SU540277A1 - Аналого-цифровой преобразователь - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области цифровой электроизмерительной и счетно-решающей техники и может быть использовано в качестве высокочастотного функционального преобразовател  механических перемещений в цифровой код.

Известны преобразователи аналогичного назначени , выполненные на основе нониусных оптико-волоконных квантующих и кодирующих устройств.

Известен аналого-цифровой преобразователь , содержащий осветитель, оптически св занный через диафрагму с блоком управлени , выходы которого оптически св заны с управл ющими фотоприемниками, подключёнными к регистру сдвига и логическому элементу ИЛИ, выход которого соединен с тактовым входом регистра сдвига, кодирующий блок, входы которого оптически соединены с источниками света, попарно соединенными между. собой, а выходы - с фотоприемникамй, блок питани .

Диапазон нреобразовани  описанного ус;.тоойства определ етс  модулем нониусной шкапы и, как правило, не превышает нескольких квантов опорной щкалы. Расширение диапазона функционального преобразовани  требует применени  крупномодульных нониусных шкал, что приводит к ухудшению габаритновесовых параметров чувствительного элемента преобразовател  и, следовательно, ограничивает возможности его практического использовани . Кроме того, точность преобразовател  недостаточно высока из-за низкой метрологической надежности его электронной схемы, осуществл ющей совместную логическую обработку амплитудно-модулированных сигналов с информационных и управл ющих фотоприемников .

Целью изобретени   вл етс  повышение точности и расширение функциональных возможностей преобразовател .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в

преобразователь введены блок определени  направлеии  перемещени , реверсивный распределитель импульсов и ключевые элементы, а источники света разделены на две группы и подключены через соответствующие ключевые

Claims (1)

1. элементы грубого отсчета к одному из входов блока питани , а к другому входу - через ключевые элементы нониусного отсчета, котоpbie соединены с регистром сдвига, причем управл ющие фотоприемники через последовательно соединенные блок определени  направлени  перемещени  и реверсивный распределитель импульсов подключены к ключевым элементам грубого отсчета. Конструкци  описываемого аналого-цифрового преобразовател  по сн етс  чертежом. Преобразователь включает в себ  осветитель 1, оптически соединенный через диафрагму 2 со входами 3 оптико-волоконного блока управлени  4. Интервалы расположени  щелей диафрагмы и входов управл ющего блока относ тс  как интервалы делений опорной и нониусной шкал. Выходы управл ющих световодов 5 оптически св заны с управл ющими фотоприемниками (УФП) 6, подключенными параллельно входам логического элемента ИЛИ 7 к параллельному регистру сдвига (PC) 8. Выход логического элемента ИЛИ подключен к тактовому входу PC. Выходы управл ющих фотоприемников подключены к блоку определени  направлени  перемещени  (БОНП) 9, выходы которого св заны с реверсивным распределителем импульсов 10. Преобразователь включает в себ  также оптико-волоконный кодирующий блок 11, входы 12 которого разделены, например, на две группы 13, оптически соединенные с соответствующими группами источников света 14, которые попарно соединены между собой и присоединены к одному из входов блока питани  (на чертеже не показан) через ключевые элементы грубого отсчета 15, подключенные к выходам распределител  импульсов, а к другому входу - через ключевые элементы нониусного отчета 16, св занные с выходами регистра сдвига. Выходные торцы световодов 17 кодирующего блока разведены по блоку разр дных фотоприемников 18 в соответствии с требуемой функцией преобразовани . Работа преобразовател  происходит следующим образом. При перемещении диафрагмы 2 ее непрозрачные участки последовательно перекрывают входные торцы 3 блока управлени  4. Оптические сигналы с выходных торцов 5 воспринимаютс  фотоприемниками 6, которые в моменты полного перекрыти  соответствующих входов 3 вырабатывают электрические импульсы. Пространственный период следовани  импульсов с одного и того же УФП равен интервалу делени  опорной шкалы, а пространственный фазовый сдвиг между импульсами , вырабатываемыми соседними ФП - ра , Т вен , где п- число делении нониусНОЙ шкалы (знак зависит от направлени  перемещени ). В зависимости от соотношени  фаз импульсов , поступающих на входы блока 9, последний выдает управл ющий сигнал на шину (-(-) или (-), что соответствует пр мому и обратному ходу диафрагмы. При этом каждому положению диафрагмы соответствует единичный сигнал на одной из выходных шин распределител , который с приходом тактовых импульсов сдвигаетс  в ту или иную сторону в зависимости от знака выходного сигнала БОНП. Одновременно сигналы с ФП 6 подаютс  на входы регистра сдвига, который по команде с выхода элемента «ИЛИ записывает поступающую на него информацию и запоминает до прихода следующего управл ющего сигнала на его тактовый вход. Это приводит к поочередному замыканию ключевых элементов 16 и зажиганию источников света из группы, в цепи питани  которой находитс  замкнутый ключевой элемент 15. При этом вс кий раз засвечиваетс  один из входов кодирующего блока 11 и на выходе разр дных фотоприемников 18 формируетс  цифровой код заданной функции в точке совпадени . Описанный процесс кодировани  происходит циклически с периодом, равным шагу опорной шкалы. Моменты начала и конца цикла задаютс  моментами переключени  элементов 15. При этом каждому циклу кодировани  соответствует сво  группа источников света. Так, при шаге опорной шкалы мм, числе делений нониусной шкалы равном 10 изамкнутогуключевом элементе грубого отсчета, соответствующем диапазону О-1 мм значени  функции преобразовани  в точках 0,1 мм; 0,2 мм; 0,3 мм0,9 мм формируютс  при помощи первой группы источников света. При переходе на следующий диапазон (1-2 мм) в формировании кода участвуют источники света второй группы. Описанна  конструкци  электронного узла преобразовател  полностью исключает ошибку неоднозначности, поскольку каждое значение функции формируетс  отдельным источником света. Расширение диапазона преобразовани  в данном устройстве легко может быть достигнуто за счет пропорционального увеличени  количества источников света, входов кодирующего блока, а также количества выходов распределител . Таким образом, за счет введени  в предложенный преобразователь новых конструктивных элементов удалось существенно расширить диапазон преобразовани  без ухудшени  габаритно-весовых параметров подвижного элемента, а также повысить точность преобразовани  за счет исключени  ошибки неоднозначности . Формула изобретени  Аналого-цифровой преобразователь, содержащий осветитель, оптически св занный через диафрагму с блоком управлени , выходы которого оптически св заны с управл ющими фотоприемниками , подключенными к регистру сдвига и логическому элементу ИЛИ, выход которого соединен с тактовым входом регистра сдвига, кодирующий блок, входы которого оптически соединены с источниками света, попарно соединенными между собой, а выходы - с фотоприемниками, блок питани , отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности преобразовател  и расширени  его функ. циональных возможностей, в него введены блок определени  направлени  перемещени , реверсивный распределитель импульсов и ключевые элементы, а источники света разделены на две группы и подключены через соответствующие ключевые элементы грубого отсчета

   к одному из входов блока питани , а к другому входу - через ключевые элементы нониусного отсчета, которые соединены с регистром сдвига, причем управл ющие фотоприемники

   через последовательно соединенные блок определени  направлени  перемещени  и реверсивный распределитель импульсов подключены к ключевым элементам грубого отсчета.

   /7

   i i

   П I-I

   fd