Преобразователь угла поворота вала в двоичный код

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 547801 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено11.12-75 (21) 2198561/24 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.02.77.Бюллетень № 7 (45) Дата опубликования описания 02.06.77 (51) M. 1(n. т08 С 9/00

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР по делам изооретений и открытий (53) УДК 681,325 (088.8 ) (72) Авторы изобретения

Ю. С. Шарин и В. И. Ильницкий

Уральский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. С. М. Кирова (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА

В ДВОИЧНЫЙ КОД

Изобретение относится к области числового управления машинами и механизмами.

Известны преобразователи "вал-код", представляющие собой диск, на который нанесена кодовая шкала, и взаимодействующие с кодовой шкалой считывающие элементы(1).

Кодовая шкала состоит из одного или нескольких коНцентрических колец, каждое из которых разбито на равные смежные участки, образующие на шкале секторы, число которых равно числу фиксируемых преобразователем позиций вала. Число концентрических колец - кодовых дорожек шкалы, как правило, равно числу считывающих элементов.

Участки каждой кодовой дорожки могут обладать несколькими различными физическими качествами.

Активные участки — обычно участки, хорошо проводящие электрический или световой магнитный, воздушный или другие пото- gp ки, Например, металлические ламели шкалы образуют активные участки, а изолирующие промежутки между ламелями - пассивные; прозрачные участки шкалы - активные, а непрозрачные — пассивные, ферромагнитные

2 участки- активные, а неферромагнитные— пассивные и т.д.

Считывание информации с кодовой шкалы осуществляется контактным или бесконтактным способами. В первом случае считывающими элементами являются щетки, во втором — фотодиоды, фотосопротивления, магнитные головки и т.д.

Существующие преобразователи "вал-код" на основе кодовых шкал с числом кодовых дорожек, меньшим числа считывающих элементов, включая и однодорожечные, формируют коды, как правило, требующие преобразования в обычный двоичный код, в котором возможно выполнение арифметических операций. Применение преобразующих устройств для таких преобразователей валкод в значительной мере компенсирует выигрыш, полученный за счет более простой кодовой шкалы.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является преобразователь угла поворота вала в двоичный код, содержащий кодовый диск с концентрически ми кодовыми дорожками, каждая из которых

547801 выполнена из десяти активных и пассивных секторов, и считывающие элементы (2).

Любая из четырех кодовых дорожек предназначена дпя формирования только одного разряда кода. Единичные и нупевые симвопы разрядов кода в том же порядке нанесены на участки соответствующих кодовых дорожек. Участки единичных символов — активные, других - пассивные. С каждой кодовой дорожкой взаимодействует считываю- р щий элемент, состояние которого изменяется в зависимости от физических свойств участков. Недостатком такого преобразователя угла поворота вала в двоичный код является сложная имеющая 15 активных участков д и 25 пассивных участков кодовая шкала, Изготовпение такой шкапы требует выпопнения большого числа трудоемких операций. Кодовые диски с представленной и капой имеют большие габариты, массу и, спедоватепьно, р) момент инерции.

Цепь изобретения — упрощение конструкции и повышения точности преобразователя.

Это достигается тем, что в преобразователь угла поворота вала и двоичный код введены диоды, внешняя кодовая дорожка выпопнена с двумя смежными активными секторами, а внутренняя кодовая дорожка выполнена из чередующихся между собой активных и пассивных секторов, считывающие элементы 3О внешней кодовой дорожки размещены на гра« нице нупевого, второго, четвертого, шестого секторов, считывающий эпемент четвертого сектора соединен через соответствующие диоды со считывающими элементами ну-35 левого и второго секторов, а считывающий элемент внутренней кодовой дорожки размещен на границе нулевого сектора.

На чертеже представлена схема преобразователя угла поворота вала в двоичный 4О код.

Предлагаемый преобразователь состоит из диска 1 с внешней и внутренней концентрическими кодовыми дорожками, которые выполнены из активных 2 и пассивных 3 М участков (секторов), считывающих эпементов 4 и диодов 5.

Преобразоватепь угла поворота вала в двоичный код работает спедуюшим образом.

В начальном положении все считывающие элементы 4 взаимодействуют с пассивными участками 3 кодовых дорожек. Активные участки 2 внешней кодовой дорожки в этот момент расположены в седьмом и восьмом секторах, а активные участки 2 внутренней дорожки — в первом, третьем, пятом, седьмом и девятом секторах. Состояние считывающих элементов в исходный момент обозначим через "0", тогда совокупность состояний счить>вающих элементов (кодовую 6О ф. комбинацию) можно представить в виде 0

О() 0 () 0 () О®, Значение индексов при нулевых символах соответствуют номерам считывающих зпементов. Первый считывающий элемент образует символы первого (младшего) разряда двоичного кода, второй и четвертый считыв аюшие элементы — символы второго разряда двоичного кода, третий и четвертый — третьего разряда, а пятый считывающий элемент - четвертого (старшего) разряда кода 8421. С учетом состояний всех считывающих элементов результирующая кодовая комбинация представляется так (:)„ 0 „О 0 „. При повороте шкалы отйоситепьно считывающего элемента на один участок (первый тактовый момент ) активные участки внешней кодовой дорожки перемещаются - восьмой и девятый секторы, а активные участки внутренней кодовой дорожки нулевой, второй, четвертый, шестой и восьмой секторы и считывающие зпементы примут состояние 1 0 0 (0(0 .

Сформированная в этот момент резупьтируюшая кодовая комбинация равна О О Q 0 Р ЗР 2Р Ц>

Во второй тактовый момент активные участки внешней кодовой дорожки смешаются в девятый и нупевой секторы, а активные участки внутренней кодовой дорожки — в первый, третий, пятый, седьмой и девятый секторы. Считывающие элементы принимают ояния О() 1() 0(3) 0(4) 0(5)а ре зупьтирующая комбинация равнаО О

4Р ЗР ZP Р

Отмечая, таким образом, положение активных участков обеих кодовых дорожек относительно считывающего элемента легко

J в последующие тактовые моменты определить состояния их и„ следовательно, резупьтируюшие кодовые комбинации на выходных шинах преобразователя "вап-код" в каждый тактовый момент. За одич оборот кодового диска такого преобразователя формируются спедуюшие комбинации двоичного кода 8421:

0000, 0001, 0010, 0011, 0100, 0101, 0110, 0111„1000, 1001. Отметим назначение диодов, связывающих второй считывающий элемент с четвертым, и третий считывающий элемент с четвертым. Четвертый считывающий эпемент участвует в формировании симвопов второго и третьего разрядов. Очевидно, что если бы второй, третий и четвертый считывающие элементы имепи бы непосредственную связь, то в те тактовые моменты, когда третий считывающий элемент взаимодействует с активным участ ком, единичный символ формировался бы не только в третьем разряде кода, но и во втором„что недопустимо. В то же время единичные символы, формируемые на четвертом считывающем эпементе, допжны добав54780 1 ляться к символам третьего считывающего элемента, к которому подсоединена выходная шина преобразователя, передающая сит налы, соответствующие символам третьего разряда двоичного кода 8421. Реализация таких условий может быть выполнена путем включения диода в цепь связи третьего считывающего элемента с четвертым, пропускающим единичные символы от четвертого считывающего элемента к третьему счи- р тывающему элементу и не пропускающего единичные символы от третьего считывающего элемента к четвертому считывающему элементу, участвующему в образовании единичных символов в кодовых комбинациях ц второго разряда кода. Назначение диодапропустить единичные символы от четвертого считывающего элемента во второй считывающий элемент, к которому подключена выходная шина второго разряда, воспроиз- 20 водимого двоичного кода, и предотвратить образование единичных символов в третьем разряде в моменты взаимодействия второго считывающего элемента с активными участками внешней кодовой дорожки. 25

Предлагаемый преобразователь угла поворота вала в двоичный код имеет меньшие в сравнении с прототипом габариты, массу, момент инерции кодового диска, значительно более простую, и, следовательно, менее 30 трудоемкую в изготовлении кодовую маску.

Внешняя кодовая дорожка такого преобразователя,участвующая в формировании трех разрядов двоичного кода, имеет только два активных смежных участка и восемь смеж-M ных пассивных, а кодовые дорожки прототипа, участвующие в формировании того же числа разрядов, имеют десять активных и двадцать пассивных участков. формула изобретения

Преобразователь угла поворота вала в двоичный код, содержащий кодовый диск с концентрическими кодовыми дорожками, каждая из которых выполнена из десяти активных и пассивных секторов, и считывающие элементы, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения точности преобразователя, в него введены диоды, внешняя кодовая дорожка выполнена с двумя смежными активными секторами, а внутренняя кодовая дорожка выполнена из чередующихся между собой активных и пассивных секторов, считывающие элементы внешней кодовой дорожки размещены на границе нулевого, второго, четвертого и шестого секторов, считывающий элемент четвертого сектора соединен через соответствующие диоды со считывающими элементами нулевого и второго секторов, а считывающий элемент внутренней кодовой дорожки размещен на границе нулевого сектора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Филиппов В. Г. Бифраторы перемещений, М., Воениздат, 1965 r., стр. 8.

2. Шарин Ю. С. и др. Комбинированные шкалы в системах автоматики М., Энергия, 1973 г. стр. 5 {прототип).

547801

Составитель И, Назаркина

Редактор Е. Гончар Техред Г. Родак Корректор В. Куприянов

Заказ 637/102 Тираж 872 Подписное

Е1НИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113О35, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент". г. Ужгород, ул. Проектная, 4