DE1222535B

DE1222535B - Process for analog-digital conversion

Info

Publication number: DE1222535B
Application number: DEJ19926A
Authority: DE
Inventors: Richard Francis Chapman
Original assignee: International Standard Electric Corp
Current assignee: International Standard Electric Corp
Priority date: 1960-05-17
Filing date: 1961-05-16
Publication date: 1966-08-11

Description

Verfahren zur Analog-Digital-Umsetzung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Analog-Digital-Umsetzung mit Codescheiben zur Verwendung bei elektrischen Steuerungen für Werkzeugmaschinen oder Rechenmaschinen. Die Funktionswerte werden bei dieser Anordnung von der Stellung eines beweglichen Elementes abgeleitet.Method for analog-digital conversion The invention relates to a Method for analog-digital conversion with code disks for use in electrical Controls for machine tools or calculating machines. The function values are in this arrangement derived from the position of a movable element.

Es sind schon Anordnungen bekanntgeworden, bei denen Funktionswerte auf Grund der Stellung eines beweglichen Elementes gebildet werden, jedoch liegt die Schwierigkeit bei diesen Anordnungen darin, daß das bewegliche Element eine konstante größere mechanische Belastung für die Vorrichtung bedeutet. Bei Vorrichtungen, bei denen der bewegliche Teil von einem variablen System gesteuert wird, wie z. B. einer Werkzeugmaschine od. dgl., und deshalb empfindlich auf Abweichungen der Veränderlichen reagieren muß, ist es von großer Bedeutung, die Belastung des Teils auf ein Minimum herabzusetzen.Arrangements have already become known in which function values be formed due to the position of a movable element, but lies the difficulty with these arrangements is that the movable member is a means constant greater mechanical load for the device. For devices where the moving part is controlled by a variable system, e.g. B. a machine tool. The like., And therefore sensitive to deviations in the When it has to respond to the changeable, it is of great importance to the stress on the part reduce to a minimum.

Ferner sind auch schon Anordnungen bekanntgeworden, bei denen Kontaktsegmentcodescheiben und zum Vergleich bzw. zur Abtastung der Winkelstellungen der Achsen Potentiometer bzw. fotoelektrische Systeme verwendet werden. Diese bekannten Einrichtungen haben den Nachteil, daß an bestimmten Stellungen der Codescheiben bei der Abtastung der Codewerte Zweideutigkeiten auftreten können. Damit ist an diesen Stellen kein eindeutiger Codewert entnehmbar. Auf Grund dieser Zweideutigkeit können falsche Digitalwerte ausgegeben werden.Furthermore, arrangements have already become known in which contact segment code disks and potentiometers for comparing or scanning the angular positions of the axes or photoelectric systems are used. These well-known bodies have the disadvantage that at certain positions of the code disks when scanning the Code values ambiguities can occur. This is not clear at these points Code value can be taken. Because of this ambiguity, wrong digital values are issued.

Es ist der Zweck der Erfindung, diesen Nachteil zu vermeiden und zu ermöglichen, daß zweideutige Codesignale an kritischen Stellungen der Codescheiben eindeutig erkannt werden können.It is the purpose of the invention to avoid and to avoid this disadvantage allow ambiguous code signals at critical positions on the code disks can be clearly recognized.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Analog-Digital-Umsetzung unter Verwendung von Codescheiben, bei dem der Analogwert den Drehwinkel einer Achse bestimmt und die Umsetzung des Analogwertes in einen Digitalwert mittels einer zweiten getrennten Achse erfolgt, die die Codescheiben trägt, und bei dem die Winkelstellung der beiden Achsen in einer Vergleichseinrichtung verglichen und die Eingabegröße der Vergleichseinrichtung von auf den Achsen sitzenden Potentiometern abgenommen werden und bei dem auf Grund des Vergleichsergebnisses eine der beiden Achsen so lange verstellt wird, bis Soll- und Istwert übereinstimmen.The invention relates to a method for analog-digital conversion using code disks in which the analog value represents the angle of rotation of an axis determined and the conversion of the analog value into a digital value by means of a second separate axis takes place, which carries the code disks, and in which the angular position the two axes are compared in a comparison device and the input variable the comparison device removed from the potentiometers located on the axes and with one of the two axes based on the comparison result is adjusted for a long time until the setpoint and actual value match.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß auf jeder Codescheibe außer den ringförmigen Kanälen für die Codierung ein weiterer ringförmiger Kanal vorgesehen ist, der nur an den Stellen Markierungen aufweist, an denen der an diesen Stellen vorhandene Codewert nicht eindeutig ist und daß die Ausgabe der digitalen Codewerte an diesen Stellen auf Grund der Markierungen im Kanal verhindert und daß gleichzeitig bewirkt wird, daß die Codescheibe so lange weitergedreht wird, bis ein eindeutiger Wert abnehmbar ist, d. h. bis im Kanal keine Markierung mehr abgetastet wird.The invention is characterized in that on each code disk in addition to the ring-shaped channels for coding, another ring-shaped channel is provided, which has markings only in the places where the at these Make the existing code value is not unique and that the output of the digital Prevented code values at these points due to the markings in the channel and that at the same time causes the code disk to continue to rotate until a unique value is removable, d. H. until no more markings are scanned in the channel will.

Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungsbeispiels dargestellt.The invention is illustrated using an exemplary embodiment.

Die Eingangswelle und das dazugehörige Potentiometer und der Antriebsmotor sowie der Antriebsmotor und das Potentiometer der Bezugswelle sind in der Figur nicht gezeigt.The input shaft and the associated potentiometer and the drive motor as well as the drive motor and the potentiometer of the reference shaft are in the figure Not shown.

In der Figur sind Code-Scheiben CD, und CD2 und die entsprechenden Abtaster CS1 und CS2 perspektivisch gezeigt. Sie sitzen auf der Bezugswelle 16. Die Abtaster CS1 und CS2 enthalten je acht Abtastelemente, die über Leitungen, die mit 109 und 12.0 bezeichnet sind, mit zugeordneten Kontaktsätzen 111 und 112 verbunden sind. Die Kontaktsätze 111 und 112 gehören zu den Relais RY1 und RY2. Die Kontakte sind Arbeitskontakte.In the figure, code disks are CD, and CD2 and the corresponding Scanners CS1 and CS2 shown in perspective. They sit on the reference shaft 16. The scanners CS1 and CS2 each contain eight scanning elements, which via lines that with 109 and 12.0, are connected to associated contact sets 111 and 112 are. The contact sets 111 and 112 belong to the relays RY1 and RY2. The contacts are working contacts.

Die Ausgangsleitungen aller anderen - nicht gezeigten - Abtaster CS werden an je parallel zu ihnen zugeordnete Kontaktsätze geführt. Die Ausgangsleitungen aller dieser Kontaktsätze liegen parallel, wie an den Punkten 120 bis 127 in der Zeichnung gezeigt ist. Es muß beachtet werden, daß die Relais nur einzeln betätigt werden können. Jede der Scheiben CD1 und CD, enthält z. B. Codemuster aus leitenden und nichtleitenden Segmenten, wobei die Codemuster in sieben konzentrischen Kanälen 131 radial angeordnet sind. Ein achter Kanal, der im äußersten Ring der Scheibe untergebracht ist, enthält ebenfalls eine Anordnung aus einzelnen leitenden und nichtleitenden Flächen. Die sieben Informations-Bits, die einer Stellung der Codescheibe zugeordnet sind, sitzen mit den Markierungen 130 im äußersten Kanal radial auf einer Linie, so daß die Übergänge der Zeichen als mögliche Zweideutigkeiten erkannt werden. Wie aus der Figur ersichtlich, sind die den äußersten Kanälen zugeordneten äußersten Abtastelemente 130 mit dem Punkt 127 und der Leitung 26 über die entsprechenden Kontakte der Kontaktsätze 111 bzw. 112 verbunden. Die Ausgangsleitungen der Informationssignale an den Punkten 120 bis 126 werden parallel auf einen Satz Torschaltungen 135 gegeben, die von Signalen auf der Leitung 30 gesteuert werden. Trift ein Signal auf der Leitung 30 ein, dann werden die Torschaltungen 135 durchlässig gesteuert. Die Codescheiben CD, und CD2 sind auf ihrem Umfang mit einem ungleichförmigen Codemuster versehen, um die nichtlineare Beziehung zwischen der Codierung der Scheiben und der Winkelstellung der Scheiben aufzuzeigen. Selbstverständlich kann das Codemuster auch in gleichförmigen Segmenten angeordnet sein und doch nichtlinear in dem Sinne sein, daß die Veränderungen der Codewerte von Segment zu Segment ungleich sind. Die Signale auf der Leitung 30, die die Torschaltungen 135 durchlässig steuern, werden von einer Torstufe abgenommen, zu der ein Oszillator 118 gehört. Dieser hat eine Ausgangsleitung, auf der Signale, die mit C bezeichnet sind, auftreten, und die mit einer Torschaltung 119 verbunden ist. Ein Flip Flop 115 mit einer Ausgangsleitung, deren Signal mit A bezeichnet ist, ist mit einem zweiten Eingang der Torschaltung 119 verbunden, und die Leitung 26, die das Zweideutigkeitssignal führt, ist mit einem dritten Eingang der Torschaltung 119 verbunden. Die Torschaltung 119 überträgt einen Impuls vom Oszillator 118 zur Leitung 30, wenn das Signal A am Ausgang des Flip-Flop 115 und das Signal B auf der Leitung 26 gleichzeitig auftreten. Der Oszillatorimpuls, der dann durch die Torschaltung durchgelassen wird, gelangt auch auf den einen Eingang 117 des Flip-Flop 115 und schaltet diesen um. Der Flip-Flop 115 wird durch einen Impuls auf seinen Eingang 115 - über die Leitung 28 - so gesteuert, daß er das Signal A abgibt, so daß die Torschaltung 119 vorbereitet ist. Das Signal auf der Leitung 28 wird von einer nicht gezeigten Vergleichseinheit abgegeben.The output lines of all other - not shown - scanner CS are led to contact sets assigned in parallel to them. The output leads of all of these sets of contacts are in parallel as shown at points 120-127 in the drawing. It must be noted that the relays can only be operated individually. Each of the disks CD1 and CD contains e.g. B. Code pattern of conductive and non-conductive segments, the code pattern in seven concentric channels 131 are arranged radially. An eighth channel, which is accommodated in the outermost ring of the disc, also contains an arrangement of individual conductive and non-conductive surfaces. The seven information bits which are assigned to a position of the code disk sit radially on a line with the markings 130 in the outermost channel, so that the transitions of the characters are recognized as possible ambiguities. As can be seen from the figure, the outermost sensing elements 130 associated with the outermost channels are connected to point 127 and line 26 via the corresponding contacts of contact sets 111 and 112, respectively. The output lines of the information signals at points 120-126 are applied in parallel to a set of gate circuits 135 which are controlled by signals on line 30. If a signal occurs on the line 30, the gate circuits 135 are controlled to be transparent. The code disks CD, and CD2 are provided on their circumference with a non-uniform code pattern in order to show the non-linear relationship between the coding of the disks and the angular position of the disks. Of course, the code pattern can also be arranged in uniform segments and yet be non-linear in the sense that the changes in the code values are unequal from segment to segment. The signals on the line 30, which control the gate circuits 135 through, are picked up by a gate stage to which an oscillator 118 belongs. This has an output line on which signals that are designated with C appear and which is connected to a gate circuit 119. A flip-flop 115 with an output line, the signal of which is denoted by A, is connected to a second input of the gate circuit 119, and the line 26, which carries the ambiguity signal, is connected to a third input of the gate circuit 119. The gate circuit 119 transmits a pulse from the oscillator 118 to the line 30 when the signal A at the output of the flip-flop 115 and the signal B on the line 26 occur simultaneously. The oscillator pulse, which is then passed through the gate circuit, also reaches one input 117 of the flip-flop 115 and switches it over. The flip-flop 115 is controlled by a pulse on its input 115 - via the line 28 - so that it emits the signal A, so that the gate circuit 119 is prepared. The signal on line 28 is emitted by a comparison unit (not shown).

Die Wirkungsweise der Torschaltung 119 wird noch einmal kurz zusammengefaßt: Tritt ein Signal auf der Leitung 28 auf, dann wird der Flip-Flop 115 in einen solchen Zustand gebracht, in dem das Signal A das Tor 119 freigibt, um Signale vom Ausgang C des Oszillators 118 zur . Leitung 30 durchzulassen, und zwar unter der Voraussetzung, daß kein Zweideutigkeitssignal infolge einer Zweideutigkeitsmarkierung 130 auf der gewählten Codescheibe auf der Leitung 26 vorhanden ist. Wenn ein Zweideutigkeitssignal auf der Leitung 26 vorhanden ist, dann gelangen keine Oszillatorsignale durch die Torschaltung, so lange, bis das Zweideutigkeitssignal infolge einer zusätzlichen Drehung der Welle 116, aus der Zweideutigkeitsstellung heraus, beendet ist. In jedem Falle wird die erste Schwingung, die durch die Torschaltung 119 gelangt, mittels der Leitung 122 auf den Flip-Flop 115 zurückgegeben, um die Torschaltung 119 durch Zurückkippen des Flip-Flops über die Seite 117 zu sperren. Auf diese Weise erscheint bei einem Signal von der Vergleichseinheit auf der Leitung 28 nur ein einziger Impuls auf der Leitung 30, und dieser einzelne Impuls tritt nicht auf, wenn gleichzeitig mit dem Signal von der Vergleichseinheit ein Zweideutigkeitssignal vorhanden ist. Die Ausgangssignale auf den Leitungen 25, die die ausgewählte digitale Nachricht des Systems führen, sind mit einem Ausgabegerät verbunden, z. B. mit einem Drucker.The mode of operation of the gate circuit 119 is briefly summarized once again: If a signal occurs on line 28, then flip-flop 115 switches to one Brought state in which the signal A enables the gate 119 to receive signals from the output C of the oscillator 118 for. To allow line 30 through, provided that that no ambiguity signal due to an ambiguity mark 130 on the Selected code disk on line 26 is present. When an ambiguity signal is present on line 26, then no oscillator signals pass through the Gate circuit until the ambiguity signal as a result of an additional Rotation of shaft 116, out of the ambiguity position, is complete. In each Trap is the first oscillation, which passes through the gate circuit 119, by means of the line 122 is returned to the flip-flop 115 to the gate circuit 119 through Tilting back the flip-flop over the side 117 to lock. That way appears in the case of a signal from the comparison unit on line 28, only a single pulse on line 30, and this single pulse does not occur if simultaneous an ambiguity signal is present with the signal from the comparison unit. The output signals on lines 25 representing the selected digital message of the system are connected to an output device, e.g. B. with a printer.

Claims

Claim: Method for analog-digital conversion using code disks, in which the analog value determines the angle of rotation of an axis and the conversion of the analog value into a digital value is carried out by means of a second separate axis that carries the code disks, and in which the angular position of the both axes are compared with a comparison device and the input variable of the comparison device is taken from potentiometers on the axes and in which one of the two axes is adjusted on the basis of the comparison result until the setpoint and actual value match, characterized in that on each code disk ( CD 1, CD 2 the output of the digital code values at these points based on the markings prevented in the channel (130) and that at the same time it is effected that the code disk is rotated further until a clear value can be removed, ie until no more markings are scanned in the channel (130). Documents considered: German Patent No. 1059 211; German Auslegeschrift No. 1079 356; "Product Engineering", 1953, pp. 134 to 140.