专利名称：进行非线性输出位移量转换的方法与电路装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种进行非线性输出位移量转换的方法与电路装置，确切地说，涉及一种参照位移检测装置的信号速率进行非线性输出位移量转换的方法与电路装置。
传统各种以人工驱动或动力驱动的位移检测装置，通常应用在各种机电系统的操控，如CNC工具机设有藉人工旋动脉冲产生器(Pulse Generator)而由人工操作以有线或无线方式对工具机作位移驱动调整，或电脑系统以有线或无线鼠标作游标位移驱动，或电动游乐器的有线或无线位移操控装置，或陆、海、空载具的操控或其他机电系统的信号处理或动力驱动的操控。但是，目前各种以人工驱动或动力驱动的系统，都是依据位移检测装置产生的信号直接对操控标的作相对移动量的驱动位移，或作设定固定倍数的增值或减值位移，而与位移检测装置的信号速率无关，如
图1-图2所示为传统等加速度的线型位移信号曲线，其中图1为模拟信号示意图，图2为脉冲信号示意图；然而上述位移检测装置通常可同时提供位移量及与操作位移速率相对成比例的模拟或脉冲信号。
本发明的主要目的是提供一种参照位移检测装置的信号速率进行非线性输出位移量转换的方法与电路装置。
本发明的目的是这样实现的通过非线性转换装置接受位移检测装置的位移信号，并参照位移的输入信号速率，而转换为与位移速率呈特定非线性比例的增值或减值位移信号或数值输出，以驱动后段电路装置；上述方法可藉增值转换以加速驱动输出的响应值，或藉减值转换以减少驱动输出的响应值，进而提供微量精细位移。
其所匹配系统的产品装置除了具有本身的基本结构及电路外，其特征在于其主要构成还包括有－－位移检测装置SD101是由固态电子或机电装置藉光或声或电或磁或其他物理效应构成的位移量检测装置，以在人力或动力所驱动作回转或线型位移时，产生相对位移及与位移速率成比例的模拟信号强度或脉冲信号密度，供输入非线性转换装置CD101，并参照位移速率以转换与所输入位移量呈非线性增值或减值的输出位移量；－－非线性转换装置CD101是由固态电子电路装置或机电装置直接用硬件构成，以将输入位移量及与位移速率成比例的模拟或脉冲信号经非线性转换装置内含或外加的插值电路装置转换为非线性增值或减值的模拟或脉冲输出位移信号；该非线性转换装置，也包括由软件及相关硬件所构成，以接受模拟或脉冲的位移信号的输入，而参考输入位移量及位移速率为参数，进而转换为增值或减值的模拟或脉冲的位移信号输出；或将模拟或脉冲位移信号及位移速率信号转换为数字信号，再经软件或数字插值电路装置作非线性转换而作相对非线性增值或减值的数字数值输出。
所配置的位移检测装置包含模拟型或脉冲型，而所配置的插值方式包含模拟插值、脉冲插值及藉数字软件或硬件构成的数字插值；而输出信号则包含模拟输出、脉冲输出及数字数值输出。
所述的位移检测装置的构成及与非线性转换装置的匹配关系包含模拟型位移检测装置的模拟输出信号可供直接匹配模拟型非线性转换装置；模拟型位移检测装置的模拟输出信号经转换为相对脉冲信号，再匹配脉冲型非线性转换装置；脉冲型位移检测装置的脉冲输出信号直接匹配脉冲型非线性转换装置；脉冲型位移检测装置的脉冲输出信号经转换为相对模拟信号，再匹配模拟型非线性转换装置。
所述的非线性转换装置包含有能将输入模拟信号经由模拟运算电路及经模拟插值电路构成模拟信号输出的非线性转换装置所构成。
所述的非线性转换装置包含有能将输入模拟信号经转换为脉冲信号及经脉冲插值电路构成脉冲信号输出的非线性转换装置所构成。
所述的非线性转换装置包含有能将输入模拟信号经转换为数字信号及经数字插值软件或硬件构成的数字数值输出的非线性转换装置所构成。
所述的非线性转换装置包含有能将输出脉冲信号经脉冲插值电路构成脉冲信号输出的非线性转换装置所构成。
所述的非线性转换装置含有能将输入脉冲信号经转换为模拟信号及经模拟运算电路及模拟插值电路构成模拟信号输出的非线性转换装置所构成。
所述的非线性转换装置含有能将输入脉冲信号经转换为数字信号及经数字插值软件或硬件构成数字数值输出的非线性转换装置所构成。
其包括有非线性转换装置呈固定的非线性线型插值模式；非线性转换装置呈固定的非线性多阶插值模式；非线性转换装置呈可藉操控电路调制的非线性线型插值模式；非线性转换装置呈可藉操控电路调制的非线性多阶插值模式；非线性转换装置呈可藉操控软件调制的非线性线型插值模式；非线性转换装置呈可藉操控软件调制的非线性多阶插值模式。
其位移检测装置与非线性转换装置之间可为藉有线或无线方式作信号传输。其非线性转换装置可为与位移检测装置共同设置在同一操控装置(control device)；也可为与位移检测装置及被操控标的呈分离结构的独立装置，或与上述位移检测装置及被操控标的以外的其他装置共为一体构成，而藉有线或无线作输入或输出。
其包括应用在各种机电系统的操控，如CNC工具机，设有藉人工旋动脉冲产生器(Pulse Generator)而由人工操作以有线或无线方式对工具机作位移驱动调整，或电脑系统，以有线或无线鼠标作游标位移驱动，或电动游乐器的有线或无线位移操控装置，或陆、海、空载具的操控或其他机电系统的信号处理或动力驱动的操控。
本发明是首创通过非线性转换装置以接受位移检测装置的位移信号，并参照位移的输入信号速率，而转换为与位移速率呈特定非线性比例的增值或减值位移信号或数值输出，以驱动后段电路装置；上述方法可藉增值转换以加速驱动输出的响应值，或藉减值转换以减少驱动输出的响应值，进而提供微量精细位移。
以下配合附图详细说明本发明的特征及优点图1为传统等加速度的线型位移信号曲线的模拟信号示意图。
图2为传统等加速度的线型位移信号曲线的脉冲信号示意图。
图3为本发明的高速率增值低速率减值的信号转换曲线的模拟信号示意图。
图4为本发明的高速率增值低速率减值的信号转换曲线的脉冲信号示意图。
图5为本发明的高速率增值低速率不变的信号转换曲线的模拟信号示意图。
图6为本发明的高速率增值低速率不变的信号转换曲线的脉冲信号示意图。
图7为本发明高速率不变而低速率减值的信号转换曲线的模拟信号示意图。
图8为本发明高速率不变而低速率减值的信号转换曲线的脉冲信号示意图。
图9为本发明的主要电路方块图。
图10为本发明由模拟检测信号转换为非线性增值或减值的模拟输出信号实施例示意图。
图11为本发明由模拟检测信号转换为非线性增值或减值的脉冲输出信号实施例示意图。
图12为本发明由脉冲信号转换为非线性增值或减值的脉冲输出信号实施例示意图。
图13为本发明由脉冲信号转换为非线性增值或减值的模拟输出信号实施例示意图。
图14为本发明中能将输入模拟信号经由模拟运算电路及经模拟插值电路构成模拟信号输出的非线性转换装置的运行流程图。
图15为本发明中能将输入模拟信号经转换为脉冲信号及经脉冲插值电路构成脉冲信号输出的非线性转换装置的运行流程图。
图16为本发明中能将输入模拟信号经转换为数字信号及经数字插值软件或硬件构成的数字数值输出的非线性转换装置的运行流程图。
图17为本发明中能将输出脉冲信号经脉冲插值电路构成脉冲信号输出的非线性转换装置的运行流程图。
图18为本发明中能将输入脉冲信号经转换为模拟信号及经模拟运算电路及模拟插值电路构成模拟信号输出的非线性转换装置的运行流程图。
图19为本发明中能将输入脉冲信号经转换为数字信号及经数字插值软件或硬件构成数字数值输出的非线性转换装置的运行流程图。
本发明首创以其操作位移速率为参数与位移量信号同时输入非线性转换装置，在位移操作速率快时使输出转换为相对设定的增值位移量，操作速率慢时使输出转换为相对设定的减值位移量，如图3-图4所示为本发明的高速率增值低速率减值的信号转换曲线示意图；其中图3为模拟信号示意图，图4为脉冲信号示意图；或依需要呈在位移操作速率快时转换为增值位移量而低速率时不变，如图5-图6所示为本发明的高速率增值低速率不变的信号转换曲线示意图，其中图5为模拟信号示意图，图6为脉冲信号示意图；或操作位移速率快时不变位移量，而位移速率慢时转换为减值位移量的特定输出特性，图7-图8为本发明高速率不变而低速率减值的信号转换曲线示意图，其中图7为模拟信号示意图，图8为脉冲信号示意9所示为上述参照位移检测装置的信号速率进行非线性输出位移量转换的方法与电路装置的主要电路方块图，除了所匹配系统或产品装置本身的基本结构及电路外，其主要构成特征是包含有－－位移检测装置SD101是由固态电子或机电装置藉光或声或电或磁，或其他物理效应构成的位移量检测装置，以在人力或动力所驱动作回转或线型位移时，产生相对位移及与位移速率成比例的模拟信号强度或脉冲信号密度，并供输入非线性转换装置CD101并参照位移速率以转换与所输入位移量呈非线性增值或减值的输出位移量；－－非线性转换装置CD101是由固态电子电路装置或机电装置直接以硬件构成，以将输入位移量及与位移速率成比例的模拟或脉冲信号经非线性转换装置内含或外加的插值电路装置转换为非线性增值或减值的模拟或脉冲输出位移信号；该非线性转换装置，也包括由软件及相关硬件所构成，以接受模拟或脉冲的位移信号的输入，而参考输入位移量及位移速率为参数，进而转换为增值或减值的模拟或脉冲的位移信号输出；或将模拟或脉冲位移信号及位移速率信号转换为数字信号，再经软件或数字插值电路装置作非线性转换而作相对非线性增值或减值的数字数值输出。
本发明位移检测装置的信号速率进行非线性输出位移量转换的方法与电路装置；由于所配置的位移检测装置包含模拟型或脉冲型，而所配置插值方式包含模拟插值、脉冲插值及藉数字软件或硬件构成的数字插值；而输出信号则包含模拟输出、脉冲输出及数字数值输出，因此前述位移检测装置的构成及与非线性转换装置的匹配关系包含有(1)模拟型位移检测装置的模拟输出信号可供直接匹配模拟型非线性转换装置，图10所示为本发明由模拟检测信号转换为非线性增值或减值的模拟输出信号实施例示意图。
(2)模拟型位移检测装置的模拟输出信号经转换为相对脉冲信号再匹配脉冲型非线性转换装置，图11所示为本发明由模拟检测信号转换为非线性增值或减值的脉冲输出信号实施例示意图。
(3)脉冲型位移检测装置的脉冲输出信号直接匹配脉冲型非线性转换装置，图12所示为本发明由脉冲信号转换为非线性增值或减值的脉冲输出信号实施例示意图。
(4)脉冲型位移检测装置的脉冲输出信号经转换为相对模拟信号，再匹配模拟型非线性转换装置，图13所示为本发明由脉冲信号转模为非线性增值或减值的模拟输出信号实施例示意图。
而前述非线性转换装置的构成，包含有(1)能将输入模拟信号经由模拟运算电路及经模拟插值电路构成模拟信号输出的非线性转换装置，图14为其运行流程图；(2)能将输入模拟信号经转换为脉冲信号及经脉冲插值电路构成脉冲信号输出的非线性转换装置，图15为其运行流程图；(3)能将输入模拟信号经转换为数字信号及经数字插值软件或硬件构成的数字数值输出的非线性转换装置，图16为其运行流程图；(4)能将输出脉冲信号经脉冲插值电路构成脉冲信号输出的非线性转换装置，图17为其运行流程(5)能将输入脉冲信号经转换为模拟信号及经模拟运算电路及模拟插值电路构成模拟信号输出的非线性转换装置，图18为其运行流程图；(6)能将输入脉冲信号经转换为数字信号及经数字插值软件或硬件构成数字数值输出的非线性转换装置，图19为其运行流程图；本发明参照位移检测装置的信号速率进行非线性输出位移量转换的方法与电路装置所匹配各种产品所需的非线性转换不尽相同，故前述参照位移检测装置的速度信号进行非线性输出位移量转换的方法与装置可由下列各种不同非线性转换模式所构成，包括A、非线性转换装置呈固定的非线性线型插值模式，B、非线性转换装置呈固定的非线性多阶插值模式，C、非线性转换装置呈可藉操控电路调制的非线性线型插值模式，D、非线性转换装置呈可藉操控电路调制的非线性多阶插值模式，E、非线性转换装置呈可藉操控软件调制的非线性线型插值模式，F、非线性转换装置呈可藉操控软件调制的非线性多阶插值模式。
本发明参照位移检测装置的信号速率进行非线性输出位移量转换的方法与电路装置的结构，进一步包含有以下结构形态－－位移检测装置与非线性转换装置之间可为藉有线或无线方式作信号传输；－－非线性转换装置可为与位移检测装置共同设置在同一操控装置(control device)；－－非线性转换装置可为与位移检测装置及被操控标的呈分离结构的独立装置，或与上述位移检测装置及被操控标的以外的其他装置共为一体构成，而藉有线或无线作输入或输出。
综合上述，本发明参照位移检测装置的信号速率进行非线性输出位移量转换的方法与电路装置为首创藉非线性转换装置以接受位移检测装置的位移信号并参照位移的输入信号速率，而转换为与位移速率呈特定非线性比例的增值或减值位移信号或数值输出，以驱动后段电路装置。上述方法可藉增值转换以加速驱动输出的响应值，或藉减值转换以减少驱动输出的响应值，进而提供微量精细位移。
权利要求
1.一种参照位移检测装置的信号速率进行非线性输出位移量转换的方法与电路装置，其特征在于是通过非线性转换装置接受位移检测装置的位移信号，并参照位移的输入信号速率，而转换为与位移速率呈特定非线性比例的增值或减值位移信号或数值输出，以驱动后段电路装置；上述方法可藉增值转换以加速驱动输出的响应值，或藉减值转换以减少驱动输出的响应值，进而提供微量精细位移。
2.如权利要求1所述的参照位移检测装置的信号速率进行非线性输出位移量转换的方法与电路装置，其所匹配系统的产品装置除了具有本身的基本结构及电路外，其特征在于其主要构成还包括有－－位移检测装置SD101是由固态电子或机电装置藉光或声或电或磁或其他物理效应构成的位移量检测装置，以在人力或动力所驱动作回转或线型位移时，产生相对位移及与位移速率成比例的模拟信号强度或脉冲信号密度，供输入非线性转换装置CD101，并参照位移速率以转换与所输入位移量呈非线性增值或减值的输出位移量；－－非线性转换装置CD101是由固态电子电路装置或机电装置直接用硬件构成，以将输入位移量及与位移速率成比例的模拟或脉冲信号经非线性转换装置内含或外加的插值电路装置转换为非线性增值或减值的模拟或脉冲输出位移信号；该非线性转换装置，也包括由软件及相关硬件所构成，以接受模拟或脉冲的位移信号的输入，而参考输入位移量及位移速率为参数，进而转换为增值或减值的模拟或脉冲的位移信号输出；或将模拟或脉冲位移信号及位移速率信号转换为数字信号，再经软件或数字插值电路装置作非线性转换而作相对非线性增值或减值的数字数值输出。
3.如权利要求1所述的参照位移检测装置的信号速率进行非线性输出位移量转换的方法与电路装置，其特征在于所配置的位移检测装置包含模拟型或脉冲型，而所配置的插值方式包含模拟插值、脉冲插值及藉数字软件或硬件构成的数字插值；而输出信号则包含模拟输出、脉冲输出及数字数值输出。
4.如权利要求3所述的参照位移检测装置的信号速率进行非线性输出位移量转换的方法与电路装置，其特征在于所述的位移检测装置的构成及与非线性转换装置的匹配关系包含模拟型位移检测装置的模拟输出信号可供直接匹配模拟型非线性转换装置。
5.如权利要求3所述的参照位移检测装置的信号速率进行非线性输出位移量转换的方法与电路装置，其特征在于所述的位移检测装置的构成及与非线性转换装置的匹配关系包含模拟型位移检测装置的模拟输出信号经转换为相对脉冲信号，再匹配脉冲型非线性转换装置。
6.如权利要求3所述的参照位移检测装置的信号速率进行非线性输出位移量转换的方法与电路装置，其特征在于所述的位移检测装置的构成及与非线性转换装置的匹配关系包含脉冲型位移检测装置的脉冲输出信号直接匹配脉冲型非线性转换装置。
7.如权利要求3所述的参照位移检测装置的信号速率进行非线性输出位移量转换的方法与电路装置，其特征在于所述的位移检测装置的构成及与非线性转换装置的匹配关系包含脉冲型位移检测装置的脉冲输出信号经转换为相对模拟信号，再匹配模拟型非线性转换装置。
8.如权利要求3所述的参照位移检测装置的信号速率进行非线性输出位移量转换的方法与电路装置，其特征在于所述的非线性转换装置包含有能将输入模拟信号经由模拟运算电路及经模拟插值电路构成模拟信号输出的非线性转换装置所构成。
9.如权利要求3所述的参照位移检测装置的信号速率进行非线性输出位移量转换的方法与电路装置，其特征在于所述的非线性转换装置包含有能将输入模拟信号经转换为脉冲信号及经脉冲插值电路构成脉冲信号输出的非线性转换装置所构成。
10.如权利要求3所述的参照位移检测装置的信号速率进行非线性输出位移量转换的方法与电路装置，其特征在于所述的非线性转换装置包含有能将输入模拟信号经转换为数字信号及经数字插值软件或硬件构成的数字数值输出的非线性转换装置所构成。
11.如权利要求3所述的参照位移检测装置的信号速率进行非线性输出位移量转换的方法与电路装置，其特征在于所述的非线性转换装置包含有能将输出脉冲信号经脉冲插值电路构成脉冲信号输出的非线性转换装置所构成。
12.如权利要求3所述的参照位移检测装置的信号速率进行非线性输出位移量转换的方法与电路装置，其特征在于所述的非线性转换装置含有能将输入脉冲信号经转换为模拟信号及经模拟运算电路及模拟插值电路构成模拟信号输出的非线性转换装置所构成。
13.如权利要求3所述的参照位移检测装置的信号速率进行非线性输出位移量转换的方法与电路装置，其特征在于所述的非线性转换装置含有能将输入脉冲信号经转换为数字信号及经数字插值软件或硬件构成数字数值输出的非线性转换装置所构成。
14.如权利要求1所述的参照位移检测装置的信号速率进行非线性输出位移量转换的方法与电路装置，其特征在于包括有非线性转换装置呈固定的非线性线型插值模式。
15.如权利要求1所述的参照位移检测装置的信号速率进行非线性输出位移量转换的方法与电路装置，其特征在于包括有非线性转换装置呈固定的非线性多阶插值模式。
16.如权利要求1所述的参照位移检测装置的信号速率进行非线性输出位移量转换的方法与电路装置，其特征在于包括有非线性转换装置呈可藉操控电路调制的非线性线型插值模式。
17.如权利要求1所述的参照位移检测装置的信号速率进行非线性输出位移量转换的方法与电路装置，其特征在于包括包含有非线性转换装置呈可藉操控电路调制的非线性多阶插值模式。
18.如权利要求1所述的参照位移检测装置的信号速率进行非线性输出位移量转换的方法与电路装置，其特征在于包含有非线性转换装置呈可藉操控软件调制的非线性线型插值模式。
19.如权利要求1所述的参照位移检测装置的信号速率进行非线性输出位移量转换的方法与电路装置，其特征在于包括有非线性转换装置呈可藉操控软件调制的非线性多阶插值模式。
20.如权利要求1所述的参照位移检测装置的信号速率进行非线性输出位移量转换的方法与电路装置，其特征在于其位移检测装置与非线性转换装置之间可为藉有线或无线方式作信号传输。
21.如权利要求1所述的参照位移检测装置的信号速率进行非线性输出位移量转换的方法与电路装置，其特征在于其非线性转换装置可为与位移检测装置共同设置在同一操控装置。
22.如权利要求1所述的参照位移检测装置的信号速率进行非线性输出位移量转换的方法与电路装置，其特征在于其非线性转换装置可为与位移检测装置及被操控标的呈分离结构的独立装置，或与上述位移检测装置及被操控标的以外的其他装置共为一体构成，而藉有线或无线作输入或输出。
23.如权利要求1所述的参照位移检测装置的信号速率进行非线性输出位移量转换的方法与电路装置，其特征在于包括应用在各种机电系统的操控，设有藉人工旋动脉冲产生器而由人工操作以有线或无线方式对该机电系统作位移驱动调整；或电脑系统，以有线或无线鼠标作游标位移驱动；或电动游乐器的有线或无线位移操控装置；或陆、海、空载具的操控；或其他机电系统的信号处理或动力驱动的操控。
全文摘要
一种参照位移检测装置的信号速率进行非线性输出位移量转换的方法与电路装置,是首创藉非线性转换装置以接受位移检测装置的位移信号,并参照位移的输入信号速率,而转换为与位移速率呈特定非线性比例的增值或减值位移信号或数值输出,以驱动后段电路装置。其与传统位移检测装置的检测信号通常是以模拟信号或脉冲信号作其位移量输出不同,上述方法可藉增值转换以加速驱动输出的响应值,或藉减值转换以减少驱动输出的响应值,进而提供微量精细位移。
文档编号G01D5/12GK1304029SQ0010014
公开日2001年7月18日 申请日期2000年1月12日 优先权日2000年1月12日
发明者杨泰和 申请人:杨泰和