Kódtárcsás mérõátalakítók

7.3.1. ábra

A fénysugár intenzításának változásait elektromos jellé alakítjuk, ezt diszkriminátor érzékeli, melynek kimenõjele impulzusszámlálóba kerül. Ha az impulzusszámlálót a mérés megkezdése elõtt nulláztuk, akkor a mérõfej mozgatásával a mérendõ távolsággal arányos impulzusszám fog a számlálóban kialakulni. Az elrendezés igen könnyen felépíthetõ, súlyos fogyatékossága azonban az, hogy a mérõfej ellenkezõ irányú mozgását is ugyanúgy érzékeli, vagyis az impulzusszám ez esetben is növekszik.

7.3.2. ábra

Ezen a fogyatékosságon segít a 7.3.2. ábra szerinti elrendezés. Itt két helyzetérzékelõ fénysugár figyeli az elforgó tárcsa mozgását, és egy megfelelõ logikai áramkör biztosítja, hogy a számlálóként felhasznált oda-vissza számláló mindig a helyes irányba számoljon. (A mûködés vizsgálatához tételezzük fel, hogy a két fénysugár egymáshoz képest kb. fél fogosztásnyira el van tolva. Ha az F1 rés világos, és az F2 világosról sötétre változik, akkor az elmozdulás az óramutató járásával megegyezõ irányba következik be. Hasonló az elmozdulás iránya akor, ha F1 sötétrõl világosra változik és F2 világos. Természetesen az óramutató járásával ellenkezõ irányú tárcsa elfordulása is egyértelmûen érzékelhetõ a két diszkriminátor kimenõjelének hasonló logikai vizsgálatával.) Ez az elrendezés jelenik meg egy napjainkban igen népszerû eszközben, a számítógéphez csatlakoztatott "egérben". Itt egy gumigolyó mozgat két, egymásra merõleges tengelyû kódtárcsát.

7.3.3. ábra

Az elõzõktõl lényegesen eltérõ tulajdonságokkal rendelkezik a 7.3.3. ábrán látható átalakító. Itt a tárcsa egy teljes körülfordulása jelenti a teljes mérési tartományt, a tárcsára felrajzolt világos és sötét részek pedig a mérési tartomány nyolc részre osztásából eredõen az egyes pozicióknak megfelelõ bináris számokat reprezentálják. Három letapogató fénysugarat használva, a fényérzékelõk kimenetein a mérendõ értéknek megfelelõ digitális információ jelenik meg párhuzamos formában. A kódtárcsás átalakítók nagyszámú változatban terjedtek el, és igen nagypontosságú helyzetérzékelést tesznek lehetõvé (10-16 bit). Az elõbb ismertetett egyszerû változatnak van azonban egy súlyos fogyatékossága. Képzeljük el, hogy egy bináris kódtárcsa alkalmazásánál a mérendõ mennyiség 0111 értékrõl 1000 értékre változik. Ha a kódtárcsa geometriai kialakítása nem egészen tökéletes, vagy a fénysugár érzékelésére szolgáló diszkriminátorok billenési szintje nem azonos - ami mind a gyakorlatnak megfelelõ feltételezés - akkor lehetséges, hogy az átmenet pl. a következõ lesz: 1111, 1011, 1001, 1000 vagyis idõlegesen a mérendõ 7 illetve 8 helyett 15, 11, 9 értékeket is indikálhatunk. Ez természetesen megengedhetetlen nagyságú mérési hibát jelent. Ezen problémán speciális, a célnak jobban megfelelõ kódrendszer választásával segíthetünk. Ha ugyanis az 1-16-ig terjedõ számok digitális kódolására nem a bináris kódot használjuk, hanem a kódtárcsát a 7.3.4. ábrán látható kivitelben készítjük el, akkor a fenti hiba nem áll elõ. (Az ábra a kódtárcsa egy részletét "kiegyenesítve" mutatja.) Ez a kód azzal a tulajdonsággal rendelkezik, hogy az egymás után következõ számok csak egyetlen helyiértékben különböznek. Nagyon szemléletesen az ilyenfajta kódokat egylépéses kódoknak nevezik.) Természetesen az ilyen kódtárcsák mögé egy megfelelõ kódkonvertert kell helyezni, amely a kódolt értéket megszokott, pl. tízes vagy bináris számrendszerbe visszaalakítja.

7.3.4. ábra

A kódtárcsás mérõátalakítóknak kitüntetett jelentõségû szerepe van a mechanikai rendszerek vezérlésénél, elsõsorban a robotoknál. Ezek révén tudja a robotot vezérlõ gép, hogy hol is áll pillanatnyilag a karja...