Рис. 8-33. Кодирующий диск (а) и схема (б) ЦИП считывания для измерения углового перемещения
кольцо (группу отверстий). Луч света от лампы через отверстия в диске достигает фотоэлементов. При повороте диска от 0 до 45° световой поток не попадает на фотоэлементы, при повороте диска от 45 до 90° освещается первый фотоэлемент ФЭ, при повороте от 90 до 135° освещается второй фотоэлемент и т. д. Таким образом, в зависимости от угла поворота диска освещается тот или иной фотоэлемент или их сочетания.
Фототоки фотоэлементов направляются в переходное устройство ПХУ, которое выдает соответствующие двоичные коды. При повороте диска от 0 до 45° выдается код
при повороте от 45 до 90° — код 001, при повороте от 90 до 135° — код 010 и т. д.
Для увеличения точности преобразования берут диск на большее число разрядов. Известны кодирующие
-разрядные диски.
Кроме фотоэлектрического «съема», применяют механический «съем» (с помощью контактов), а также электромагнитный и емкостный «съем». В двух последних случаях используют, соответственно, индуктивную и емкостную связь диска и чувствительных элементов.
Прибор с точно изготовленным и точно установленным диском обладает только погрешностью дискретности, зависящей от числа разрядов. Однако при определенных условиях возможно возникновение погрешности считывания. В рассматриваемом приборе эта погрешность может возникнуть, если линия расположения фотоэлементов совпадает с линией раздела диска на секторы, каждый из которых соответствует определенному коду. Например, при совпадении линии расположения фотоэлементов с линией, отделяющей секторы
и 100, вследствие неточности расположения фотоэлементов могут быть образованы любые
Рис. 8-34. ЦИУ считывания для измерения напряжения
коды от 000 до 111, т. е. погрешность считывания может быть очень велика — происходит «сбой» работы прибора.
Для уменьшения этой погрешности используют так называемые циклические коды. Примером циклического кода является код Грея:
Как видно, при изменении значения измеряемой величины на единицу младшего разряда в двоичном коде могут изменяться символы во всех разрядах. В коде Грея при изменении значения преобразуемой величины на одну единицу младшего разряда всегда изменяется символ только одного разряда. Поэтому погрешность считывания при использовании кода Грея не может превышать одной единицы младшего разряда.
ЦИУ для измерения напряжения.
Схема ЦИУ считывания для измерения напряжения показана на рис. 8-34, где
— источник известных напряжений, которые соответствуют уровням квантования;
— сравнивающие устройства; ПКК — преобразователь единичного кода в код для управления отсчетным устройством ОУ и для внешних устройств.
Появление на входе напряжения
вызывает срабатывание сравнивающих устройств, для которых
На выходе сработавших СУ появляются сигналы, соответствующие 1, на выходе остальных СУ — сигналы 0. Таким образом на выходе сравнивающих устройств получается единичный код, определяемый размером
Этот код преобразуется с помощью
в другой вид кода, направляемый на ОУ и на выход.
Достоинство таких ЦИУ — малое время преобразования, определяемое практически срабатыванием СУ и ПКК. Недостаток их заключается в сложности аппаратуры (требуется
сравнивающих устройств и сложный
Такие ЦИУ сейчас в практике находят применение в виде сверхбыстродействующих АЦП. Применяются также АЦП с комбинацией методов считывания и последовательного приближения.