Преобразователь перемещения в код

ОПИСАНИЕ ИЗОБР ТЕНИ Я Союз Советских Социалистических Республик(31) 68123-А/77 (33) Италия 6 08 С 9/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытийДата опубликования описания 230880 ИностранецАльберто Конте(72) Автор изобретения Иностранная фирма "Селка С.П.А," (Италия)(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В КОД Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и можетбыть использовано для преобразования линейных и угловых перемещений в код при прецизионных измерениях в широ ком диапазоне перемещения.Известны преобразователи перемеще" ния в код, содержащие кодовые маски грубого и точного отсчетов, выходы двухфазного генератора возбуждения соединены с входами возбуждающихэлементов, выходы чувствительных элементов соединены с входами блоков фор" мирования кодовых сигналов 11 .15Погрешностью этих преобразователей является сложность их схемногореше" ния,вызванная необходимостью приме-ненйя двухфазного генератора возбуждения, а также необходимостью согла сования информации в грубом и тОчном отсчетах.Наиболее близким к изобретению техническим решением является преобразователь, содержащий генератор 25 возбуждения, соединенный через противофазные выходы с опорными входами фазочувствнтельных усилителей, синхронных детекторов, блока формирования кода, к другим входам которых 30 подключены выходы чувствительных элементов кодовой маски, выход генератора возбуждения соединеч с возбуждающими элементами 21 .Невысокая надежность и неширокий диапазон работы этого преобразователя вызваны отсутствием воэможности преобразования одним преобразователем сигналов перемещения в пределах, превышающих полюсный шаг его возбуждающих элементов.Целью изобретения является повышение надежности и расширение диапазона работы преобразователя, а также сокращение габаритов.Достигается это тем, что в преобразователь перемещения в код, содержащий генератор возбуждения, выход которого соединен с возбуждающими элементами точного отсчета, чувствительные элементы, блоки формирования кодовых сигналов, введены коммутаторы грубого и и точного отсчетов и циклическая кодовая маска грубого отсчета, проводящие элементы соседних разрядов которой соединены с противофазными выходами генератора возбуждения, выходы чувствитель" ных элементов через коммутаторы соединены с соответствующими входами блоков формирования кодовых сигналов,Кроме того, чувствительные и возбуждающие элементы грубого отсчета выполнены на немагнитных основаниях, на которых с другой стороны закреплены соответствующие чувствительные и возбуждающие элементы точного отсчета.5На фиг. 1 дана функциональная схема предлагаемого преобразователя; на Фиг. 2 - его конструкция; на фиг.3 циклическая маска и чувствительные элементы грубого отсчета; на фиг.4 сечение элемента кодовой маски гру бого отсчета и соответствующего чунствительного элемента;на фиг.5 - диаграмма формируемых сигналов в грубом отсчете, 15Преобразователь перемещения в код содержит (см. Фиг. 1) генератор 1 возбуждения, выход которого соединен с возбуждающими элементами 2 точного отсчета. Лротивофазные выходы 3 гене ратора возбуждения соединены с проводящими элементами 4 соседних разрядов циклической кодовой маски 5 грубого отсчета. Выходы чувствительных элементов грубого б и точного 7 отсчетов через соответствующие коммутаторы .рубого 8 и точного 9 отсчетов соединены с соответствующими нходами блоков 10 и 11 формирования кодовых сигналов.Проводящие элементы 4 образованы наличием зазора 12 (см. Фиг. 2 и 3),На фиг. 3 изображены кодовые полосыА, В, С, О, Е с возрастающим двоич.ным весом (например,в коде Грея),Чувствительные элементы грубого б иточного 7 отсчетов расположены наподвижном основании (днижке) 13,которое удерживается на расстоянии долей миллиметра от неподвижного основания 14. Движок 13 изготавливается Фототравлением и представляет собой набор чувствительныхэлементов б с отверстиями 15. Обращенная к кодовой маске. 5 сторонадвижка 13 (см. Фиг. 4) несет чувствительные элементы бокруженниепроводящим слоем 16 и изолированныеот него зазором 17, полученным фототравлением; на движке. 13 имеетсячувствительный элемент б для каждогодвоичного разряда. Проводящий слой16 используется.как экран, чтобыкаждый чувствительный элемент б имелемкостную связь только с кодовойполосой маски, имеющей соответствфсщий двоичный вес. На фиг. 4 основанйем является стальная лента, слой18 является связующим и изолирующим материалом, который крепит проводящие элементы 4. Вытравленный зазор 12. электрически разделяет проводящие. элементы 4, которые подключаются к противофазным ныходам 3 генератора 1 возбуждения. Блоки 10 и 11формирования кодовых сигналов содержат, например, усилители 19, синх 1ронные детекторы 20, пороговые элементы 21 и блоки преобразования напряжения - код 22,Преобразователь работает следующим образом,При перемещении от контролируемого объекта (на чертеже не показан)изменяется положение движка 13 относительно проводящих элементов 4 циклической кодовой маски 5 грубогоотсчета.Когда чувствительный элемент располагается над проводящим элементом4 (см. Фиг. 4), возникает емкостнаясвязь с фазой Х, когда. движок 13переместится и чувствительный элемент б окажется над соседним проводящим элементом 4, возникнет емкостная связь с Фазой У, противоположнойфазе в предыдущем случае. Когда чувствительный элемент б разместится поцентру зазора 12, т.е. одинаково будет связан с обоими проводящими элементами 4, наведенное на чувствительном элементе б напряжение будет равнонулю, что соответствует среднемузначению напряжения, наведенногофазой Х и фазой У, Поэтому, определяя фазу напряжения, наведенного наэлемент б, можно узнать, у какогопроводящего кодового элемента 4оказался размещенным чувстнительныйэлемент б.Сигналы свыходов чувствительныхэлементов б поступают через коммутатор 8 на усилитель 19. Синхронный детектор 20 Фазируется такимобразом, чтобы получить на его выходе постоянное напряжение однойполярности, когда чувствительныйэлемент б находится у одного проводящего элемента 4, и противоположной полярности, когда он находитсяу соседнего проводящего элемента 4Усилители 19 должны располагатьсякак можно ближе к чувствительным элементам б для уменьшения потери сигнала из-за паразитных.емкостей.На фиг. 5 диаграммы (а,б,в,г,д)изображают соответственно выходноенапряжение синхронного детектора 20в то время, когда движок 13 проходит соответственно кодовые полосыА, В, С, О, Е на полном цикле,начиная от положения, указанного наФиг. 3.Синхронный детектор 20 управляется от шины, которая .закрывает егоключ на короткий промежуток временина каждом цикле напряжения блокаформирования 11, Импульс управлениядля закрывания ключа синхронногодетектора 20 синхронен сигналу генератора возбуждения и сфазирован такимобразом, чтобы, производить выборкувыходного сигнала чувствительного элемента при его пиковой величине, когда элемент б отдает максимальныйвыходной сигнал.Запоминающий конденсатор синхронного детектора 20 циклично заряжается до пикового значения положительного или отрицательного сигнала.Когда на шины выбора поступаетдвоичная последовательность четырех 5бит, на выходе блока 10 вырабатывается в виде последовательности импульсов код соответствующий коду, вытравленному на кодовой маске 5 грубогоотсчета и соответствующий положениючувствительных элементов б по отно-шению к кодовой маске 5.Для обработки сигналов, полученных с выходов чувствительных элементов 7 точного отсчета (см.фиг.1),используются аналогичные усилители19 и синхронные детекторы 20 блокаформирования тока точного отсчета.Коммутатор 9, управляемый от шинывыбора, используется для выбора синусного или косинусного канала20точного отсчета,Требуемое соединение междулюбым из чувствительных элементов 7и усилителем 19 получается при помощи кода, поступающего из центрального управлякщего блока. Тип центрального управляющего блока в общемсамый обычный, например, используется микропроцессорная система,запрограммированная для управления 30выбором шин,а также шин сбора информации. С выхода синхронного детектора 20 блока 11 Формирования кода точного отсчета выходное напряжение преобразуется блоком 22 преобразования напряжение-код в код точного Отсчета.Благодаря использованию одних и тех же каналрв для усиления и преобразования сигналов с различных чувствительных элементов грубого и точного отсчетов, достигается идентичность коэфФициента передачи и экономичность предложенного преобразователя в целом.Кроме того, благодаря совмещению на общем основании кодовых масок грубого и точного отсчетов н идентичности их элементов достигается высокая технологичность изготовления предложенного преобразователя.Формула изобретения1. Преобразователь перемещения вкод, содержащий генератор возбуждения, выход которого соединен с возбуждающими элементами точного отсчета, чувствительные элементы, блокиФормирования кодовых сигналов, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения надежности и расшнрения диапазона работы преОбразователя,в него введены коммутаторы грубогои точного отсчетов и циклическаякодовая маска грубого отсчета, проводящие элементы соседних разрядовкоторой соединены с противофазнымивыходами генератора возбуждения, выходы чувствительных элементов черезкоммутаторы соединены с соответствующими входами блоков формированиякодовых сигналов.2. Преобразователь по и1, о т -л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюсокращения габаритов, чувствительныеи возбуждающие элементы грубого отсчета выполнены на немагнитных основаниях, на которых с другой сторонызакреплены соответствующие чувствительные и возбуждающие элементы точного отсчета.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Труды Иосковского институтарадиотехники, электроники и автоматики, .выпуск 47, 1975, с, 48-50.2, Авторское свидетельство СССР9 600589, кл. О 08 С 9/0,28,04.73прототип).759059 оставителль И. Наза ехред Ж. Кастелевич ина Корректо Го лиал ППП "Патент", г, Ужгород,ул. Проектная,: Редак заказ б 7/53 Т ЦНИИПИ Государс по делам изо 113035, Москва, Ж