Opublikowano: 10.11.1973 67533 KI. 42f,23/38 MKP GOlg 23 38 CZYTELNIA Urzedu Pot«ntwego UlfBltiUl toctrpwpohtij Lodowej Wspóltwórcy wynalazku: Zygmunt Tatara, Henryk Labedzki Wlasciciel patentu: Lubelskie Fabryki Wag, Lublin (Polska) Analogowo-cyfrowy przetwornik liczacy stosowany szczególnie do wag uchylnych Przedmiotem wynalazku jest przetwornik do cy¬ frowego odwzorowania analogowej wielkosci przesuniecia katowego lub liniowego za pomoca zliczania w liczniku rewersyjnym impulsów odpo¬ wiadajacych elementarnym przyrostom, na które podzielony zostal przetwarzany kat lub przesunie¬ cie liniowe.Znane sa przetworniki analogowo-cyfrowe od¬ czytujace charakteryzujace sie tym, ze przetwarza¬ nie wielkosci analogowej kata wychylenia lub dlu¬ gosci na wielkosc liczbowa wyrazona w postaci od¬ powiadajacego kodu odbywa sie jednoczesnie na wszystkich bitach kodu. Przetworniki te wymagaja stosowania duzej ilosci czujników odczytujacych oraz ukladu przetwarzajacego o skomplikowanej budowie.Znane sa takze przetworniki liczace zamieniajace kat lub przesuniecie na ciag impulsów elektrycz¬ nych zliczanych nastepnie w liczniku rewersyjnym w którym rozdzielanie kierunku ruchu ukladu od¬ bywa sie droga zastosowania dwóch czujników rozstawionych w okreslonej odleglosci liniowej lub katowej od siebie. Czujniki te wytwarzaja dwa ciagi impulsów przesunietych wzgledem siebie w fazie. Dzieki temu przesunieciu mozliwe jest rozróznienie kierunku ruchu.Rozwiazanie to wymaga stosowania detektora fa¬ zowego o skomplikowanej budowie oraz wprowa¬ dza znaczne bledy w przypadku zastosowania do 20 30 ukladu o czestych i drobnych ruchach dwukierun¬ kowych.Celem wynalazku jest unikniecie wad znanych rozwiazan oraz uproszczenie konstrukcji i uzyska¬ nie wiekszej niezawodnosci dzialania.Aby osiagnac ten cel opracowano przetwornik liczacy w którym wyeliminowano calkowicie moz¬ liwosc powstania bledu wynikajacego z falszywego rozróznienia kierunku, uproszczono konstrukcje mechaniczna i uklad przetwarzajacy.Zgodnie z wynalazkiem zastosowano w przetwor¬ niku podwójny czujnik wytwarzajacy dynamicznie (przy zmianach stanu) ciag impulsów w ilosci pro¬ porcjonalnej do analogowej wielkosci kata lub przesuniecia liniowego, oraz sterujacy ukladem rozrózniania kierunku ruchu (kierunku liczenia licznika).Przedmiot wynalazku jest wyjasniony na pod¬ stawie przykladu jego wykonania na rysunku na którym fig. 1 przedstawia tarcze przetwornika oraz rozmieszczenie czujników fotoelektrycznych wzgle¬ dem tarczy w widoku z przodu, fig. 2 przekrój tarczy widoczny z boku oraz fig. 3 przedstawia schemat ukladu formujacego impulsy i kierujace¬ go je do odpowiednich wejsc licznika rewersyjne¬ go. Jak uwidoczniono na fig. 1 i 2 tarcza uchylna 2 zwiazana sztywno z urzadzeniem uchylnym 1 posiada na swym obwodzie szereg zabków i szcze¬ lin w ilosci odpowiadajacej dokladnosci odwzoro¬ wania kata wychylenia. 67 53367 533 Szerokosc zabków i szczelin lub ich obrazów przy zastosowaniu ukladu optycznego jest taka, ze fotoelementy licznikowy 6 i blokujacy 7 moga byc jednoczesnie oswietlane przez jedna szczeline z oswietlacza 3, lub zaslaniane przez jeden zabek.Fotoelementy 6 i 7 sa ustawiane w ten sposób, ze ich osie przecinaja /tarcze na tym samym okregu.Fotoelement polozenia zerowego 5 jest oswietlany przez oswietlacz 4 w spoczynkowym stanie urza¬ dzenia uchylnego 1 porzez szczeline zerowa o dlu¬ gosci wiekszej od pozostalych. Napiecie powstaja¬ ce na zaciskach tego fotoelementu po wzmocnieniu przez wzmacniacz 20 fig. 3 i uformowaniu w dys- kryminatorze amplitudy 21 jest podawane na wej¬ scie K licznika rewersyjnego 22 i utrzymuje go w stanie zerowym. Wychylenie urzadzenia uchyl¬ nego 1 i tarczy uchylnej 2 z polozenia spoczynko¬ wego spowoduje kolejne oswietlanie i zaciemnia¬ nie fotoelementów: licznikowego 6 i blokujacego 7 oraz zaciemnienie fotoelementu polozenia zero¬ wego 5.Impulsy z fotoelementu licznikowego 6 sa wzmacniane przez wzmacniacz 8, formowane przez dyskryminator 9 w impulsy prostokatne, a nastep¬ nie rózniczkowane w ukladzie rózniczkujacym 10.Uklad prostownikowy 14 oddziela powstale w ten sposób impulsy szpilkowe odpowiadajace przejsciu fotoelementu ze stanu jasnego w ciemny od im¬ pulsów szpilkowych odpowiadajacych przejsciu fo¬ toelementu ze stanu ciemnego w jasny. Po oddzie¬ leniu impulsy te kierowane sa nastepnie do bra¬ mek pierwszej 16 i trzeciej 18 lub drugiej 17 i czwartej 19. W celu uzyskania tej samej polary¬ zacji impulsy wchodzace do bramek 17 i 19 prze¬ chodza przez odwracacz fazy 15. Fotoelement blo¬ kujacy 7 wysyla impulsy poprzez wzmacniacz 11 do dyskryminatora amplitudy 12, który formuje je w. impulsy prostokatne odpowiadajace polaryzacja aktualnemu stanowi fotoelementu 7. Impulsy jed¬ nego znaku otwieraja bramki 18 i 19, natomiast impulsy drugiego znaku poprzez odwracacz fazy 13 otwieraja bramki 16 i 17, kierujac w ten spo¬ sób impulsy z fotoelementu licznikowego do odpo¬ wiednich, w zaleznosci od kierunku ruchu urza¬ dzenia uchylnego, wejsc licznika rewersyjnego 22.Np. jezeli usytuowanie fotoelementów 6 i 7 jest takie jak na fig. 1 i 2, a kierunek ruchu „w przód" odpowiada obrotowi tarczy w prawo, to przy oswietlonym fotoelemencie blokujacym 7 impulsy odpowiadajace przejsciu fotoelementu licznikowego 6 ze stanu jasnego w ciemny sa kierowane do wejscia „w przód" P licznika rewersyjnego 22 na¬ tomiast impulsy odpowiadajace przejsciu fotoele¬ mentu licznikowego ze stanu ciemnego w jasny sa kierowane do wejscia „w tyl" T licznika re¬ wersyjnego.Przy zaciemnionym fotoelemencie blokujacym 7 impulsy odpowiadajace przejsciu fotoelementu licz¬ nikowego 6 ze stanu ciemnego w jasny kierowane sa do wejscia „w przód" P licznika rewersyjnego 22, natomiast impulsy odpowiadajace przejsciu fo¬ toelementu licznikowego ze stanu jasnego w ciem¬ ny sa kierowane do wejscia „w tyl" T licznika re- . wersyjnego. Jak wynika z opisu impulsy kierowa- 5 ne sa wytwarzane na krawedziach szczelin, stad tez przy tej samej dokladnosci kwantowania ilosc szczelin i zabków moze byc o polowe mniejsza niz w konwencjonalnych przetwornikach liczacych. Po powrocie tarczy do polozenia zerowego fotoele- 10 ment 5 zostaje oswietlony i sprowadza licznik 22 do zera w przypadku powstania ewentualnego bledu od zaklócen.Zakresu wynalazku nie zmienia zastosowanie w przetworniku czujników innego rodzaju jak po¬ dano w przykladzie wykonania, a reagujacych po¬ dobnie jak fotoelektryczne na zmiane stanu oto¬ czenia znajdujacego sie w ich zasiegu, zastosowa¬ nie ukladów optycznych, zastapienie tarczy linia¬ lem co pozwoli mierzyc przesuniecia liniowe, oraz 20 zamiana funkcji obydwu elementów czujnika. PL