RU1780190C - Фотоэлектрический преобразователь перемещени в код - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к оптоэлектро- нике, в частности к устройствам фотоэлектрического преобразовани  линейного и углового перемещений и может быть использовано в системах автоматического управлени  в различных отрасл х народного хоз йства. Цель изобретени  - повышение функциональной надежности и технологичности преобразовател . Дл  этого кодова  шкала 3, расположенна  на подвижном элементе 2,состоит из основных 5 и дополнительного разр да 4. Дополнительный разр д 4 расположен р дом с младшим основным разр дом 5, аналогичен этому разр ду и смещен относительно него на половину длины кодового участка. Электронный блок содержит пороговые элементы 9-11 и дополнительный пороговый элемент 12, формиро- ватель 13 импульсов считывани  и параллельный регистр 14. Фотоприемники 6 и 7, расположенные в один р д, соединены с входами пороговых элементов 9-12. Пороговые элементы 9-11 соединены с входами параллельного регистра 14, а пороговый элемент 12 соединен с. установочным входом параллельного регистра 14, через формирователь 13 импульсов считывани . Подвижный элемент 2 со шкалой 3 освещаетс  осветителем 1. В преобразователе осуществл етс  считывание информации с разр дных дорожек 5 только при наличии импульса на выходе формировател  13, благодар  чему обеспечиваетс  высока  функциональна  надежность при сниженных требовани х к точности изготовлени  кодовой шкалы 3 и точности установки фотоприемников 6. 2 ил.•Ч 00ою о

Description

Изобретение относитс  к оптоэлектронике , в частности к устройствам фотоэлектрического преобразовани  линейного и углового перемещений, и может быть использовано в системах автоматического управлени  в различных отрасл х народного хоз йства,

Известны фотоэлектрические преобразователи дл  измерени  перемещени  при помощи кодовой шкалы, в которой используетс  двоичный код 1.

Наиболее близким техническим решением к изобретению  вл етс  преобразователь перемещени  в код 2, прин тый за прототип, содержащий элемент с обычной двоичной кодовой маской и с дополнительной дорожкой дискретизации отсчета, триггеры , логические элементы И, сгруппированные по два элемента, и инверторы , причем выход считывающего элемента каждого разр да соединен с первым входом первого логического элемента И соответствующей группы и через инвертор г с входом второго логического элемента И этой группы, выходы первого и второго логического элемента И каждой группы подключены соответственно к единичному и нулевому входам триггеров, а вторые входы всех логических элементов И соединены со считывающим элементом дискретизации (синхронизации) отсчета. В данном преобразователе элементы дорожки дискретизации на кодовой шкале располагаютс  так, что перекрывают границу перехода кодов. В этот момент сигнал считывани  не формируетс  и в пам титриггеров сохран етс  предыдуща  информ&ци  с кодовой шкалы. При последующем перемещении шкалы в фотоприемнике дорожки дискретизации отсчета сформируетс  сигнал считывани  и в триггеры пам ти запишетс  нова  информаци  кодовой шкалы. При этом точность измерени  положени  кодовой шкапы определ етс  величиной шага (кванта) первого, младшего разр да. Однако необходимостъ размещени  на кодовой шкале ,цополнмтельных элементов дорожки дискретизации на границе всех переходов кода приводит к тому, что величина элемента (кванта) дорожки дискретизации будет, как минимум, в два раза меньше величины шага (кванта) младшего разр да. Таким образом, в известном преобразователе устранение неоднозначности отсчета положени  кодовой шкалы с обычным двоичным кодом приводит к понижению технологичности и уменьшению надежности измерений.

Целью изобретени   вл етс  повышение функциональной надежности и технологичности преобразовател .

Указанна  цель достигаетс  тем. что в фотоэлектрический преобразователь перемещени  в код, содержащий кодовую шкалу с дорожкой синхронизации и дорожками разр дов кода, считывающие элементы, неподвижно установленные против кодовой шкалы вдоль линии, перпендикул рной направлению перемещени , параллельный регистр, выходы которого  вл ютс  выходами преобразовател , введены пороговые элементы по числу дорожек и формирователь импульсов, а дорожка синхронизации выполнена идентично дорожке младшего разр да кода и смещена вдоль направлени  перемещени  относительно нее на половину кванта, выходы считывающих элементов, установленных против дорожек разр дов кода, через соответствующие пороговые элементы соединены с информационными входами параллельного регистра, выход считывающего элемента, установленного против дорожки синхронизации, через соответствуюш ,ий пороговый элемент соединен с входом формировател  импульсов, выход которого соединен с входом синхронизации параллельного регистра.

На фиг.1 приведена функциональна  схема преобразовател ; на фиг.2 - схема формировател  импульсов.

Предлагаемый преобразователь содержит последовательно расположенные осветитель 1, подвижный элемент 2 в виде пластины с кодовой шкалой 3 в обычном двоичном коде, состо щей из дорожки синхронизации дополнительного разр да 4 и дорожек информационных кодовых разр дов 5, поразр дные считывающие элементы (фотоприемники) 6i,ii,iii, дополнительный считывающий элемент (фотоприемник) 7, электронный блок 8, включающий основные пороговые элементы 9,10,11, дополнительный пороговый элемент 12, формирователь 13 импульсов считывани  и параллельный регистр 14. Дополнительный разр д 4 синхродорожки аналогичен младшему разр ду 5 и с,цвинут относительно него на половину длины кодового участка (кванта). Формирователь 13 импульсов состоит из инвертора 15, соединенного с двум  дифференцирующими цепочками 16, 17, выходы которых соединены через диоды 18, 19 со схемой ИЛИ 20.

Фотоэлектрический преобразователь работает следующим образом.

При освещении осветителем 1 подвижного элемента 2 с кодовой шкалой 3 сигналы информационных разр дов Биии и дополнительного разр да 4 с выходов считывающих фотоэлементов 6i.ii,iii и 7 поступают на входы пороговых элементов 12, 9, 10, 11, на

выходах которых формируютс  импульсы двоичного кода. Причем при переходе границы кодового участка дополнительного разр да на пороговом элементе 12 сформируетс  либо положительный перепад напр жени , соответствующий переднему фронту положительного импульса, либо нулевой перепад , соответствующий заднему фронту положительного импульса. Этот перепад поступает на вход формировател  13 импульсов , инвертируетс  на инверторе 15, пр мой и инвертированный сигналы дифференцируютс  на дифференцирующих цепочках 16 и 17, а затем положительные импульсы выдел ютс  на диодах 18, 19, собираютс  на схеме ИЛИ, котора  их и формирует . Выход формировател  13 соединен с входом синхронизации параллельного регистра 14. Двоичный код, сформированный на пороговых устройствах 9,10,11 кодовых разр дов 5|.11,1||, запишетс  в регистр 14 в тот момент, когда считывающие фотоприемники 6i.ii,iii кодовых разр дов наход тс  на середине кодовых участков информационных разр дов 5i.ii,iii. Таким образом, считывание кода положени  шкалы происходит в момент наибольшей достоверности и хранитс  в регистре до следующего импульса записи.

Основным преимуществом предлагаемого преобразовател  по сравнению с прототипом вл етс повышение функциональной надежности и технологичности преобразовател , поскольку при одинаковых габаритах (одинаковой ширине кодовой шкалы) обеспечиваетс  одинакова  точность, определ ема  точностью изготовлени  синхродорожки и дорожки младшего разр да, которые в предлагаемом преобразователе имеют одинаковый шаг квантовани . Следовательно, при одинаковой разр дности (точности) снижаютс  требовани  к точности изготовлени  синхродорожки, т.е. повышаетс  технологичность . Смещение синхро;;орожки относительно дорожки млад1иего разр да на половину кванта и наличие в схеме преобразовател  пороговых элементов 9-12

и формировател  13 импульсов считывани  обеспечивает формирование достоверного кода при пониженных требовани х к точности установки считывающих элементов: Наличие этих элементов позвол ет

дополнительно снизить Tpe6oBaf nq к точности изготовлени  преобразовател  при одновременном повышении надежности -считывани  достоверной информации с кодовойшкалы .

Claims (1)

1. Формула изобретени  Фотоэлектрический преобразователь перемещени  в код. содержащий кодовую шкалу с дорожкой синхронизации и информационными дорожками разр дов кода, неподвижно установленные против кодовой шкалы вдоль линии, перпендикул рной направлению перемещени , считывающие элементы, параллельный регистр, выходы

   которого  вл ютс  выходами преобразовател , отличающийс  тем, что, с целью повышени  функциональной надежности и технологичности преобразовател , в него введены пороговые элементы по числу дорожек и формирователь импульсов, а дорожка синхронизации выполнена идентично дорожке младшего разр да кода и смещена относительно нее на половину кванта, выходы считывающих элементов, установленных против дорожек разр дов кода , через соответствующие пороговые элементы, соединены с информационными входами параллельного регистра, выход считывающего элемента, установленного

   против дорожки синхронизации, через соответствующий пороговый элемент соединен с входом формировател  импульсов, выход которого соединен с входом синхронизации параллельного регистра.

   С

   15

   16

   Фи2. 2

   . Ш1

   LJ

   20

   19

   17