Преобразователь перемещения в код

Формирователя сигналов соединен с первыми входами первого и третьего счетчиков, выходы первого и третьего, второго и четвертого триг.".еров соединены соответственно с первыми и вторы 5 ми входами первого и второго элемен. тов 2 И-ИЛИ соответственно, первый и второй выходы генератора соединены соответственно с третьими и четверты ми входами первого и второго элементов 2 И-ИЛИ соответственно и с входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом первого счетчика выходы первого и второго эпе ментов 2 И-ИЛИ соединены с вторыми вхоами второго и третьего счетчиков соо.ветственно, первые входы первого; второго и третьего счетчиков объединены. 202, Преобразователь по п.1, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что селектор импульсов содержит два инвертора, два триггера и два элемента И, вход первого инвертора является первым входом селектора, а выход первого ин вертора соединен с первым входом перчИзобретение относится к автоматике и.вычислительной технике и может быть использовано в сварочном производстве при контроле сварочных перемещений и деформаций изделий при их сварке,Целью изобретения является говышение точности преобразователя. 35На Фиг.1 представлена структурная схема преобразователя; на Фиг,2 - анализатор; на Фиг.З - электрическая схема селектора импульсов; на фиг,4- временные диаграммы работы преобразо вателя.Преобразователь соцержит излуча-. тель 1, коллиматор 2, анализатор 3, линзу 4, фотоприемник 5, Формирова- . тель 6 импульсов, двигатель 7, Форми рователь 8-13 сигналов, регистры 14- 16, делители 17 и 18 кода, счетчики 19-21, селектор 22 импульсов, триггера.13-26, генератор 27, элемент ИЛИ 28, элементы 2 И-ИЛИ 29 и 30, Формиро ватель 8 содержит излучатель 31, Фото- приемник 32 и диафрагму 33, анализатор содержит прозрачные окна 34, и 35, прозрачное окно.34 имеет зону 36 срабатывания формирователя 6, анализатор 3 имеет зону 37 измерения, отверстие 38 под ось, селектор 22 импульсов со-, держит инвертор, 39, триггеры 40 и 41, элементы И 42 и 43, инвертор 44, на вого триггеРа, второй вход которого соединен с шиной нулевого потенциала, первый вход второго триггера соединен с первыми входами первого и второго элементов И и является вторым входом селектора, второй вход второго триггера соединен с выходом первого триггера, а выход соединен с вторым входом первого элемента И, выход которого соединен с входом второго инверто-. ра.и является вторым выходом селектора, выход, второго инвертора соединен с вторым входом второго элемента И и с третьим входом первого триггера, выход второго элемента И является пер" вым выходом селектора.3, Преобразователь по п.1,. о тл и ч а ю щ и й с я тем, что формирователь импульсов содержит последо- .вательно расположенные на одной опти-, ческой оси излучатель, диафрагму и фо" топриемник, выход которого является выходом формирователя импульсов, при .чем расстояние между излучателем и диафрагмой больше толщины анализатора,временных диаграммах представлены сигналы 45 с выхода формирователя 6, 46- с выхода фотоприемника 5, 47 - с второго выхода селектора 22 ймпульсов, .48 - с первого выхода селектора 22 импульсов, 49 и 50 - с выходов триггеров 25 и 26 соответственно 51 и 52- с выходов триггеров 23 и 24,Преобразователь работает следующим образом.Излучатель 1, в качестве которого может быть использован гелий-неоновый лазер с закрепленным на немколлиматором 2, устанавливается на неподвижном основании, Анализатор 3 и связанные с ним линза 4, фотоприемник 5, формирователь 6 и двигатель 7 укрепляются на контролируемом объекте, Один раз за полный оборот анализатора 3 прозрачное окно 34 и окно 35 открывают путь све товому потоку излучателя 1 к фотоприемнику 5, на выходе которого вырабатываются импульсы 46,При,этом окно 34 явля. ется одновременно зоной 36 срабатыванияФормирователя 6, которая открывает путь световому потоку от излучателя 31 к Фотоприемнику 32 через диафрагму ЗЗ. На выходе формирователя 6 вы-, рабатывается импульс 45. При помощи селектора 19 из импульса 46 выделяются импульсы 48 и 47, соответствующие= Ч = Чаг, ц, = сопзс. 5 16053пересечению луча излучателя 1 окнами34 и 35.Одна из реализаций селектора 19приведена на фиг.3. По приходу положительного фронта импульса 45, поступающего через инвертор 39 на вход установки триггера 40, последний устанавливается в единичное состояние.Этим разрешается запись информации втриггер 41. Положительный фронт импульса 47, следующего за импульсом45 (при этом предполагается, что анализатор 3 на фиг.2 по часовой стрелке, а луч излучателя 1 может находить ся .только в зоне 37), устанавливаеттриггер 41 в единичное состояние,обеспечивая тем самым свое прохождение на выход селектора 22 через элемент И 43 к блокам 12 и 13; Одновременно этот же импульс через инвертор44 поступает на вход стробированиятриггера 40 и своим отрицательным( задним) фронтом сбрасывает в ноль.Таким образом, Формируется сигнал 47. 25При сбросе триггера 40 происходитсброс триггера 41 и блокируется прохождение импульсов на выход селектора22 через элемент И 43, однако приэтом разрешается прохождение импульс;ов 48 через элемент И 42 к формирователям 8 и 9При приходе следующего импульса 45 описанный процесс повторяется. Таким образом, осуществляется разделение селектором 22 входного сигнала 46 на два сигнала 47 и48. Такое разделение возможно, поскольку последовательность прохожденияимпульсов 45 и 46 не изменяется,Анализатор 3 представляет собой диск из оптически прозрачного материала, например из стекла, с нанесенной на него непрозрачной маскОй с прозрачнь 1 ми окнами 34 и 35 (фиг,2). В центре диска имеется отверстие 38 под ось, на которой он вращается. Анализатор 3 приводится в движение двигателем 7, Прозрачное окно 34 образовано сдвинутыми по фазе на угол С радиальными прямыми 00 и ОС, а прозрачное окно 35 образовано сдвинутыми по фазе на угол о:,.левосторонними спиралями Архимеда, развернутыми по радиусу на угол (2-). ДиаФрагма 33 установленная перед излучателем 32 й формирователе 6, 55 позволяет выделить импульс 45, длительность которого с большой точностью пропорциональна углу сдвига Фаз 09 6и, Точность ограничена лишь размераоми диафрагмы 33.Пусть эффективный радиус пятна излучателя 1 в плоскости анализатора 3равен г и пятно находится в точке 01Под эффективным радиусом пятна пони- мается максимальное расстояние от центра пятна до точки, интенсивность излучателя в которой равна порогу срабатывания Фотоприемника 5, При вращении пятна излучателя 1 вокруг центра 0 анализатора 3 (что равносильно вращению анализатора 3 вокруг своей оси), Фотоприемник 5 вырабатывает импульсы 47,и 48, Пусть 0 - центр пятна при выходе его за границу прозрачного окна 34; 0 - центр пятна при входе егс в прозрачное окно 34 0 " центр пят. на при входе его в прозрачное окно 35; 0- центр пятна при выходе из прозрачного окна 35. Причем точка М - точка касания пятна с центром О и спирали ОАЕ, М - точка касания пятна1 1 с центром 0и спирали ОВР, О, С точки касания пятен с центрами 0 и 01 с границами прозрачного окна 34, В идеальном случае, когда пятно излучателя 1 в плоскости анализатора 3 стягивается в точку (г-О), точками пересечения пятна и прозрачного окна 34 являются точки С и В, а точками пересечения пятна и прозрачного окна ,35 - точки А и В, Причем точки А, В, С и Э лежат на окружности радиуса (р - полярная координата точки 0), Полярная координататочки 0 определяется углом между положением границы ОП прозрачного окна 34 и в момент выключения формирователя 6 (задний фронт импульса 45) и радиус-век/тором 00 , Уравнение спирали Архимеда в полярных координатах имеет вид) = г(.ргде ,- полярные координаты точекспирали Архимеда;а - постоянный коэффициент,Ка = СО 11 Я.211- стоЗначение угла ( выбирается равным0,1 рад. На основании изложенного можможно записать ТО=У (/а + Ц +Ю)Тсек = 6+ Ч 1)Из Фиг,2 следует, что в идеальном случае (г-ФО) длительность Т импульса 49, образованного между п редними Фронтами импульсов 47 и 48, пропорциональна полярной координатеточки5 О , Этой же координате пропорциоИнальна длительность Т импульса 50 между задними Фронтамй импульсов 47 и 48, Аналогичным образом полярная координата 1 точки О пропорциональйна длительностям Т , Т импульсов 51 и 52, образованных передними задними) фронтами импульсов 48 и 45. Указанные импульсы Формируются при помо щи Формирователей 8-13 и триггеров 23-26. Выражения для длительностей сформированных лмпульсов будут иметьс Оч Ц,-Чд,.=а(Ц+Ч Ж) 20л0(Ц +Ц ) " У(Ц У )- углы, пропорциональные полярным.,"координатам ),точки 0 соответственно, При помощи генератора 27, на выходе которого Формируются двесдвинутые на и относительно друг друга, последовательности импульсов частотой Й, и элементов 28- 30 на счетчиках 19-21 за один оборот30 анализатора 3 Формируются значения кодов;Б= 4 ЪГО;Чг 2 ЧуцЫо М 1 = (21 +Ю -у )жПо переднему фронту импульса 45происходит перепись кодов Н Н ии И, в регистры 14-16, а затем обнуле;1 ние счетчиков 19-21 и начинается новый цикл работы преобразователя. При этом коды Ми Ир на выходе делителей 17 и 18 определяются из выраженийнг Чч,1 М, Чр Чв-Чг(1Полярные координаты точки О определяют ся из выраженийл1- =Ц = 2 иХ, ) = а( = 2 аяр - аЩ Ч)г)6 = ащ-( ),где 6 и - методическая погрешность определения координаты,Таким образом, умножая значения,ко 1дов Н, М на постоянные коэффициентты 2 н и 1 а соответственно, можно. получить полярные координаты ) игцентра пятна О .излучателя 1 в плоскости анализатора, 3. При необходимос" ти можно легко перейти к декартовым координатам по формуламХ =сов;Х =зпй./едактор .Вйугреикова Техред И.дидык ес екто краж 668 при ГК оизводствеиио-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород ь) агарина, 101 Ъ т Заказ 3457ВНйИЙЧ Госуд ственного комитета по изобр 113035, Москва, Ж, Рауш Подписноетениям и открытиская наб., д. 4/