Большая техническая энциклопедия
0 1 3 4 9
D V
А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ь Э Ю Я
КА КВ КЕ КИ КЛ КО КР КУ

Кодовая шкала

 
Кодовые шкалы, обеспечивающие преобразование в число функции угла или линейного перемещения, называются функциональными.
Троичная кодовая шкала позволяет производить преобразование механического перемещения в. Такое преобразование целесообразно и тех случаях, когда для обработки результатов преобразования используются затем цифровые вычислительные устройства, работающие в троичном коде. Использование троичных шкал в чистом виде, так же как и двоичных, ограничено в силу появления ошибок на границах квантования. Для исключения этих ошибок необходимо принимать соответствующие меры.
Троичные кодовые шкалы. Троичная кодовая шкала позволяет преобразовывать механическое перемещение в троичный код. Такое преобразование целесообразно производить в том случае, если для обработки результатов преобразования используются затем цифровые вычислительные устройства, работающие в троичном коде.
Троичные кодовые шкалы. Обе кодовые шкалы жестко закрепляются на валу, угол поворота которого подвергается преобразованию в троичный код.
Обе кодовые шкалы жестко закреплены на валу, угол поворота которого подвергается преобразованию в троичный код.
Построение кодовой шкалы производится исходя из согласования требуемой и реализуемой разрешающей способности на самом крутом участке функции. Так, для синусоидальной зависимости этот участок находится в начале координат. Так как одному и тому же приращению квантованного уровня соответствуют различные величины углов, то ширина светлых и темных участков на кодовой шкале с уменьшением крутизны изменения функции увеличивается. Различие ширины единич - ных участков в пределах изменения параметра затрудняет осуществление метода логического выбора считывающих органов для устранения ошибок считывания на границах участков. Поэтому здесь целесообразно использовать циклические коды.
Построение кодовой шкалы ведут, исходя из согласования требуемой и реализуемой разрешающей способности на самом крутом участке функции. Так, для синусоидальной зависимости такой участок находится в начале координат. Поскольку одному и тому же приращению квантованного уровня соответствуют различные величины углов, то ширина светлых и темных участков на кодовой шкале с уменьшением крутизны изменения функции увеличивается. Различная ширина единичных участков в пределах изменения параметра не позволяет применять метод логического выбора считывающих элементов для устранения ошибок считывания на границах участков. Поэтому здесь целесообразно использовать циклические коды.
Синусная кодовая шкала. Изготовление функциональных кодовых шкал оказывается более сложным, чем линейных.
При построении двоичной кодовой шкалы все ее поле разбивается в зависимости от того, преобразуется линейное или угловое механическое перемещение соответственно на дорожки линейные или концентрические и на колонки или секторы. Пример пятиразрядной двоичной кодовой шкалы для преобразования линейного и углового перемещения приведен на рис. 3.13. Коду нуля соответствуют темные участки, коду единицы - светлые.
Для построения двоичной кодовой шкалы все ее поле разбивают ( в зависимости от того, преобразуется линейное или угловое механическое перемещение) на линейные или концентрические дорожки и соответственно на колонки или секторы. Пятиразрядная двоичная кодовая шкала для преобразования углового перемещения приведена на рис. 8.4, где коду нуля соответствуют темные участки, коду единицы - светлые. Считывающие элементы ( они будут рассматриваться ниже) в первом случае располагаются вдоль колонки, а во втором случае-по радиусу. При перемещении шкалы считывающие элементы фиксируют появляющиеся под ними коды нулей и единиц и выдают их на выход. Таким образом, каждому положению кодовой шкалы на выходе соответствует вполне определенное двоичное число.
Схема простейшего даi чи. Благодаря наличию постоянной кодовой шкалы на подвижных ( астлх какого-либо устройства их положение постоянно кодируется, фичем начало отсчета по кодовой шкале всегда совпадает с начальным юложеннем подвижных частей устройства.

Рассмотренные до этого кодовые шкалы обеспечивали преобразование перемещения в число, линейно зависящее от него. Однако, часто приходится преобразовывать угловые перемещения, связанные функциональной зависимостью с определяемыми затем параметрами.
Рассмотренные до этого кодовые шкалы обеспечивали преобразование перемещения в число, линейно зависящее от этого перемещения. Однако часто приходится преобразовывать угловые перемещения, связанные функциональной зависимостью с определяемыми затем параметрами.
В оптических датчиках кодовая шкала / ( рис. 20) наносится на трозрачном материале, например стекле. По одну сторону кодовой икалы помещают осветитель 2 и диафрагму со щелью 3, а по другую сторону против каждой дорожки - фотоприемннли 4, обычно фотомоды.
Целесообразность выбора для кодовой шкалы преобразователя того или иного обхода, а значит, и того или иного циклического кода, определяется сложностью перехода к нему от двоичного кода и особенно сложностью перехода от циклического кода к двоичному. Необходимость такого преобразования объясняется тем, что циклические коды неудобны для выполнения арифметических операций и поэтому в цифровых вычислительных машинах используются обычно двоичные коды.
Двоичная кодовая шкала. Недостатком преобразователей с двоичной кодовой шкалой являются чрезвычайно жесткие требования к точности изготовления шкал и расположению считывающих элементов по одной прямой. Однако в практических случаях изготовление кодового диска и установка считывающих элементов производятся с определенными допусками. Наличие допусков приводит к тому, что при переходе с одного сектора на другой ( от одного двоичного числа к соседнему) считывающие элементы различных разрядов зафиксируют переход неодновременно. Это, в свою очередь, приводит к ошибкам на границах считывания. При смене цифр только в одном младшем разряде величина ошибки находится в пределах младшего разряда; при смене цифр в большем количестве разрядов величина ошибки может оказаться значительно большей цены единицы младшего разряда и соизмеримой с максимальным значением преобразуемого параметра. Например, при переходе от положения, кодированного двоичным числом 01111, к положению 1000, должно произойти, одновременное изменение цифр на обратные во всех разрядах.
Кодовые шкалы. Простейшими устройствами кодирования являются кодовые шкалы, осуществляющие преобразование угла поворота или линейного перемещения в комбинаторный код. В этом случае кодовая шкала называется комбинаторной.
Скользящие контакты применяются с кодовыми шкалами, имеющими проводящие и непроводящие участки. Если в нажимных контактных парах кодовый диск вызывает перемещение щупа, который осуществляет замыкание и размыкание контакта, то в этих парах сам контакт скользит по поверхности шкалы. При этом процесс контактирования оказывается более сложным.
Скользящие контакты применяют с кодовыми шкалами, имеющими проводящие и непроводящие участки. Если в нажимных контактных парах кодовый диск вызывает перемещение щупа, который осуществляет замыкание и размыкание контакта, то в этих парах сам контакт скользит по поверхности шкалы. В этом случае процесс контактирования оказывается более сложным.
Наибольшее распространение в технике получили кодовые шкалы для десятичного и двоичного кодов. Недостатком десятичной шкалы ( рис. 4 - 2 а) является большое число выходов-10 на 1 десятичный разряд. Двоично-десятичная шкала для кода 8421 ( рис. 4 - 2 6) имеет то преимущество, что число ее выходов сокращается до четырех, но при этом усложняется кодовая маска шкалы, так как для каждого считывающего элемента требуется отдельная кодовая дорожка.
Для кодирования пространственного положения применяют лнпйй-ные и круговые кодовые шкалы. На рис. 21 представлены кодоаьн шкалы для кодирования линейных и угловых величии.
Структурная схема преобразователя, реализующего. Отмеченный выше недостаток наличия больших ошибок двоичных кодовых шкал заключается в неопределенности считывания на границах квантования и является следствием изменения кода цифр одновременно в нескольких разрядах. Также было показано, что при изменении цифры только в одном разряде величина ошибки считывания не превышает единицы младшего разряда. Отсюда возникла идея создания кода, который бы строился таким образом, что переход от одной двоичной последовательности к соседней сопровождался бы изменением кода только в одном разряде. Создание такого кода сводится к выработке законов построения двоичных после-доват.

На левой части качающегося корпуса 15 закреплена кодовая шкала 14, расположенная на цилиндрической поверхности. Эта шкала имеет 100 кодовых единиц ( код Грея) на длине дуги угла а. Шкала 14 вместе с контактами 13 является датчиком долей миллиметра. Свет лампы попадает на фотодатчик 7, если прорезь 4 диска 5 находится над фотодатчиком; при этом фотодатчик дает сигнал.
В зависимости от вида формируемого кода различают кодовые шкалы трех типов: десятичные, двоичные и комбинаторные.
Схема преобразователя с оптическим мультипликатором. На валу / грубого отсчета вместе с кодовой шкалой 2 укрепляется прозрачный диск 5 с радиально расположенными по кольцу непрозрачными участками. Соосно с ним в непосредственной близости неподвижно располагается второй аналогичный диск 4, но с числом затемненных участков, отличающимся от первого на единицу. Со стороны фотоприемников при вращении диска 5 наблюдается картинка, на которой за счет неравенства числа непрозрачных участков на подвижном и неподвижном дисках появляются расширенные зг. Таким образом, наблюдается эффект увеличения углового перемещения, равный числу делений i подвижного диска.
На рис. 4 - 2 показаны основные варианты кодовых шкал.
Функциональная схема преобразователя кода Грея в двоичный код, поступающий в машину младшим разрядом вперед. Цифровая последовательность кода Грея младшим разрядом вперед считывается с кодовой шкалы и поступает на счетный вход триггера Тг. Если количество единиц четное, то триггер 7 после их подсчета возвращается в исходное положение и управляемая им схема Иг будет закрыта. Если число единиц нечетное, то триггер Т1 окажется в переброшенном состоянии и управляемая им схема И будет открыта.
Эта система применима при больших расстояниях между оптическим устройством и кодовой шкалой или при наличии каких-либо других конструктивных неудобств для выполнения более простой схемы по фиг.
Грубая ступень отсчета основана на методе считывания положения подвижных частей с кодовой шкалы КШ. Сигнал от фотодиодов грубой ступени матрицы подается на усилители У2 - У5, детекторы Д2 - Д5 и нуль-органы НО2 - НО5, а с них на цифру десятых долей миллиметра ( в нашем случае индицируется цифра 1) блока индикации БИ.
Схема преобразователя на электроннолучевой трубке. Выполнение кодовой маски в двоичном коде, как уже упоминалось при рассмотрении кодовых шкал, приводит к появлению больших ошибок на границах считывания. Следовательно, для упрощения ошибок считывания на границах необходимо применять кодовые маски, выполненные в циклическом или V-коде.
Блок-схема преобразователя, реализующего V-код. Метод, основанный на использовании циклических кодов, устраняет наличие больших ошибок двоичных Кодовых шкал, что вызывает неопределенность считывания на границах квантования и является следствием изменения кода цифр одновременно в нескольких разрядах. Кроме того, при изменении цифры только в одном разряде величина ошибки считывания не превышает единицы младшего разряда. Отсюда возникла идея создания таких кодов, при которых переход от одной двоичной последовательности к соседней сопровождался бы изменением, кода только в одном разряде. Создание таких кодов сводится к выработке законов построения двоичных последовательностей, обладающих отмеченным выше свойством.
Осветитель направляет световой поток через прозрачный диск, на который фотохимическим способом нанесена кодовая шкала с прозрачными и непрозрачными участками. С другой стороны диска расположены фотоприемники, количество которых равно числу разрядов двоичного числа. На рис. 12.6 показан кодовый диск с шестью разрядами. Самый старший разряд расположен ближе всего к центру диска. Прозрачный участок означает двоичную цифру 1, непрозрачный - двоичную цифру О. Свет, проходя через кодовый диск, попадает на фотоприемники. Наличие выходного сигнала с фотоприемника принимается за 1, отсутствие - за О. Такое устройство называется аналого-цифровым преобразователем или кодовым датчиком.
Осветитель направляет световой поток через прозрачный диск, на который фотохимическим способом нанесена кодовая шкала с прозрачными и непрозрачными участками. С другой стороны диска расположены фотоприемники, количество которых равно числу разрядов двоичного числа. На рис. 12.6 показан кодовый диск с шестью разрядами. Самый старший разряд расположен ближе всего к центру диска. Прозрачный участок означает двоичную цифру 1, непрозрачный - двоичную цифру О. Если во всех разрядах стоит 1, то это двоичный код десятичного числа 63 ( 1111112 63ю) - Свет, проходя через кодовый диск, попадает на фотоприемники. Наличие выходного сигнала с фотоприемника принимается за 1, отсутствие - за О. Такое устройство называется аналого-цифровым преобразователем или кодовым датчиком.

При таком способе ограничение границы зон квантования является как бы люфтом; если кодовая шкала остановится в положении, когда считывающие элементы окажутся в пределах ограничения считывания, то всякая информация на выходе отсутствует.
Двоичная кодовая шкала с ограничением зон считывания. При таком способе ограничение на границе зон квантования приводит к появлению люфта; если кодовая шкала остановится в положении, когда считывающие элементы окажутся в пределах ограничения считывания, всякая информация на выходе будет отсутствовать.
К шкальным относят такие преобразователи, в которых кодирование квантованных уровней производится с помощью кодовых шкал, называемых также кодовыми масками.
При загаетке фотодиодов на их выходе образуются сигналы, комбинации которых дают числовой отсчет положения кодовой шкалы.
Для устранения такой неопределенности прибегают к смещению считывающих элементов с границ считывания на время считывания или выполняют положение кодовой шкалы при нахождении границ считывания под считывающими элементами неустойчивым.
Кодовый датчик положения есть преобразователь угла поворота в код, в котором операция аналого-цифрового преобразования реализуется при помощи кодовой шкалы. Повышение разрешающей способности и пределов измерения преобразователя вызывает увеличение объема кода. Это в свою очередь ведет к уменьшению шага квантования шкалы, увеличивает ее габариты и трудоемкость изготовления. Отсюда возникает проблема масштабного преобразования измеряемой величины, создания многоотсчетных устройств, связанных между собой по принципам позиционных систем счисления. Практически это выражается в том, что вместо одной шкалы, создаются две или более, кинематически связанные друг с другом.
Для устранения такой неопределенности прибегают к смещению считывающих элементов с границ считывания на время считывания или выполняют неустойчивым положение кодовой шкалы при нахождении границ считывания под считывающими элементами.
Контактные преобразователи разделяются на группы: по типу контакта - с нажимным, контактом и со скользящим; по виду кодовой шкалы - на дисковые, барабанные и кулачковые. У дисковых и барабанных преобразователей электрический импульс получается за счет чередования проводящих и непроводящих поверхностей, по которым скользит контактная щетка, а у кулачковых - за счет замыкания и размыкания контактных пар. При этом в зависимости от угла отклонения указатель контактирует с теми или иными проводящими ламелями.
Благодаря наличию постоянной кодовой шкалы на подвижных ( астлх какого-либо устройства их положение постоянно кодируется, фичем начало отсчета по кодовой шкале всегда совпадает с начальным юложеннем подвижных частей устройства.
В датчики обратной связи по положению входят: датчики целых миллиметров и их долей, согласоватсль, предназначенный для согласования положения кодовой шкалы целых миллиметров относительно работающих с нею контактов с положением фотодатчика относительно экрана, и блок сравнения, состоящий из двух частей: схемы сравнения.
Преимуществами непрерывных источников являются невысокие требования к источникам питания ( малая мощность источников питания); непрерывный световой поток не накладывает ограничений на скорость изменения преобразуемого параметра в том смысле, что, как бы часто ни перекрывался световой поток непрозрачными участками кодовой шкалы, это всегда может быть зафиксировано фотоприемником, обладающим соответствующими частотными характеристиками.
Для построения двоичной кодовой шкалы все ее поле разбивают ( в зависимости от того, преобразуется линейное или угловое механическое перемещение) на линейные или концентрические дорожки и соответственно на колонки или секторы. Пятиразрядная двоичная кодовая шкала для преобразования углового перемещения приведена на рис. 8.4, где коду нуля соответствуют темные участки, коду единицы - светлые. Считывающие элементы ( они будут рассматриваться ниже) в первом случае располагаются вдоль колонки, а во втором случае-по радиусу. При перемещении шкалы считывающие элементы фиксируют появляющиеся под ними коды нулей и единиц и выдают их на выход. Таким образом, каждому положению кодовой шкалы на выходе соответствует вполне определенное двоичное число.
При построении двоичной кодовой шкалы все ее поле разбивается в зависимости от того, преобразуется линейное или угловое механическое перемещение соответственно на дорожки линейные или концентрические и на колонки или секторы. Пример пятиразрядной двоичной кодовой шкалы для преобразования линейного и углового перемещения приведен на рис. 3.13. Коду нуля соответствуют темные участки, коду единицы - светлые.

Простейшими устройствами кодирования являются кодовые шкалы, осуществляющие преобразование угла поворота или линейного перемещения в комбинаторный код. В этом случае кодовая шкала называется комбинаторной.
Этот датчик подает команду о том, что подвижный орган находится внутри участка 5 0 5 мм от заданного в программе положения. Он конструктивно воплощает контактную кодовую шкалу 2 и контакты 6 ( фиг. Схема датчика целых миллиметров приведена на фиг.
В результате фотоприемники 6 7 к вал 8 вращаются синхронно с затемненными участками и, следовательно, в i раз быстрее. На валу 8 жестко закрепляется кодовая шкала 10 точного отсчета.
Грубую ступень отсчета выполняют в виде кодового преобразователя перемещений. Для этого рядом с измерительной решеткой нанесена кодовая шкала 13 ( рис. 18), состоящая из нескольких дорожек, на которых нанесены участки непрозрачного покрытия, образующие двоично-десятичный циклический код. Против каждой дорожки расположено по одному фотодиоду.
 
Loading
на заглавную 10 самыхСловариО сайтеОбратная связь к началу страницы

© 2008 - 2014
словарь online
словарь
одноклассники
XHTML | CSS
Лицензиар ngpedia.ru
1.8.11