройство, выходы которого соединены с первой группой входов первого блока вычитания, выходы которого являются выходами преобразователя, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повьппения точности преобразователя,.в него введены формирователь импульсов записи, оперативное запоминающее устройство, второй и третий блоки вычитания, выходы преобразователя напряжения в код соединены с первыми группами входов второго и третьего блоков вычитания,выходы третьего блока вычитания соединены с второй группой, входов первого блока вычитания, выходы постоянного запоминающего устройства соединены с второй группойвходов второго блока вычитания, вь 1 ходы которогосоединены с группой входов оперативного запоминающего устройства, выходыкоторого соединены с второй группойвходов третьего блока вычитания, выход формирователя управляющего сигнала соединен через формировательимпульсов записи с входом управле.ния оперативного запоминающего устройства.2, Преобразователь по п. 1,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,второй блок вычитания содержит двегруппы инверторов и сумматор, входыпервой группы инверторов являютсяпервой группой входов блока, выходыпервой группы инверторов соединены спервой группой входов сумматора,вторая группа входов которого является второй одноименной группой входов блока, выходы сумматора соединеныс входами второй группы инверторов,выходы которой являются выходамиблока,3. Преобразователь по п. 1, о тл и.ч а ю щ и й с я тем, что,третий блок вычитания содержит сумматор.и группу инверторов, первая и втораягруппа входов сумматора являются соответствующими группами входов блока,,выходы сумматора соединены с входамигруппы инверторов, выходы которой являются выходами блока,1200418 ЗО 31 4. Преобразователь по п, 1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что оперативное запоминающее устройство выполнено на Э-триггерах, информационные входы которых образуют группу входов устройства, а входы синхронизации объединены и являются управляющим входом устройства, инверторные выходы 0-триггеров являются выходами устройства. Изобретение относится к автоматикеи вычислительной технике и может бытьиспользовано в качестве преобразователей механических перемещений в цифровой код,Цель изобретения - повышение точности преобразователя,На фиг. 1 представлена функциональная схема преобразователя перемещенияв код, на фиг. 2 - структурные схемыблоков вычитания оперативного запоминающего устройства и формирователяимпульсов записи и соединения этихблоков .с другими блоками преобразователя; на фиг. 3 в . зависимости сигналов в преобразователе от преобразуемого перемещения пунктиром показаныотклонения сигналов, вызванные погрешностью преобразователя напряженияЬ код),Преобразователь перемещения в код(Фиг. 1) содержит входной вал 1, ди-афрагму 2, нониусный кодовый элемент 3, Фоконы 4, фотоприемники 5,формирователь 6 управляющего сигнала, постоянное запоминающее устройство ПЗУ 1 7, преобразователь 8 напряжения в код (ПИК), блоки 9-11 вычитания, оперативное запоминающееустройство (ОЗУ) 12, формирователь,3импульсов записи, блок 10 вычитания. содержит блок 14 инверторов, сумматор 15 и блок 16 .инверторов, блок11 вычитания содержит сумматор 17 иблок 18 инверторов,. оперативное запоминающее устройство 12 содержит блок19 0-триггеров, а формирователь 13импульсов записи - инверторы 20-22и элемент И-НЕ 23. 5, Преобразователь по п, 1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что формирователь импульсов записи содержит три последовательно соединенных инвертора и элемент И-НЕ, вход первого инвертора соединен с первым входом элемента И-НЕ и является входом формирователя, выход последнего инвертора соединен с вторым входом элемента И-НЕ, выход которого является выходом формирователя. Преобразователь перемещения в кодработает следующим образом,При вращении входного вала 1 с 5 диафрагмой 2 оптические сигналы навыходах нониусного кодового элемента 3 изменяются от нуля до максимального значения по треугольномузакону с периодом О , Пространственный фазовый сдвиг между оптическими сигналами, поступающими (черезфоконы 4) на фотоприемники 5, состав-.ляет четверть периода, т,е, 00/4,фотоприемники 5 вырабатывают электри=ческие сигналы, пропорциональныеоптическим сигналам на выходе нониусного кодового элемента 3 (фиг. За).Сигнал с выхода одного из фотоприемников 5 поступает на вход ПНК 8 который работает, например, в двоичномкоде, При изменении сигнала от нулядо максимума, на выходе ПНК 8 происходит увеличение значений выходногокода, При этом максимальному значениюсигнала на входе ПНК .8 соответствуетмаксимальный код на выходе ПНК Рфиг. 3), Дискретность вйходногокода ПКН 8 условно не показана, так.как приращения кода, соответствующие младшему разряду, малы. Выходной код с ПКН 8 поступает на блок 1 вычитания, где происходит вычитание выходно" го кода ОЗУ 12 из выходного кода ПНК 8. Выходной код ОЗУ 12 равен аддитивной погрешности ПНК 8, Выходной код . блока 11 вычитания поступает иа вход блока 9 вычитания, где происходит формирование выходного кода преобразователя перемещения в код.1200418 РОднозначное определение перемещения с помощью ПКН 8 происходит только на первой половине шага ц . Для полу чения однозначного отсчета на всем периоде опорной шкалы с 1, используется сигнал с другого фотоприемника 5, Этот сигнал поступает в формирователь 6 управляющего сигнала, где происходит формирование из него сигнала прямоугольной формы Фиг. 33)Изменение полярности управляющего сигнала происходит в те моменты, когда сигнал с фотоприемника 5, соединенного с ПНК .8, имеет максимальное или минимальное значение. Сигнал с формирователя 6 управляющего сигнала управляет работой блока,9 вычитания, При изменении кода иа выходе ПНК 8 от минимального ро максимального значения блок 9 вычитания по сигналу формирователя 6 управляющего сигнала пропускает выходной код блока 11 вычитания на выход без изменения, а при переходе через границу неоднозначности, т.е. через 0 /2, в блоке 9 вычитания происходит операция вычитания из кода, записанного в ПЗУ 7; выходного кода блока 11 вычитания, Значение кода,. записанного в ПЗУ 7 в два раза больше, чем максимальное значение кода на выходе ПНК 8, В результате на выходе блока 9 вычитания при повороте вала 1 от нуля до а, происходит однозначное возрастание кода от нуля до максимальйого значения, равного значению кода, записанного в ПЗУ 7. Зависимость выходного кода блока 9 вычитания от преобразуемого перемещения при отсутствии аддитивной погрешности ПНК 8 пока-. зана на фиг. 3 сплошной линией,Ардитивная погрешность ПНК 8 при- .водит к тому, что выходной код ПНК8 смещается на величину абсолютнойпогрешности; как показано пунктиромна фиг". 3,Наличие аддитивной погрешности ПНК8 может привести к тому, что выходнойкод сформируется с погрешностью, какпоказано на фиг. 3 пунктирной линией,Причем знак погрешности изменяетсяпри переходе через границу неоднозначности т. е. Оо /2, Ацдитивнаяпогрешность ПНК 8 влияет на выходнойкод преобразователя тем, что выходнойкод ПНК 8 получает приращение, равноеабсолютному значению,аддитивной погрешности Ь, Графически это показано на фиг. 3пунктирной линией,М Следствием этого является возник-новение неоднозначности выходного5 кода относительно преобразуемого перемещения, что показано на фиг, 3 ьпунктирной линией,В преобразователе перемещения вкод устраненные влияния аддитивнойО погрешности ПНК 8 на выходной кодпреобразователя осуществляется спомощью блоков 10 и 11 вычитания,ОЗУ 12 и формирователя 13 импульсовзаписи. Выходные коды ПНК Я и ПЗУ 715 поступают на входы блока 10 вычитания, с выхода которого код, равныйразности кора ПНК 8 и половины кодаПЗУ, поступает на вход ОЗУ 12, Код свыхода ПЗУ 7 поступает на вход блока20 10 вычитания уменьшенным в два раза,что достигается смещением двоичногокода на один разряд в сторону младшихразрядов. Это производится соединением выходной шины -го разряда ПЗУ 7 с25 входной шиной (д-) разряда блока 1 Овычитания.1В момент достижения выходным кодом ПНК 8 максимального значения происходит запись разностного выходногоЗ 0 кода блока 10 вычитания в ОЗУ 12.Запись происходит по сигналу, сформированному,формирователем 13 импульсов записи, вход которого соединенс выходом формирователя б управляющеЗ 5 го сигнала,Код, записанный в ОЗУ 12, равенабсолютному значению погрешности ПНК8. Этот код поступает в блок 11 вычитания, где происходит его вычитание40 из кода ПНК 8. В результате, на вход.блока 9 вычитания поступает код, пропорциональный преобразуемому перемещению и не зависящий от аддитивнойпогрешности ПНК 8 фиг. 3 5, сплошная45 линия . Следствием устранения влиянияаддитивной погрешности ПНК 8 являетсято, что однозначная зависимость выходного кода от преобразуемого пере-.мещения имеет место на всем интерва 50 ле шага опоРной шкалы ао, как показано сплошной линией на фиг. 32.Выходной код сумматора 15 поступает через блок 16 инверторов на информационные входы ОЗУ 12, Обратный55 код суммы прямого кода одного числаи обратного кода другого числа равенразности этих двух чисел. Поэтомуна информационные входы ОЗУ 12 посту5 1200418б Ьает код, равный разносФи выходных начинающийся в момент появления по- кодов ПНК 8 и ПЗУ 7. При этом входныеложительного фронта импульса на вышины сумматора 15 соединены с выходны- ходе формирователя 6 управлякщего сиг. ми шинами ПЗУ 7 со сдвигом на .одиннала.разряд в сторону меньшего разряда,Выходы ОЗУ 12 соединены с входами что обеспечивает поступление на вход сумматора 17 блока 11 вычитания. Тасумматора 15 половинного значения вьг ким образом, на вход сумматора 17 ходного кода РЗУ 7. поступает обратное значение кода, заУправляемый вход ОЗУ 12 соединен писанного в ОЗУ 12, Выходной код сумс выходом формирователя 13 импульсов . 1 ц матора 17 поступает на вход блока 18 записи, который формирует короткий инвертора, выходной код которого раотрицательный импульс длительность вен разности кодов ПНК 8 и ОЗУ 12. ноторьго равна времени запаздывания Этот разностный код поступает на вход; сигнала в трех.инверторах 2 О", 22 блока 9 вычитания,тавител ред О,Ва актор В анова охма Заказ 7878 Тираж 871осударственноголам изобретенийсква, Ж, Рауш лиал ППП "Патент",ород, ул, Проектная, 4 НИИПИ по 035, Подписноемитета СССРоткрытийая наб д, 4/5