SU1238239A1 - Преобразователь перемещени в код - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано дл  измерени  механических перемещений. С целью упрощени  и повышени  надежности преобразовател , содержащего сканер , экранирующую маску, жестко соединенную с объектом, группу фотоприемников , введены блок синхронизации, два синхронизирзпощих фоторезистора, последовательно соединенные усили- тель, дифференцирующий Элемент, счетчик и регистр, а экранирующа  маска вьшолнена в виде пластины с клиновидной прорезью. Сканер формирует узконаправленный луч в плокости, перпендикул рной направлению перемещени  экранирующей маски, образующие . клиновидной прорези которой ограничи- вают доступ светового потока луча к светочувствительной поверхности фоточувствительного элемента; Последовательна  засветка фотоприемников фоточувствительного элемента вызывает ступенчатое нарастание тока в цепи общего сопротивлени  нагрузки.. Затем, после усилени , осуществл етс  выделение фронтов указанного тока дифференцирующим элементом и .их последующий подсчет в счетчике. 2ил. (Л

Description

- « .1

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано дл  измерени  меанических перемещений.

Целью изобретени   вл етс  упроение и повьшение надежности преобразовател  перемещени  в код.

На фиг. 1 представлена функциональна  схема преобразовател ; на иг. 2 - временные диаграммы, по с ющие работу устройства..

Перобразователь содержит сканер 1, экранирующую маску 2, жестко соединенную с контролируемым объектом (не показан), синхронизирующие оторезисторы 3 и 4, выполненные в иде узких полос и расположенные в епосредственной близости от отсечных кромок клиновиднвй прорези 5 маски 2, базовый фоточу зствительный элемент 6, электрическа  часть которого выполнена в теле монокристалла кремни  в виде группы равноотсто щих на величину л1, последовательно расположенных и па раллельно соединенных фотоприемников 7, блок 8 син- хронизации, усилитель 9, дифференцирующий элемент 10, счетчик 11, регистр -12.

Преобразователь работает следую, щим образом.

Сканер 1 формирует узконаправлен- ный сканирующий луч и разворачивает его в плоскости сканировани  симметрично относительно оси 0-0 с частотой , значительно превышающей наибольшую возможную частоту колебаний контролируемого объекта. При этом

фокусировка луча осуществл етс  так, что в своем поперечном сечении в плоскости размещени  фотоприемников симметрично относительно оси 0-0- он представл ет собой пр моугольник с резкими переходами от света к тени по малым сторонам и прот женностью в плоскости сканировани , превьшающей величину максимального рассто ни  между образующими прорези 5 маски 2 с учетом

линейных размеров фоторезисторов 3 и 4. Сформированный таким образом луч.света направл етс  на экранирующую маску 4, отсечные кромки которой расположены с минимально возможным , зазором ДЬ относительно светочувствительной поверхности базового фоточувствительного элемента бив fo же врем  отсто т от сканера 1 на

382392

рассто ние L, при этом L дЬ. Образующие клиновидной прорези 5 ограничивают доступ светового потока к светочувствительной поверхности

5 элемента 6 в линейной св зи с измер емым /перемещением.

Работа устройства при движении светового п тна в направлении V (фиг. 1).

10 По мере, движени  п тна,.начина  с момента времени t (фиг. 2), происходит быстра  засветка части рабочей поверхности синхронизирующего фоторезистора 3. При этом в цепи

15 последнего возникает импульс фототока i. Передним фронтом этого импульса через блок 8 синхронизации осуществл етс  сброс содержимого счетчика 11 числа в едущих импульсов.

20 По прошествии некоторого интервала

-.времени, , величина которого зависит от конструктивного исполнени 

устройства, частоты сканировани  и

текущего положени  маски 2, начинае.т-- 25 с  процесс последовательной засветки

расположенных с шагом д L фотоприемников , дл  которых справедпиво условие и L дг, где Дг - прот женность зон Р -h-переходов в плоское

30 ти сканировани . Следствием этого процесса  вл етс  ступенчатое нарастание TotfcL в цепи общего дл  всех фотоприемников активного сопротивлени  нагрузки и соответствующее из35 менение выходного сигнала U (фиг.2), который подаетс  на вход усилител  9. Усиленньй сигнал поступает на вход дифференцирующего элемента 10, кото- рьй осуществл ет выделение его фрон40 тов, импульсы с выхода этого элемента подаютс  на вход счетчика 11, который осуществл ет подсчет их числа .

I, .Таким образом, по завершении за . светки всех диодов, доступ ных дл  светового потока при данном, текущем положении маски 2, под п счетчика 11 отказываетс  линейно св занным с величиной контролируемого перемещени. 

S, поскольку А L const, S kn A L, где К - коэффициент пропорциональности , определ емьй углом между образующими клиновидной .прорези 5. Максимальна  погрешность д S обусловле55 на неравеством Л 1 дг и может достигать величины flS 2k.AL. Счита  - некоторое врем  t с момента засветки последнего, доступного дл  свето45

вого п тна фотоприемника, определ емого теми же факторами, что и Т , в момент tg происходит быстра  засветка части рабочей поверхности синхронизирующего фоторезистора 4, при этом возникает импульс фототока .j, передним фронтом которого через блок синхронизации разрешаетс  перезапись кода счетчика 11 в регистр 12, служащий дл  хранени  и выдачи внешнему . потребителю информации о- текущем зна |Чении контролируемого перемещени  5.

В интервале времени At (фиг.. 2) осуществл ютс  полна  зас- ветка доступных фотоприемников и процессы, аналогичные интервалам t иГ,, , Начина  с момента времени t, , вследствие дальнейшего пере мешени  светового луча в направлении U , происходит быстрое затемнение фоторе- зистора 3, вызывающее скачок фототока 1, который вызывает на выходе блока 8 синхронизации команду, перевд щую усилитель 9 в режим инвертировани , а также импульс обнулени  счетчика 11. Через врем  Tj начинает |с  процесс последовательного затемнени  фотоприемников так же, как и процесс засветки, формирующий ступенчато измен ющийс  сигнал i и„ .

н .

Усилитель 10 в этом случае работает в режиме инвертировани  и обеспечивает счет импульсов счетчиком 11 . Скачок фототока 1 возникает в результате затемнени  соотдетствующего синхронизующего фоторезистора 4 и спуст  врем  L после затемнени  последнего доступного фотоприемника, т.е. в момент t вызывает перезапись кода счетчика 1 в регистр 12.

При обратном движении светового луча в направлении и в процессе сканировани  описанна  последова- тельнос ть состо ний элементов устройства полностью повтор етс .

Информаци  о текущем значении величины перемещени  поступает на

5 0 5

0

выход, устройства с частотоГг, вдвое превышающей частоту сканировани , н не зависит от показателей качества развертки, что позвол ет значительно упростить техническую реализацию сканера.

Экранирующа  маска может быть выполнена в виде неподвижной отсечной кромки и вращающегос  диска с образу ющей в виде части спирали Архимеда, что позволит измер ть угловое положение вала.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Преобразователь перемещени  в коД, содержащий сканер, экранирующзгю маску , жестко соединенную с объектом, группу фотоприемников, отличающийс  тем, что, с целью упрощени  и повьш1ени  надежности преобразовател , в него введены блок синхронизации , два синхронизирующих фоторезистрра, вьтолненных в виде полос, последовательно соединенные усилитель, дифференцирующий элемент, . счетчик и регистр, экранирующа  маска выполнена в виде пластины с . клиновидной прорезью, образующие которой расположены вдоль линии перемещени , вдоль образующих расположены синхронизирующие фоторезисторы выход Сканера оптически соединен через экранирующую маску с входами группы параллельно соединенных фотоприемников , расположенных перпендикул рно линии перемещени , выводы синхронизирующих фоторезисторов под- ключены к соответствующим входам блока синхронизации, первый выход которого подключен к управл ющему входу счетчика, второй - к управл ющему входу усилител , а третий - .к управл ющему входу регистра, выходы регистра  вл ютс  выходами преобразовв тел .

   f P

   Редактор Л. Повхан

   (pue.Z

   Составитель М. Сидорова

   Техред М.Ходанич Корректор А, Зимокосов

   Заказ 3304/58Тираж 816Подписное

   , ВНИИПИ Государственного комитета СССР

   по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

   Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4