Преобразователь перемещения в код фомина

(5)5 Н 03 М ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ АВ торные шкаМ,: Энергия,ССР87,(54) ПРЕ В КОД Ф (57) Изоб может б но-изме БРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРМИНАетение относится кь использовано в ительных системах МЕЩЕН автоматике и нформациони следящих ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Шарин Ю.С. и др. Комбинлы в системах автоматики,1973, с. 26-35.Авторское свидетельствоМ 1624688, кл. Н 03 М 1/24, 1 Изобретение относится к автоматике, а именно к устройствам преобразования перемещения (преимущественно углового) в код. Изобретение может быть использовано в информационно-измерительных системах и следящих приводах.Известен преобразователь перемещения в код, содержащий К считывающих элементов (СЧЭ), равномерно размещенных на единственной круговой кодовой дорожке (КД) с комбинаторным рисунком.Недостатком преобразователя является невысокая информационная способность, связанная с ограничением сверху количества различимых позиций перемещения числом (2 -2), причем значение (2 -2) достижимо лишь в тех случаях, когда К является простым числом,Известен также преобразователь перемещения в код, в состав которого входят два СЧЭ и соответственно две КД; информациприводах. Целью изобретения является повышение точности и функциональной надежности преобразователя.В преобразователь, содержащий комбинаторную кодовую шкалу 1, К считывающих элементов 2-5, равномерно расположенных вдоль кодовой шкалы 1, и накопитель 6, входы которого соединены с выходами считывающих элементов 2-5, дополнительно введены дешифратор 8, элемент ИЛИ 9 и регистр 7, у которого информационные входы соединены с выходами накопителя 6, а выходы являются первой группой выходов преобразователя, Второй группой выходов преобразователя являются выходы накопителя 6 или его входы 1 з.п. ф-лы, 3 ил. онная, с комбинаторным рисунком, и тактовая, - а также логическое устройство, служащее для последовательного накопления одноразрядных кодов с выхода СЧЭ информационной КД и для идентификации текущей позиции перемещения посредством декодирования комбинации из четырех кодов, накопленных последними.Недостатками преобразователя являются невысокая информационная способность, ограничение области применения случаями, когда перемещение имеет нереверсивный характер, и необходимость втактовой КД.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому преобразователю является преобразователь перемещения в дискретный сигнал, в состав которого входят К СЧЭ, равномерно размещенных вдоль единственной (круговой) КД с комбинаторным рисунком, а также логическое устройст 1741261во, у которого входы соединены с выходами СЧЭ, а выходы являются выходами преобразователя, Логическое устройство содержит сдвиговый регистр для последовательного накопления М К-разрядных кодов с выходов К СЧЭ, блок индикации смены кода, обеспечивающий продвижение накопленных кодов в регистре при обновлении кода на выходах СЧЗ, и декодер для идентификации любой позиции перемещения по хранящимся в регистре коду идентифицируемой позиции и (М) кодам позиций, примыкающих к идентифлцируемой позиции,Недостатками прототипа являются невысокая точность и функциональная надежность. С одной стороны., это связано с недостаточной достоверностью выходной информации из-за трудностей декодирования при реверсах перемещения, когда среди накопленных М кодов (поскольку в прототипе М 3) появляются одинаковые коды. С другой стороны, это связано с существенным ростом сложности преобразователя по мере увеличения количества контролируемых позиций перемещения,Целью изобретения является повышение точности и функциональной надежности преобразователя,Указанная цель достигается тем, что в преобразователь, содержащий комбинаторную кодовую шкалу и К считывающих элементов, равномерно расположенных вдоль кодовой шкалы, выходы которых соединены с входами накопителя, дополнительно введены дешифратор, элемент ИЛИ и регистр, выходы которого являются первой группой выходов преобразователя, выходы накопителя соединены с информационными входами регистра и с входами дешйфратора, выходы дешифратора соединены с входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с синхровходом регистра, при этом второй группой выходов преобразователя являются выходы накопителя или его входы.Кроме того, накопитель преобразователя содержлт К сдвиговых двухразрядных регистров и блок сравнения кодов, выход которого соединен с тактовыми входами сдвиговых реглстров, выходы первых разрядов которых соединены с первой группой входов блока сравнения кодов, вторая группа входов которого обьединена с соответствующими информационнымл входами двухразрядных сдвиговых регистров и является входами накопителя, выходы первых и вторых разрядов регистров являются выходами накопителя,На фиг. 1 и 2 приведены блок-схемы вариантов преобразователя; на фиг. 3 - блок-с"ема накопителя и его связей с СЧЭ,5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Преобразователь (фиг. 1) содержит круговую КД 1 с комбинаторным рисунком, вдоль которой равномерно размещены четыре СЧЭ 2 - 5, Выходы СЧЭ соединены с входами накопителя 6, служащего для приема и хранения двух (текущего и предшествующего) четырехразрядных кодов с выходов СЧЭ, Выходы накопителя 6 соединены, во-первых, с информационными входами регистра 7, выходы которого образуют первую группу выходов преобразователя, во-вторых, с входами дешифратора 8, выходы которого через схему ИЛИ 9 связаны с входом разрешения записи информации регистра 7, в-третьих, образуют вторую группу выходов преобразователя. Блок-схема иллюстрирует случай К=4 и применима при любых К,Преобразователь, блок-схема которого приведена на фиг. 2, содержит круговую КД 10 с комбинаторным рисунком, вдоль которой равномерно размещены пять СЧЭ 11 - 15. Выходы СЧЭ соединены с входами накопителя 16, служащего для приема и хранения двух текущего и предшествующего) пятиразрядных кодов с выходов СЧЭ. Выходы накопителя 16 соединены, во-первых, с информационными входами регистра 17, выходы которого образуют первую группу выходов преобразователя, во-вторых, с входами дешифратора 18, выходы которого через схему ИЛИ 19 связаны с входом разрешения записи информации регистра 17. Вторая группа выходов преобразователя образована непосредственно выходами СЧЗ. Блок-схема иллюстрирует случай К=5 и применима при любых К.Накопитель, блок-схема которого приведена на фиг. 3, состоит из пяти двухразрядн ых сдвиговых регистров 20 - 24 и блока 25 сравнения кодов (компаратора кодов), Информационные входы первых разрядов всех регистров являются входами накопителя и соединяются с выходами СЧЭ, а выходы обоих разрядов, всех регистров являются выходами накопителя. Устройство накопителя одинаково по структуре для любых К, и ричем и ри К=5 совпадает с устройством накопителя 16.Преобразователь работает следующим образом,При повороте КД 1 по часовой стрелке из положения, показанного на фиг, 1, на выходах СЧЭ 2 - 5 (с указанными на фиг, 1 весами) последовательно формируются коды (двоичные эквиваленты) 64-х десятичных чисел, записанных ниже в виде четырех- строчной закольцованной матрицы, каждая строка которой соответствует одному из четырех секторов КД 1:174,1 261 15 7 9 13 30 14 20 22 2 0 служат выделяю- а выходе Для раз накопитель щий из сов чения секторов КД6 и дешифратор 1упности пар кодов 1 . 5 76 2 10 14 12 2 10 14 12 4 5 13 9 4 5 13 9 8 10 11 3 10 11 3 1 5 7 6 В общем случае рисунок КД (т,е. соотношение размеров активных и пассивных участков в порядке их следования по длине КД) взаимно однозначно связан с множеством К-разрядных кодовых комбинаций на выходах К СЧЭ (и, следовательно, с расположением символов "1" И "0" в любом из К разрядов двоичных эквивалентов десятичных чисел в порядке их записи по строкам закольцованной матрицы типа приведенной выше), В любом варианте преобразователя комбинаторный рисунок КД построен таким образом, что соседние числа в последовательности приведенного выше вида обладают свойством однопеременности (двоичные эквиваленты этих чисел различаются только в одном разряде) и что пары соседних чисел в пределах любого сектора КД, а также в точках стыковки секторов не повторяются. При этом количество различимых позиций перемещения возрастает благодаря возможности многократного использования одних и тех же чисел, кодирующих позиции, посредством варьирования их обрамления,Соответственно при повороте КД 1 на выходах накопителя 6 последовательно формируются коды, необходимые для идентификации позиций данного сектора и состоящие из пар однопеременных кодов чисел, например, 1,5; 5,7, 7,6 и т,д. В пределах каждого сектора позиции, закодированные одним и тем же числом, например 5, разлиПоследовательность организована таким образом, что матрицы различаются только чередованием одних и тех же строк,Поскольку в любой из матриц числа.не повторяются, при повороте КД 10 на выходах СЧЭ (и на входах накопителя 16) непосредственно формируются однопеременные коды соответствующих позиций перемещения из данного сектора КД 10. 4 5 13 9 8 10 11 3 8 10 11 3 1 5 7 6 1 5 7 6 ., 2 10 14 12 2 10 14 12 4 5 13 9 чаются по обрамляющим их позициям с кодами 1 и 7 или 4 и 13,Для различения секторов КД служит дешифратор 8, выделяющий из совокупности неповторяющихся пар кодов на выходе накопителя 6 те пары однопеременных кодов, которые соответствуют переходу в соседний сектор (строку) и по существу являются кодами соответствующих секторов КД, например коды чисел 3,2; 6,4 и т,д, При срабатывании дешифратора 8 на выходе схемы ИЛИ 9 формируется сигнал, разрешающий занесение соответствующего кода в регистр 7, что обеспечивает указание текущего сектора КД 1. Поскольку при реверсе перемещения числа в указанных парах меняются местами, то кодами сектора КД 1; соответствующего, например, второй строке матрицы, являются коды пары чисел 3,2 и 4,6, В результате преобразователь позволяет различить 2 позиций перемещения при использовании единственной КД и четырех 30При повороте КД 10 по часовой стрелке из положения, показанного на фиг, 2, на выходах СЧЭ 11 - 15 (с указанными на фиг. 2 весами) последовательно формируются коды (двоичные эквиваленты) 150-ти десятичных чисел, записанных ниже в виде закольцованной последовательности из пяти матриц размерности 5 х 6, каждая из которых соответствует одному из пяти секторов КД 10: 406 2,12, 424 г 8 Я =16. 3 накопителя те неповторяющиеся пары однопеременных кодов, которые соответству- О ют переходу в соседний сектор (матрицу) ипо существу являются кодами соответствующих секторов КД. При срабатывании дешифратора 18 на выходе схемы ИЛИ 19 формируется сигнал, разрешающий занесе ние соответствующего кода в регистр 17, чтообеспечивает указание текущего сектора КД 10. В результате преобразователь позволяет различить более 2 позиций перемещения при использовании единственной КД и пяти СЧЭ,1741261 5 10 26 27 1 Работа накопителя, показанного на фиг, 3, состоит в запоминании двух (текущей и предшествующей по времени) кодовых комбинаций на выходах СЧЭ с помощью двух- разрядных сдвиговых регистров 20 - 24, количество которых равно количеству СЧЭ, При изменении позиции перемещения кодовая комбинация на выходах СЧЭ становится отличной от кодовой комбинации на выходах первых разрядов регистров. Это приводит к срабатыванию компаратора 25 кодов, который формирует команду на прог 3 1 17 21 23 22 6 2 3 11 15 13 4 6 22 30 26 8 12 13 29 21 Позиции, закодированные одним и тем же числом, например 1, различаются по обрамляющим их позициям с кодами 3 и 17 или 9 и 5. Такой преобразователь позволяет различить почти 2 позиций при использованиибединственной КД с пятью СЧЭ и простейшего логического устройства.Разнообразие вариантов преобразователя при фиксированном К оказывается весьма значительным благодаря возможностям варьирования как количества столбцов в матрицах, так и количества матриц в их последовательности. Расположение столбцов в матрице может быть таким, что границы между активными и пассивными ,участками рисунка КД располагаются симметрично (как это показано, например, на фиг. 3), и/или таким, что количество позиций перемещения в самых узких участках рисунка КД более двух и максимально приближено к К, Это позволяет повысить технологичность преобразователя и его разрешающую способность.Поскольку во всех матрицах числа 0 и (2 -1) отсутствуют и соответствующие кодоквые комбинации на выходах СЧЭ являются нештатными, эта избыточность может быть использована для контроля функционирования преобразователя, например контроля наличия напряжения питания,Для сосредоточения всех СЧЭ, в частности при контроле линейного перемещения, преобразователь может быть оснащен, например, К КД с одним и тем же комбинаторным, но циклически смещенным рисунком,движение информации в регистрах и ее обновление на выходах накопителя.КД может состоять и из одного сектора при этом логическое устройство преобразователя содержит лишь накопитель, как это показано на фиг. 3. При повороте КД на выходах накопителя последовательно формируются коды, необходимые для идентификации позиций перемещения и состоящие из неповторяющихся пар одно- переменных кодов 60-ти десятичных чисел, записанных в виде пятистрочной закольцованной матрицы: 18 2 10 14 15 5 4 20 28 30 14 10 8 9 25 29 2 20 16 18 19 27 2 1 5 7 23 1 КД сопряжен соответстпричем с каждои извующий СЧЭ.Формула изобретения 1. Преобразователь перемещения в код Фомина, содержащий комбинаторную кодовую шкалу, К считывающих элементов,равномерно расположенных вдоль кодовой шкалы, выходы которых соединены с входами накопителя, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и функциональной надежности преобразователя, в него введены дешифратор, элемент ИЛИ и регистр, выходы которого являются первой группой выходов преобразователя, выходы накопителя соединены с информационными входами регистра и с входами дешифратора, выходы которого соединены с входам элемента. ИЛИ, выход которого соединен с синхровходом регистра, второй группой выходов преобразователя являются выходы накопителя или его входы,2, Преобразователь по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что наполнитель содержит К двухразрядных сдвиговых регистров и блок сравнения кодов, выход которого соединен с тактовыми входами двухразрядных сдвиговых регистров, выходы первых разрядов которых соединены с первой группой входов блока сравнения кодов, вторая группа входов которого объединена с соответствующими информационными входами двух- разрядных сдвиговых регистров и является входами накопителя, выходы первых и вторых разрядов двухразрядных сдвиговых регистров являются выходами накопителя.10 1741261 б 8 8 9"г"7,В"дд 2".1" В"Ф 2" 8 Ф .г 3 //Од СЕКПОРО Кад ПОЗиЦЦи ВдЕКтОРЕдод позиции г а 6 Л дд" 2" ("КТОРАкоа.Циткин КНТ СССР енно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина рои аказ 2092 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытия 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5