Фотоэлектрический преобразователь перемещения в код

 

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и предназначено для использования в преобразователях угловых перемещений в код. Целью изобретения является повышение точности преобразователя. Дпя этого в преобразователь, содержащий излучатель, кодовые диски с кодовыми дорожками, фотоприемник, три нуль-органа, триггер, элементы И, счетчик и регистр, введены блок умножения, формирователь импульсов, делитель частоты и инвертор, а кодовые дорожки дисков имеют по +1 штрихов. При относительном перемещении дисков световой поток излучателя модулируется дисками и поступает на фотоприемник. С его выхода через нуль-орган сигналы поступают на триггер . Сигналы с фотоприемника одновременно поступают в блок умножения, где осуществляется их умножение на число 2. Эти сигналы через формирователь импульсов, инвертор и нульорган поступают на входы элементов И, управление работой которых осуществляет триггер. С выхода формирователя импульсов сигналы одновременно поступают на вход делителя частоты , где они делятся на число (). С его выхода сигналы проходят нуль-орган и управляют работой триггера и регистра. С выходов элементов И сигналы управляют работой счетчика. При этом с выхода элемента И они каждый раз сбрасывают счетчик в исходное состояние, а с выхода другого элемента И формируют информационное число в счетчике. Каждый раз при обновлении кода регистр и счетчик обнуляется. Это позволяет повысить точность преобразователя при позиционном съеме информации. 2 ил. i О)

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСН ИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) А1 сЮ 4 Н 03 М 1/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3814361/24-24 (22) 20.11.84 (46) 07.02.87. Бюл. Р 5 (72) В.В.Титов (53) 681.325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 720458, кл. С 08 С 9/06, 1977.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1259483, кл. С 08 С 9/06, 1984. (54) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В КОД (57) Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и предназначено для использования в преобразователях угловых перемещений в код. Целью изобретения является повьппение точности преобразователя.

Для этого в преобразователь, содержащий излучатель, кодовые диски с кодовыми дорожками, фотоприемник, три нуль-органа, триггер, элементы

И, счетчик и регистр, введены блок умножения, формирователь импульсов, делитель частоты и инвертор, а кодовые дорожки дисков имеют по И=2 +1 и штрихов, При относительном перемещении дисков световой поток излучателя модулируется дисками и поступает на фотоприемник. С его выхода через нуль-орган сигналы поступают на триггер. Сигналы с фотоприемника одновременно поступают в блок умножения, где осуществляется их умножение на число 2". Эти сигналы через формирователь импульсов, инвертор и нульорган поступают на входы элементов

И, управление работой которых осуществляет триггер. С выхода формирователя импульсов сигналы одновременно поступают на вход делителя частоты, где они делятся на число (2 +1). С его выхода сигналы прохои дят нуль-орган и управляют работой триггера и регистра. С выходов элементов И сигналы управляют работой счетчика. При этом с выхода элемента И они каждый раз сбрасывают счетчик в исходное состояние, а с выхода другого элемента И формируют информационное число в счетчике. Каждый раз при обновлении кода регистр и счетчик обнуляется. Это позволяет повысить точность преобразователя при позиционном съеме информации.

2 ил.

На фиг.l приведена структурная схема преобразователя; на фиг.2 временные диаграммы его работы.

Преобразователь содержит излучатель 1, в который входят осветитель и фокусирующая линза, диски 2 и 3 с кодовыми дорожками 4, фотоприемник

5, блок 6 умножения, формирователь

7 импульсов, делитель 8 частоты, инвертор 9, нуль-органы 10-12, триггер

13, элементы И 14 и 15, счетчик 16 и регистр 17.

Преобразователь работает следующим образом.

При перемещении диска 2 относительно диска 3 световой поток от излучателя 1 модулируется кодовыми дорожками 4 и поступает на фотоприемник 5. На его выходе формируется сигнал 18 (фиг.2):

U = U sin (2 +l)ut, и период которого равен

Т, = 1/(2 +1)и, 30 где n = 1,2,... — любое целое число;

И вЂ” угловая скорость перемещения диска 2 относительно диска 3.

Сигнал 18 в блоке 6 умножается на число 2" и преобразуется в сигнал 19 (фиг.2) с амплитудой П

Б, = U sin 2 (2 +1)ut, 35 и периодом следования

Т = 1/2 (2 "+1)и.

После преобразования в формирователе 7 сигнал 19 преобразуется в пос- 5 ледовательность импульсов (20 на фиг.2) и поступает на вход делителя

8 частоты, где осуществляется его деление на число (2"+1). На выходе делителя 8 формируется сигнал 21 с периодом Т

Т = 1/2 сэ.

Э

Таким образом, в преобразователе формируются три последовательности сигналов 18, 20 и 21, при этом сигнал 21 при перемещении диска 2 смещается по фазе относительно сигнала с выхода фотоприемника 5. Так как

1 12889

Изобретение относится к области автоматики и может быть использовано для систем преобразования линейных или угловых перемещений в код.

Целью изобретения является повышение точности преобразователя.

1! 2 период сигнала 21 является эквивалентом перемещения диска 2 на вели2 чину †„-, то очевидно, что в преоб- разователе перемещению на величину

27

j ставится в соответствие такое

2" же число j периодов сигнала 18, которое размещается во временном интервале д Tj, равном фазовому сдвигу между сигналами 18 и 21.

В преобразователе начало отсчета соответствует нулевому сдвигу фазы о при j = О. Перемещению на 180 соответствует условие, при котором фазовый сдвиг между сигналами 18 и 21 равен половине периода сигнала 18.

Угловому смещению диска 2 на 2 соответствует условие, при котором фазовый сдвиг между сигналами 18 и

21 равен периоду сигнала 18, в котором укладывается 2 периодов сигналов 19.

При позиционном съеме информации о перемещении диска 2 сигналы 18, 20 и 21 подаются на входы нуль-органов

10-12 соответственно. На выходах нуль-органов 10 и 1! формируются управляющие сигналы 22 и 23 в моменты перехода сигналов 18 и 20 через нуль.

Они управляют работой триггера 13, на прямом выходе которого формируются сигналы 25 длительностью, равной фазовому сдвигу между сигналами 18 и 21. Сигналы 24 с формирователя 7 инвертируются инвертором 9 и после нуль-органа 12 поступают на входы элементов И 14 и 15. С элемента И 14 сигналы 26 с числом в каждом цикле измерения, равным смещению относительно начала отсчета на величину

2ii — j поступают на счетный вход счетчика 16.

Цикл измерения, равный периоду сигнала 21, каждый раз завершается в момент появления сигнала 23, который одновременно дает разрешение на стирание информации в регистре 17, записанной в предыдущем цикле. Он дает разрешение на перезапись в обнуленный регистр 17 текущей информации о величине перемещения из счетчика !6, который сбрасывается в нуль первым сигналом с выхода элемента И 15 (27 на фиг.2). Информация в регистре

128891) 18

23

Л

Составитель Ю.Котов

Техред Л.Сердюкова

Редактор А.Петров

Корректор Г.Решетник

Заказ 7823/58

Тираж 922 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий!

13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4!

7 хранится до момента завершения цикла, равного периоду сигнала 21.

Формула и з обретения

Фотоэлектрический преобразователь перемещения в код, содержащий оптически соединенные излучатель, линзу, первый диск с кодовой дорожкой, второй диск с кодовой дорожкой и фотоприемник, выход которого соединен с входом первого нуль-органа, выход которого соединен с первым входом триггера, второй нуль-орган, выход которого соединен с вторым входом триггера и входом управления регистра, третий нуль-орган, выход которого соединен с первыми входами первого и второго элемента И, первый выход триггера соединен с вторым входом первого элемента И, второй выход триггера соединен с вторым входом второго элемента И, выходы первого и второго элементов И соединены с информационным входом и входом управления счетчика соответственно, выходы счетчика соединены с соответствующими входами регистра, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в него введены блок умножения, формирователь импульсов, делитель частоты и

10 инвертор, а кодовые дорожки первого и второго дисков выполнены с числом штрихов N = 2" +1, где n — натуральное число, выход фотоприемника соединен с входом блока умножения, выход которого соединен с входом формирователя импульсов, выход которого соединен с входами инвертора и делителя частоты, выход которого соединен с входом второго нуль-органа, 20 выход инвертора соединен с входом третьего нуль-органа.