Преобразователь угла поворота вала в код

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН А 19) 111) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОБРЕТЕНИ ТЕЛЬСТВ ОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТАОД АЛА В 57) Изавтомат бретение ки и выч.Л. Альппин и предназначено автоматговымиизобрет ческого сточник ния явл емы управления,СР73. ельство М 1/22,ти и уменьше разоват От осеелтителу ОПИСАНИ А ВТОРСКОМ,Ф(50 4 Н 03 М 1/22 относится к области ислительной техники для связи системы управления с аналоами информации. Цельв ется повышение точие габаритов преобдостижения цели пре1298918 образователь выполнен из несколькихзависимых нониусных каналов, В каждомнониусном канале осветители оптически связаны с фотоприемниками.4 черезподвижную диафрагму 3 с окнами 2, афотоприемники 4 расположены нониально по отношению к окнам 2 диафрагмы 3в преобразователе, Диафрагмы 3 всехнониусных каналов жестко скрепленымежду собой. Окна 2 диафрагмы 3 вы"полнены дпя старшего канала с шагом,равным диапазону преобразования, адля каждого последующего нониусногоканала - с шагом, равным величинешага дробления предыдущего нониусногоканала, Десятичный вес фотоприемника4 в нониусном канале определен егоместоположением и равен целому числуотсчетных единиц (шагу квантования) Изобретение относится к автомати-,ке и вычислительной технике и предназначено для использования в системах управления объектами для связи саналоговыми источниками информации,а также для использования в измерительной технике.Целью изобретения является повышение точности и уменьшение габаритовпреобразователя.На фиг.1 представлен преобразова- Ютель угла поворота вала в код с тремянониусными каналами; на фиг.2 - рас"положение входов фотоприемников поотношению к окнам диафрагмы для трехнониусных каналов; на Фиг.3 - выполнекие формирователя отсчетного сигнала младшего разряда; на фиг.4 -выполнение каждого из формирователейотсчетного сигнала промежуточных истаршего разрядов; на фиг.5 - диаграммы, поясняющие работу преобразователя угла поворота вала в код,Преобразователь угла поворота валав код содержит входной вал 1, нониусные каналы, каждый из которых выполнен в виде осветителя (не показан),оптически соединенного через окна2 дифрагмой 3 с фотоприемниками 4,блок 5 обработки, состоящий из сумматора 6, шифраторов 7 по числу нони" младшего нониусного канала. В каждомнониусном канапе все фотоприемники4 подключены к формирователям 8-10отсчетного сигнала, который блокирует несколько одновременно засвеченных,фотоприемников 4,. по старшинству ихдесятичного веса, Включение отсчетного сигнала осуществляется нулевымсигналом из формирователя отсчетногосигнала предыдущего младшего нониусного канала по конпам засветки фотоприемников 4,а удержание - началамизасветки. Отсчетный сигнал на выходеформирователя имеет десятичный весприоритетного засвеченного фотоприемника, который переводится шифратором7 в двоичный код. Выходы шифраторов7 всех нониусных каналов подключенык сумматору 6, 2 з.п, ф-лы. 5 ил. усных каналов, формирователя 8 отсчетного сйгнала младшего разряда, форми"рователя 9 отсчетного сигнала старшего разряда и формирователей О отсчетного сигнала промежуточных разрядов, и неподвижную диафрагму 11,установленную против фотоприемников4. Формирователь 8 отсчетного сигнала младшего разряда выполнен из и кэлементов И 12 и пэлементов НЕ 1 3, выходы элементов И 12 являются выходамиФормирователя 8 отсчетного сигнала,формирователи 9 и 1 О отсчетного сигнала старшего и промежуточных разрядоввыполнены из и элементов НЕ 14,из 2 пэлементов И 15 и п элементов ИЛИ 16,третьи входы нечетных и четных элемен"тов И 15 объединены и являются прямыми инверсным управляющими входами форми.рователя 9 отсчетного сигнала старшегоразряда, выходы элементов ИЛИ 16являются выходами формирователей9 и 1 О,Преобразователь работает следующимобразом.Через окна 2 подвижной диафрагмы3, установленные на входном валу,осветитель засвечивает фотоприемники 8 - 10 каждого из нониусных каналов. В каждом нониусном канале всеифотоприемников 4 подключены к пМ В = А. к:1 где Й - количество нониусных каналов,55 12989входам соответствующих Формирователей 8-10 отсчетного сигнала. Единственный отсчетный сигнал канала появляется на о:ном из и выходов каждого из Формирователей 8-10. Этот отсчетный электрический сигнал имеет "ве 1Ксовое значение А, = 1 У отн.ед. которое соответствует шагу квантования данного нониусного канала и которое всегда - целое десятичное число 10 или нуль, где 1 - номер приоритетного засвеченного Фотоприемника 4 нониусного канала; , - относительная отсчетная единица нониусного канала; к - номер нониусного канала. Формиро ватели 8-10 отсчетного сигнала связаны между собой синхронизирующими цепями, по которым проходят управляющие сигналы, Затем отсчетный сигнал с выхода каждого формирователя 8 внаправля ется на вход соответствующего шифратора 7, где десятичное изображение его "веса переводится в двоичное изображение. Двоичные числа с выходов шифраторов 7 всех нониусных каналов 25 поступают на входы сумматора 6, двоичное число на выходных шинах которого является окончательным результатом преобразования, Каждый фотоприемник 4 (фиг,2) расположей на расстоянии, 30 кратном отсчетной единице (шагу квантования) нониусного канала М от окна 2 диафрагмы 3 те. налицо принцип нониального расположения Фотоприемников 4, которые можно располагать в любом порядке с переменным шагом, что дает известную свободу конструирования, При перемещении диафрагмы 3 ее окна 2 последовательно перекрывают фотоприемники 4, обеспечивая 40 их засветку от осветителя. Каждый Фотоприемник 4 имеет свое "весовое" значение в зависимости от того, на сколько отсчетных единиц (квантов) Чон отстоит от окна 2 диафрагмы 3, 45 соответствующего нулевому положению нреобраэователя, Если количеству таких единиц соответствует номер фотоприемника 4 в нониусном канале, то 1 равно 0,1,2 (и -1), а Ьесовое"50 значение сигнала каждого фотоприемкника А, = 1 Ч отн.ед.Полный отсчет преобразователя 18 4Для того, чтобы с нониусного канала снять отсчет, необходимо сформировать единственный отсчетный сигнал, т.е. обеспечить однозначность считывания информации. Это достигается путем одновременного засвечивания нескольких Фотоприемников 4, число .с к +к которых будет равно иУк откуда следует, что ширину Е чувствительной площадки Фотоприемника 4 можно увеличить, обеспечив максимальную чувствительность, а необходимое количество и одновременно засвечен-.кщх фотоприемников 4 подобрать, варьируя шириной окна 1 диаифрагмы вкпределах значительного шага, который быстро возрастает при переходе к старшим нониусным каналам. Энергоемкость считывающих лучей при этом максимальна.Алгоритм формирования отсчетного сигнала нониусного канала, управляемого нулевым сигналом предыдущего младшего канала, показан (диаграммаФиг.5) на примере канала с количеством и, Фотоприемников 4 (и = 5), где 17 - сигнал засветки Фотоприемника 4 нониусного канала; 18 - зона формирования отсчетного сигнала;19 - зона отсутствия управляющего сигнала; 20 - управляющий сигнал (1 = Ом) предыдущего младшего канала: для нониусного канала младшего из промежуточных - это сигнал засветки Фотоприемника 4 - 1 О, для остальных нониусных каналов - нулевой отсчетный сигнал на выходе формирователя 10 предыдущего разряда; 21 зона наличия управляющего сигнала;22 - отсчетный сигнал нониусного канал а.Ширина сигнала 17 засветкиравная иР,рассчитывается такой величины (за счет изменения ширины окна 1 ), чтобы в зоне 18 формирования отсчетного сигнала совпадали начало засветки старшего по номеру 1 Фотоприемника 4 и конец засветки младшего, при этом концы засветки Фотоприемников.4 были бы в зоне 19 отсутствия управляющего сигнала 20, а их начала - в зоне 21 наличия управляющего сигнала, Тогда отсчетный сигнал 22 нониусного канала легко формируется в соответствии со следующими логическими выражениями:= 4 Откуда видно, что концы и начала засветки фотоприемников 4 сблокированы по старшинству номера Фотоприемника 4, причем включение отсчетного сигнала 22 происходит сигналом 19 по концам засветки, а его удержание - началами сигналов 17 засветки, Формирование отсчетного сигнала в канале младшего разряда осуществляется только по старшинству засвеченного Фотоприемника 4, т.е. О л 1, 1 Л 2, 2 Л 3/п,-1/л О, Однако количество Фотоприемников 4 в этом канале можно уменьшить вдвое, т.е.0,5 и, если все и отсчетных сигнаКлов 22 Формировать по началам и концам засветки фотоприемников 4Зоны 21 и 19 (фиг,2) определяют требования к точности нанесения кромок окон 2 диафрагмы 3 и расположения чувствительных площадок Фотоприемников 4. Поэтому для снижения этих требований в нониусном канале младшего из промежуточных разрядов управляющим сигналом следует взять более 35 широкий и9 сигнал (17) засветки (Фиг.5) фотоприемника 4 с номером= 0 нониусного канала младшего разряда (Фотоприемник 4 - 1 , Фиг.2), а не нулевой отсчетный сигнал 22 , 4 шириной , сформированный на выходе фармирователя 8. Это возможно, потому что начала этих сигналов совпадают. Для управления остальными каналами годен только нулевой отсчет ный сигнал предыдущего канала, но его ширинауже достаточно .великаКи быстро возрастает при переходе к более старшим каналам. 50Формула из обретения 1, Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий нониусный канал преобразования, выполненный в виде осветителя, оптически соединенного через окна диафрагмы, установленной на входном валу с фотоприемниками, расстояние между которыми кратно шагу квантования нониусного канала, и блок обработки, о т л и - чающийся тем,что, сцелью повышения точности и уменьшения габаритов преобразователя, в него введены дополнительные нониусные каналы, блок обработки выполнен в виде сумматора, формирователей отсчетного сигнал младшего, промежуточных и стар - шего разрядов и, по числу нониусных канапов шифраторов, выходы формирователей отсчетного сигнала младшего и старшего разрядов соединены с входами соответствующих шифраторов выходы которых соединены с входами сумматора, вход нулевого отсчета формирователя отсчетного сигнала младшего разряда соединен с прямым и инверсным управляющими входами формироваотеля отсчетного сигнала первого промежуточного разряда, прямой и инверсный управляющие входы каждого форми- рователя отсчетного сигнала последующего разряда подключены к выходу нулевого отсчета формирователя отсчет- ного сигнала предыдущего разряда, остальные выходы которого соединены с входами соответствующего шифратора, выходы которого соединены с соот:зетствующими входами сумматора, при этом диафрагмы нониусных каналов жестко соединены между собой, окна диафрагмы каждого нониусного канала выполнены с шагом иУк =. и шириной 1 = и Ю -Ек к кгде и - количество фотоприемниковКв нониусном канале;- отсчетная единица нонну"ногокканала;- отсчетная единица соседнегоКФстаршего нониусного канала;и - количество фотоприемникэврасположенных против окондиафрагмы;1 к - ширина чувствительной, площадки фотоприемника;к - номер нониусного канала, выходы Фотоприемников каждого нониус 12989 ного канала соединены с входами соответствующего формирователя отсчетного сигнала блока обработки.2. Преобразователь по и1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что фор мирователь отсчетного сигнала младшего разряда выполнен из и элементовк И и и элементов НЕ, первые входы элементов И являются входами формирователя отсчетного сигнала младшего 10 разряда и соединены с входами соответствующих элементов НЕ, выход первого элемента НЕ соединен с вторым входом последнего элемента И, выход каждого последующего элемента НЕ 15 соединен с вторым входом предыдущего элемента И, выходы элементов И являются выходами формирователя отсчетного сигнала младшего разряда.203, Преобразователь по п.1, о т -л и ч а ю щ и й с я тем, что каждыйиз формирователей отсчетного сигналапромежуточных и старшего разрядавыполнен иэ 2 п элементов И, из п эле 18 8ментов НЕ и п элементов ИЛИ, первые входы первого и последнего элементов И, первые входы каждых двух последующих элементов И попарно объединены,яв". ляются прямыми входами формирователя . отсчетного сигнала старшего разряда и соединены с.входами соответствующих элементов НЕ, выход первого элемента НЕ соединен с вторыми входами и-го и 2 п-го элементов И, выход каждого последующего д-го элемента НЕ соединен с вторыми входами -го и (+п)- го элементов И,гдеравняется 2-(п),выход и-го элемента НЕ соединен с вторыми входами 1-го и (и+1)-го элементов И, третьи входы нечетных и четных элементов И соответственно объединены и являются прямым и инверснымуправляющими входами формирователяотсчетного сигнала старшего разряда,выходы двух смежных элементов И попарно подключены к входам соответствующих элементов ИЛИ, выходы которых являются выходами формирователяотсчетного сигнала,1298918 Составитель С.Жичкинаедактор Л,Гратилло Техред М.Ходанич Коррект Демч 9/60 ТирВНИИПИ Го ка Производственно-полиграФическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная аж 902 сударственного ком по делам изобретений и о35, Москва, Ж, Раушская одписноетета СССРкрытийаб., д,4/