DK162908B - Beroeringsfri akselvinkeldetektor og fremgangsmaade til fastlaeggelse af vinkelstillingen af en aksel - Google Patents
Beroeringsfri akselvinkeldetektor og fremgangsmaade til fastlaeggelse af vinkelstillingen af en aksel Download PDFInfo
- Publication number
- DK162908B DK162908B DK284885A DK284885A DK162908B DK 162908 B DK162908 B DK 162908B DK 284885 A DK284885 A DK 284885A DK 284885 A DK284885 A DK 284885A DK 162908 B DK162908 B DK 162908B
- Authority
- DK
- Denmark
- Prior art keywords
- shaft
- angle
- pattern
- radiation
- sectors
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 5
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 28
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 14
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims description 5
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims 1
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 claims 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 3
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 3
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 3
- 241001470502 Auzakia danava Species 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- JUPQTSLXMOCDHR-UHFFFAOYSA-N benzene-1,4-diol;bis(4-fluorophenyl)methanone Chemical compound OC1=CC=C(O)C=C1.C1=CC(F)=CC=C1C(=O)C1=CC=C(F)C=C1 JUPQTSLXMOCDHR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 240000007643 Phytolacca americana Species 0.000 description 1
- 239000004696 Poly ether ether ketone Substances 0.000 description 1
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 1
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 229920002530 polyetherether ketone Polymers 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
- G01D5/32—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
- G01D5/34—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
- G01D5/36—Forming the light into pulses
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
- G01D5/32—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
- G01D5/34—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
- G01D5/347—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells using displacement encoding scales
- G01D5/34776—Absolute encoders with analogue or digital scales
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optical Transform (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Vehicle Body Suspensions (AREA)
Description
i
DK 162908 B
Den foreliggende opfindelse angår et apparat og en fremgangsmåde til berøringsfri optisk måling af vinkelstillingen af en aksel eller et tilsvarende element, ophængt til drejning om en forud fastlagt aksel. Forskellige former for mekanismer kendes til dette almindelige formål; 5 men de har begrænsninger hidrørende fra krav til koncentricitet og opløsning, kompleksitet, omkostninger eller pålidelighed.
Typisk for indretninger ifølge den kendte teknik er tromler eller skiver fastgjort til den pågældende aksel, som bærer magnetiske eller optiske "mærker", som definerer en vis deling af akselvinkel. Højere op-10 løsning kræver et større antal mærker, og eftersom dette antal stiger, bliver det nødvendigt enten at øge radius af tromlen eller skiven for at opretholde en læsbar adskillelse mellem mærkerne eller at gøre mærkerne mindre og konstruktionen af de optiske eller magnetiske læsere mere nøjagtig. Visse indretninger bruger en enkelt cirkel af sådanne mærker sam-15 men med en index- eller "O-vinkel"-indikator; detekteringsmekanismen tæller simpelthen antallet af mærker, når akselen roterer fra nulstillingen for at bestemme akselens vinkel. Afbrydelsen af indretningens kraftforsyning kan få tællesystemet til at miste sammentællingen eller vinklen. En absolut vinkelindikering kan opnås, hvis hvert mærke erstat-20 tes med et unikt kodeord. Størrelsen af sådanne kodeord bestemmer imidlertid opløsningen og jo større ord, jo flere begrænsninger lægges der på byggetolerancer, hvilket fører til større kompleksitet, snævrere tolerancer og mere kostbare indretninger.
I US patentskrift nr. 4.327.362 beskrives et optisk rotordrejnings-25 følesystem for udlæsning af kraftforbrugsværdier fra en watt-timemåler.
Dette system forsyner rotoren i måleren med en overflade, som er lysreflekterende over 180’ og lysabsorberende over resten. Lys fra en LED, drevet af et vekselstrømssignal, ledes til denne overflade på rotoren gennem et optisk fiberkabel og reflekteret lys transmitteres gennem et 30 andet optisk fiberkabel til en fotodetektor. Et elektronisk kredsløb de-tekterer, når en overgang på rotoren mellem den reflekterende og ikke-reflekterende overflade passerer målefeltet, og afgiver en tilsvarende impuls. Der foretages ikke nogen bestemmelse af rotorens vinkelstilling.
De resulterende pulser, som udtrykker antallet af tilbagelagte omdrej-35 ninger, tælles og oplagres i tælleren for senere overføring til et fjernt beliggende overvågningssted.
I US patentskrift nr. 4.320.293 beskrives et vinkel positionstransducersystem, som er direkte læsende og af analog-til-digital art. I det-
DK 162908 B
2 te system tilvejebringer en lyskilde en tynd streg af lys, fortrinsvis fra en laserkilde, som rettes på tværs mod en gennemskinnelig vinkelformet åbning anbragt omkring overfladen på en tromle, der sidder på akselen, der overvåges. En fotodetektor monteret på den modsatte side af 5 tromlen i forhold til lyskilden modtager en variabel lysmængde i henhold til akselens rotation, og det resulterende signal af variabel spænding konverteres til et digitalt signal, der anvendes til at drive en digital indikator.
US patentskrift nr. 3.918.814 beskriver en optisk positionsføler, 10 hvori en lysstråle kollimeres og rettes af et optisk fiberkabel gennem midten af en firkvadrant-fotodetektor (kvadrantdetektor) gennem en linse og ind på et målområde med en jævn mål overflade med ensartet reflekteringsevne. Reflekteret lys vender tilbage gennem linsen til kvadrantdetektoren, og den resulterende udgangsspænding fra hver kvadrant har et 15 direkte forhold til forskydningen af målbilledet langs med enten x- eller y-aksen, idet z-aksemålinger kan opnås med en mere kompliceret detektor med tilhørende kredsløb. Der er imidlertid ingen foranstaltninger til at bestemme forskydning under rotation, og den krævede ensartede re-flektionsevne af målfladen vil umuliggøre en sådan måling.
20 Ifølge opfindelsen tilvejebringes en berøringsfri akselvinkeldetektor omfattende en aksel monteret for rotation omkring sin akse, hvor der på enden af akslen eller på en skive fastgjort til og arrangeret radialt i forhold til akslen er påtrykt et sektordelt mønster omfattende to sektorer med forskellige optiske egenskaber, hvilken aksel vi nkeldetektor er 25 ejendommelig ved, at sektorerne er indrettet til samtidig belysning med stråling, som de udsættes for, at der er indrettet optiske midler til at lede strålingsenergi fra begge sektorer i mønsteret over på en sektordelt opstilling af detektorer, samt analog-til-digital konverteringsmidler indrettet til at generere et sæt af digitale udgangssignaler fra 30 analoge udgangssignaler fra de respektive detektorer, hvilke analoge udgangssignaler afhænger af de respektive mængder af strålingsenergi, som falder på detektorerne, hvorved den vinkel, som omfattes af hver mønstersektor, er mindst lige stå stor som den vinkel, som omfattes af hver detektorsektor, hvorved sættet af separate digitale udgangssignaler en-35 tydigt bestemmer vi nkel stillingen af akslen.
Ifølge opfindelsen tilvejebringes endvidere en fremgangsmåde til fastlæggelse af vinkel sti 11 ingen af en aksel, der er roterbar omkring en rotationsakse, omfattende trykning på enden af akslen eller fastgøring
DK 162908 B
3 til akslen af en skive med et sektordelt mønster omfattende to sektorer med forskellig stråledæmpningsevne, hvilken fremgangsmåde er ejendommelig ved, at den omfatter retning af strålingsenergi af en forud fastlagt bølgelængde ind mod mønsteret på en sådan måde, at begge sektorer modta-5 ger strålingsenergi samtidigt, afføling af den dæmpede stråling fra hver sektor i mønsteret over flere diskrete sektorer og generering af analoge signaler proportionalt med den dæmpede strålingsenergi, der falder ind på hver affølingssektor, konvertering af hvert af de analoge signaler til digitale signaler og beregning af akslens vinkelstilling ud fra de 10 digitale signaler, hvorved den vinkel, som omfattes af hver sektor på skiven, er mindst lige så stor som den vinkel, som omfattes af hver affølingssektor, hvorved akslens vinkel stilling entydigt bestemmes af de digitale signaler.
Mønsteret kan belyses enten ved omgivende lys eller ved en bestrå-15 lingskilde, indeholdt i indretningen. Mønsteret kan bestå af områder med forskellig optisk transmissionsevne og være belyst bagfra.
En enkel udførelsesform af opfindelsen anvender et cirkulært mønster, der er delt i lige store halvcirkulære områder med høj og lav re-flektionsevne samt en "kvadrant-detektor", der består af fire lige store 20 kvadranter af en cirkel. Følsomheden af detektorkvadranterne kan justeres i forskellige bølgelængdeområder for at forbedre målområdets kontrast eller for at holde forstyrrende strålingskilder væk.
I visse anvendelser kan f.eks. synlig stråling fra solen eller flimrende lysstofrør forstyrre detektorlæsningerne. I disse tilfælde vil 25 et infrarødt filter foran detektoren eliminere det meste af denne forstyrrende stråling, men stadig slippe den stråling, der er frembragt af en infrarød LED igennem. LED-udgangen kan pulseres for yderligere at adskille dens stråling fra naturlige kilder.
I opbygningen af et apparat i henhold til opfindelsen, kan kon-30 centricitet af skiven og centeret af kvadrant-detektoren let kontrolleres, og akseforskudt aflæsning behøver ikke frembyde noget særligt problem. I sådanne anvendelser, hvor en sådan koncentricitet er vanskelig at styre, omfatter opfindelsen imidlertid en ejendommelighed, som reducerer den fejl, der indføres ved sådan mangel på koncentricitet. Denne 35 ejendommelighed beskrives i forbindelse med udlæsningen og analysen af signalerne fra kvadrant-detektorens segmenter.
Strålingsenergi dæmpet af forskellige dele af skiven rettes eller focuseres på de fire elementer i kvadrant-detektoren ved et simpelt op-
DK 162908 B
4 tisk system. Foruden at gøre det billede, detektoren ser, skarpt og opsamle mere stråling, muliggør dette også forstørrelse eller reduktion af billedet for anvendelser, hvor en meget lille eller meget stor skive kan være nødvendig p.g.a. størrelses- eller pladsbegrænsninger. Hvert seg-5 ment i kvadrant-detektoren er en uafhængig fotodetektor med et udgangssignal, som er proportionalt med mængden af strålingsenergi, som den er udsat for inden for det bølgelængdeområde, hvor den er følsom. Hvert af disse udgangssignaler ledes til en egnet elektronisk forstærker, og forstærkerudgangene føres til analog-til-digital-konvertere.
10 På konverterudgangene er der i henhold hertil et sæt separate digitale udgangssignaler, som fastlægger vinkel sti11 ingen af skiven og derfor af akselen, som skiven sidder fast på. Disse digitale udgangssignaler føres til en behandlingsenhed, fortrinsvis en mikroprocessor. Mikroprocessoren beregner derpå akselvinklen, der svarer til det pågældende 15 sæt digitale signaler.
I det tilfælde at nøjagtig koncentricitet af akselens akse, skiven, det optiske system og kvadrantdetektorens center ikke umiddelbart kan opnås, kan mikroprocessorens vinkel beregningsalgoritme kompensere for begrænsede størrelser af centerfejl. Denne evne er særlig værdifuld i 20 situationer, hvor beliggenheden af akselens akse kan forskydes under rotationen, eller hvor det er kostbart at opnå koncentricitet af skiven på akselen eller af aksel/skive-aggregatet i forhold til kvadrant-detektoren og det optiske system.
Yderligere formål og fordele ved opfindelsen vil fremgå af den føl -25 gende beskrivelse, den ledsagende tegning og de vedføjede krav. På tegningen viser figur 1 skematisk tegning af et apparat ifølge opfindelsen; og figur 2 kredsløbsdiagram med detaljer for et segment i kvadrant-de-30 tektoren, dens kraftforsyning og dens udgangsforstærker samt en styrbar LED-strålingsenergiki1de.
I figur 1 er et drejeligt element repræsenteret af akselen 10, der er ophængt til drejning om en akse 12. Det ønskes at bestemme vinkel-35 stillingen af denne aksel nøjagtigt. Ifølge opfindelsen er en lille skive 15 fastgjort på akselen 10. Skivens mønster er delt i halve, som vist, ved at have to separate områder 15A og 15B med forskellige optiske egenskaber, således at hvert vil dæmpe strålingsenergi, som ledes derpå
DK 162908 B
5 (eller derigennem) på en distinkt forskellig måde. Dette kan opnås på enhver egnet måde såsom ved at opbygge skiven af forskellige halvdele eller ved passende belægning af dens overflade for at opnå det ønskede resultat. I en fordelagtig udførelsesform ifølge opfindelsen er skiven 5 forsynet med egnet belægning, som gør den ene halvdel af overfladen reflekterende og den anden halvdel absorberende. Det skal bemærkes, at hver af de forskellige halvdele af skiven dækker to kvadranter af skivens overflade.
Skiven betegnes som "fastgjort" til elementet eller akselen, der 10 observeres; men det skal forstås, at denne fastgøring kan være af midlertidig karakter, f.eks. når opfindelsen anvendes til afprøvning eller til samleoperationer. Fastgøring af skiven til akselen er dog, selv om den er midlertidig, fast nok til at de to roterer sammen. Skivens overflade bestryges jævnt med strålingsenergi af ønsket bølgelængde. Til 15 visse anvendelser kan dette simpelthen være det omgivende lys (dagslys eller kunstlys), hvis sådanne bølgelængder er tilfredsstillende. Når det ønskes at minimere optisk forstyrrelse fra omgivende lys, er det nyttigt at anvende en strålingsenergikilde uden for den synlige del af spektret, f.eks. infrarødt lys, og dette illustreres i figur 1 som en infrarød LED 20 (lysemitterende diode) 16, der er forbundet til en egnet kraftkilde via en elektronisk afbryder 18. Detaljer af et egnet kredsløb vises i figur 2. Omstillingssignalet til afbryderen 18 tilvejebringer en måde til styring eller pulsering af lysudgangen fra LEDén til tidsfastlæggelsesformål og til at adskille LED-udgangssignalet fra langsomt varierende na-25 turlige strålingskilder.
Den udstrålede energi fra LED-lyskilden reflekteres forskelligt af de to forskellige dele 15A og 15B på skiven, og den modulerede energi føres gennem et simpelt linsesystem 20, som fokuserer et billede (inverteret og omvendt) på kvadrant-detektoren 22. Dette er en indretning, som 30 er til rådighed i handelen med forskellige følsomhedskarakteristikker, i dette tilfælde følsom for et område af intensitet af infrarødt lys, såsom udsendt fra LEDén. Detektoren 22 er opbygget af fire fotodetektorelementer Ql, Q2, Q3 og Q4, som har hver sin særskilte udgangssignallinie 24A, 24B, 24C og 24D, der fører til individuelle elektroniske for-35 stærkere 25A, 25B, 25C og 25D. Kraftforsyningen og forstærkerkredsløbet for et element Q4 vises i figur 2. De forstærkede udgangssignaler er således en analog fremstilling af mængden af strålingsenergi, som er ledet til de tilsvarende kvadrantelementer af sensoren 22.
DK 162908B
6
Udgangene fra hver forstærker føres til indgangene på sædvanlige analog-til-digital (A til D) konverterkredsløb 28A, 28B, 28C og 28D, som frembringer fire digitale udgangssignaler på deres udgange 29A, 29B, 29C og 29D. Denne gruppe eller dette sæt af digitale ord bestemmer en be-5 stemt vinkelstilling af skiven 15 og dermed akselen 10 i forhold til den faste stilling af sensoren 22. Sagt på en anden måde er vinklen 0’ i illustrationen en vektor fra detektorens center og forløbende imellem segmenterne Q1 og Q4, og den tilsvarende akselvinkel 0e placerer skiven med linien mellem sektionerne 15A og 15B forløbende horisontalt og sektionen 10 15B opad, hvorved der opnås maksimal belysning af segmenterne Q1 og Q2 og minimal belysning af segmenterne Q3 og Q4.
Et sæt digitale ord overføres således for hver udlæsning til apparater for konvertering af denne information til en vinkelfremstilling eller et udtryk. Et foretrukket apparat til dette formål er en mikrocom-15 puter 30. I en fordelagtig udførelsesform anvendes en mikrocomputer med handelsnavnet Commodore 64, der indeholder en mikroprocessor af typen 6502. Vinkelfremstillingen, som den beregner, kan anvendes til at drive en sædvanlig di splay-indretning 32 og/eller fremstillingen kan skrives ud på en egnet printer 34.
20 Antages stillingen med vinkel 0e som ovenfor forklaret vil udgangssignalerne fra segmenterne Q1 og Q2 være maksimale, d.v.s. svarende til fuld strålingsenergi derpå og udgangssignalerne fra segmenterne Q3 og Q4 vil være minimale, d.v.s. den mindst mulige mængde stråling; bemærk at dette går ud fra en invertering og en side-ti1-side-omvending af lys-25 strålebilledet gennem linsen. Gås der frem i urets retning, som sensoren er vist i figur 1, følger det, at vinklen 90e vil have Q1 og Q4 på fuldt eller maksimalt signal, vinklen 180° vil have Q4 og Q3 på fuldt signal og vinklen 270° vil have Q3 og Q2 på fuldt signal.
Signaludgangene SI, S2, S3 og S4 fra de fire kvadranter i detekto-30 ren kan omregnes til en vinkel ved at bruge den følgende sekvens af matematiske operationer (der antages ensartet belysning af mønsteret og identisk følsomhed af hver detektorkvadrant for enkelheds skyld).
For det første beregnes mellemsummerne:
35 Al = SI + S4 A2 = S2 + SI
A3 = S3 + S2 A4 = S4 + S3
DK 162908 B
7
Sum = 2(SI + S2 + S3 + S4)
Derpå lokaliseres kvadranten Q, som rummer en linie, der halverer billedet af mønsteret i to lige store halvdele, og som er en belyst 5 kvadrant:
Hvis A2 > A4 og A3 < Al, så Q = 1
Hvis A2 > A4 og A3 > Al, så Q = 2
Hvis A2 < A4 og A3 > Al, så Q = 3 10 Hvis A2 < A4 og A3 < Al, så Q = 4
Endelig bestemmes vinklen ved at bruge den korrekte ligning for den rigtige kvadrant: 15 Kvadrant 1 (Q = 1)
Vinkel = (Sum/4-S2-Sl) . 90e (S3 - SI) Q - 2
Vinkel = (Sum/4-S3-S2) . 90* + 90' 20 (S4 - $2) Q = 3
Vinkel - (Sum/4-S4-S3) · 90' + 180° (SI - S3) Q 4 25 Vinkel = (Sum/4-Sl-S4) . 90e + 270* (S2 - S4)
For eksempel hvis: SI =70 S2 = 100 S3 = 30 S4 = 0 så er: 30 Al =70 A2 = 170 A3 = 130 A4 - 30 Sum 400
Da A2 > A4 og A3 > Al, så er Q = 2 og halveringslinien er placeret i den anden kvadrant.
Vinklen er derfor: 35 Vinkel = (100-30-100) . 90 + 90' -100 =117'
Denne analysefremgangsmåde er ikke følsom for små centerfor-
DK 162908 B
8 skydninger af mønsterbilledet på kvadrantdetektoren, idet den finder halveringsretningen for energifordelingen.
I det følgende gives programudskriften i Microsoft Basic for Commodore 64 mikrocomputeren til fastlæggelse af omdrejningsstillingen for 5 skiven: 4010 REM * READ ENCODER *
4020 REM
4025 FOR 0=1 TO 2: RR=0: FOR P=1 TO 4 STEP 1 10 4030 POKE EN+P-1,0: Q(P) = PEEK(EN): NEXT
4045 FOR P = 1T04: IF ABS(QW(P) - Q(P)) > SR THEN RR=1 4055 NEXT: FOR P=1T04: QW(P) = Q(P): NEXT 4060 NEXT J: IF RR=1 THEN 4025: REM WAIT FOR STABLE READING 4070 FORP = 1T04: Q(P) = (MO-Q(P))/H(P): NEXT 15 4080 G0SUB4500: AN = 360 - AN
4100: IF WRK <>0 THEN AI = AN: RO = 0: RETURN: REM STORE INIT ON ODD PASS
4110 RO = AN - AI: IF R0<0 THEN RO = RO + 360 4120: IF RO < 70 THEN RO = RO + 360 20 4200 RETURN 4500 REM
4510 REM * CALC. ANGLE * 4530 M(l) = Q(l)+Q(4) :M(2)=Q(2)+Q(1):M(3)=Q(3)+Q(2):M(4)=Q(4)+Q(3) 25 4540 SUM = (Q(l) + Q(2) + Q(3) + Q(4))/2 4550: IF M(4) > M(2) THEN 4580 4560: IF M(3) > =M(1) THEN Q=2: GOT04600 4570 Q = 1: GOTO 4600 4580: IF M(3) > = M(l) THEN Q = 3: G0T04600 30 4590 Q = 4
4600 ON Q GOTO 4900, 4910, 4920, 4930 4900 AN = (SUM - Q(2) - Q(1))/(Q(3) - Q(l)) *90: RETURN
4910 AN = (SUM - Q(3) - Q(2))/(Q(4) - Q(2)) *90 + 90: RETURN
4920 AN = (SUM - Q(4) - Q(3))/(Q(1) - Q(3)) *90 + 180: RETURN
35 4930 AN = (SUM - Q(l) - Q(4))/(Q(2) - Q(4)) *90 + 270: RETURN
5000 REM ·
Linierne 4000 til 4500 læser A/D-udgangssignalerne, udfører sammen-
Claims (5)
1. Berøringsfri aksel vi nkel detektor omfattende en aksel (10) monteret for rotation omkring sin akse (12), hvor der på enden af akslen eller på en skive fastgjort til og arrangeret radialt i forhold til ak- 10 sien er påtrykt et sektordelt mønster (15) omfattende to sektorer (15A,15B) med forskellige optiske egenskaber, KENDETEGNET ved, at sektorerne er indrettet til samtidig belysning med stråling, som de udsættes for, at der er indrettet optiske midler (20) til at lede strålingsenergi fra begge sektorer i mønsteret over på en sektordelt opstilling af de-15 tektorer (22), samt analog-til-digital konverteringsmidler (28A-D) indrettet til at generere et sæt af digitale udgangssignaler fra analoge udgangssignaler fra de respektive detektorer (Q1,Q2,Q3,Q4), hvilke analoge udgangssignaler afhænger af de respektive mængder af strålingsenergi, som falder på detektorerne, hvorved den vinkel, som omfattes af hver 20 mønstersektor, er mindst lige stå stor som den vinkel, som omfattes af hver detektorsektor, hvorved sættet af separate digitale udgangssignaler entydigt bestemmer vinkel sti 11 ingen af akslen.
2. Aksel vinkeldetektor ifølge krav 1, KENDETEGNET ved, at den om-25 fatter beregningsmidler (30), der på grundlag af de digitale udgangssignaler fra de nævnte konverteringsmidler beregner vinkel sti11 ingen af akslen (10) ved sammenlignende analyse af størrelsen af hvert digitalt udgangssignal inden for et sæt.
3. Aksel vinkeldetektor ifølge krav 1 eller 2, KENDETEGNET ved, at mønsteret omfatter reflekterende overfladeområder med forskellige re-flektionsegenskaber, at detektoren omfatter en selektivt aktivérbar strålekilde (16), placeret til at rette bestråling ind mod hele mønsterets areal, samt midler (18) indrettet til at aktivere strålingskilden, 35 når akslens position ønskes læst.
4. Aksel vi nkeldetektor ifølge krav 3, KENDETEGNET ved, at stråle kilden (18) tilvejebringer strålingsenergi i et forud fastlagt, ikke DK 162908 B synligt, spektralbånd.
5. Fremgangsmåde til fastlæggelse af vinkel sti 11 ingen af en aksel (10), der er roterbar omkring en rotationsakse (12), omfattende trykning 5 på enden af akslen eller fastgøring til akslen af en skive (15) med et sektordelt mønster omfattende to sektorer (15) med forskellig stråledæmpningsevne, KENDETEGNET ved, at den omfatter retning af strålingsenergi af en forud fastlagt bølgelængde ind mod mønsteret på en sådan måde, at begge sektorer modtager strålingsenergi 10 samtidigt, afføling af den dæmpede stråling fra hver sektor i mønsteret over flere diskrete sektorer (Q1,Q2,Q3,Q4) og generering af analoge signaler proportionalt med den dæmpede strålingsenergi, der falder ind på hver affølingssektor, 15 konvertering af hvert af de analoge signaler til digitale signaler og beregning af akslens vinkelstilling ud fra de digitale signaler, hvorved den vinkel, som omfattes af hver sektor på skiven, er mindst lige så stor som den vinkel, som omfattes af hver affølingssektor, hvorved 20 akslens vinkel stilling entydigt bestemmes af de digitale signaler. 25 30 35
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US62415684 | 1984-06-25 | ||
| US06/624,156 US4587513A (en) | 1984-06-25 | 1984-06-25 | Noncontact shaft angle detector |
Publications (4)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DK284885D0 DK284885D0 (da) | 1985-06-24 |
| DK284885A DK284885A (da) | 1985-12-26 |
| DK162908B true DK162908B (da) | 1991-12-23 |
| DK162908C DK162908C (da) | 1992-07-06 |
Family
ID=24500881
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DK284885A DK162908C (da) | 1984-06-25 | 1985-06-24 | Beroeringsfri akselvinkeldetektor og fremgangsmaade til fastlaeggelse af vinkelstillingen af en aksel |
Country Status (12)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4587513A (da) |
| EP (1) | EP0169657B1 (da) |
| JP (1) | JPS6114518A (da) |
| AU (1) | AU569686B2 (da) |
| DE (1) | DE3579767D1 (da) |
| DK (1) | DK162908C (da) |
| GB (1) | GB2162635B (da) |
| IE (1) | IE56671B1 (da) |
| IL (1) | IL75604A0 (da) |
| NO (1) | NO169865C (da) |
| NZ (1) | NZ212463A (da) |
| ZA (1) | ZA854600B (da) |
Families Citing this family (29)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63150624A (ja) * | 1986-12-16 | 1988-06-23 | Yoshida Kogyo Kk <Ykk> | エンコ−ダ−のパルス判断方法 |
| JPS63311119A (ja) * | 1987-06-15 | 1988-12-19 | Fanuc Ltd | 絶対位置エンコ−ダ |
| GB8719154D0 (en) * | 1987-08-13 | 1987-09-23 | Coal Industry Patents Ltd | Optically measuring relative angular movement |
| US4808817A (en) * | 1987-11-23 | 1989-02-28 | Sundstrand Corporation | Rotational acceleration detector with microdot coding |
| FR2644239B1 (fr) * | 1989-03-13 | 1994-04-01 | Spectec Sa | Chaine de mesure d'angle ou de position optique et a transmission par fibres optiques intrinsequement lineaire et reference utilisant une ou plusieurs sources lumineuses |
| JPH0752345B2 (ja) * | 1989-03-30 | 1995-06-05 | ヤマハ株式会社 | イニシャルタッチ制御装置 |
| US5241124A (en) * | 1990-04-18 | 1993-08-31 | Yamaha Corporation | Electronic musical instrument capable of controlling touch response based on a reference value |
| US5235180A (en) * | 1992-03-05 | 1993-08-10 | General Scanning, Inc. | Rotary motor having an angular position transducer and galvanometer scanning system employing such motor |
| JPH087587B2 (ja) * | 1992-06-16 | 1996-01-29 | カシオ計算機株式会社 | 楽音発生装置 |
| JP2570945B2 (ja) * | 1992-06-16 | 1997-01-16 | カシオ計算機株式会社 | 楽音発生装置 |
| US5442281A (en) * | 1993-06-01 | 1995-08-15 | Enscan, Inc. | Method and apparatus for deriving power consumption information from the angular motion of a rotating disk in a watt hour meter |
| US6483104B1 (en) * | 1996-09-23 | 2002-11-19 | Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh | Rotational angle sensor using a CCD line with enhanced measuring precision |
| GB9926574D0 (en) * | 1999-11-11 | 2000-01-12 | Renishaw Plc | Absolute position measurement |
| US6396052B1 (en) | 2000-04-07 | 2002-05-28 | Lexmark International, Inc. | High precision analog encoder system |
| US6507016B1 (en) | 2000-04-18 | 2003-01-14 | Trw Inc. | Apparatus and method for sensing a vehicle rollover condition |
| US6495820B1 (en) | 2000-10-02 | 2002-12-17 | Trw Inc. | Sensor apparatus and method for sensing angular rotation of an object using light reflected off a rotor and bifurcation compensation |
| AU2002230747A1 (en) * | 2000-12-21 | 2002-07-08 | The Gleason Works | Stroking speed adjustment for shaping machine |
| DE10257494B4 (de) * | 2002-12-10 | 2011-01-27 | Matthias Zahn | Bestimmen von Attributen der Drehbewegung eines Objektes |
| US7102123B2 (en) * | 2003-10-28 | 2006-09-05 | Avago Technologies Ecbu Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Reflective imaging encoder |
| US8044340B2 (en) * | 2005-10-13 | 2011-10-25 | Hamamatsu Photonics K.K. | Encoder and light receiving device for encoder |
| IL175831A0 (en) * | 2006-05-22 | 2007-08-19 | Igor Fridland | Angular position sensor |
| CN101636638B (zh) * | 2006-06-19 | 2013-06-05 | 杰斯集团公司 | 使用反射照明光的光学位置传感系统和方法 |
| JP2008096205A (ja) * | 2006-10-10 | 2008-04-24 | Hamamatsu Photonics Kk | エンコーダ及びエンコーダ用受光装置 |
| JP4890190B2 (ja) * | 2006-10-10 | 2012-03-07 | 浜松ホトニクス株式会社 | エンコーダ |
| FR2926633B1 (fr) * | 2008-01-18 | 2010-12-24 | Crouzet Automatismes | Capteur optique |
| DE112008003711B4 (de) | 2008-02-22 | 2024-01-25 | Trimble Jena Gmbh | Winkelmessgerät und -verfahren |
| US8212202B2 (en) * | 2009-01-08 | 2012-07-03 | Avago Technologies Ecbu Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Reflective optical encoder package and method |
| DE102018133120A1 (de) * | 2018-12-20 | 2020-06-25 | Universität Rostock | Vorrichtung und Verfahren zur berührungslosen Rotationsmessung |
| CN116989827B (zh) * | 2023-09-28 | 2023-12-19 | 深圳舜昌自动化控制技术有限公司 | 接近式传感器防电磁干扰方法、装置、设备及存储介质 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3603688A (en) * | 1967-11-08 | 1971-09-07 | Perkin Elmer Corp | Alignment apparatus |
| US3610936A (en) * | 1969-03-20 | 1971-10-05 | North American Rockwell | Apparatus for determining the position of a discrete target occurring within a field of view |
| US3918814A (en) * | 1974-05-13 | 1975-11-11 | Weiser Robodyne Corp | Optical position sensor |
| DE2646674A1 (de) * | 1974-09-30 | 1977-04-21 | Keystone Int | Lageempfindliches abtast-bedienungssystem |
| US4320293A (en) * | 1978-08-30 | 1982-03-16 | Harold Guretzky | Angle-position transducer |
| US4327362A (en) * | 1978-10-23 | 1982-04-27 | Rockwell International Corporation | Meter rotor rotation optical sensor |
| US4321531A (en) * | 1979-09-17 | 1982-03-23 | Sangamo-Weston Inc. | Direction sensitive pulse initiator for a wattmeter |
| DE3035012C2 (de) * | 1980-09-17 | 1982-08-12 | Fa. Carl Zeiss, 7920 Heidenheim | Einrichtung zur Winkelmessung |
| DE3201163A1 (de) * | 1982-01-15 | 1983-07-28 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Vorrichtung zur drehwinkelermittlung |
-
1984
- 1984-06-25 US US06/624,156 patent/US4587513A/en not_active Expired - Fee Related
-
1985
- 1985-06-17 EP EP85304315A patent/EP0169657B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1985-06-17 DE DE8585304315T patent/DE3579767D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1985-06-17 AU AU43806/85A patent/AU569686B2/en not_active Ceased
- 1985-06-18 GB GB08515358A patent/GB2162635B/en not_active Expired
- 1985-06-18 ZA ZA854600A patent/ZA854600B/xx unknown
- 1985-06-19 NZ NZ212463A patent/NZ212463A/en unknown
- 1985-06-21 IE IE1551/85A patent/IE56671B1/en not_active IP Right Cessation
- 1985-06-24 IL IL75604A patent/IL75604A0/xx not_active IP Right Cessation
- 1985-06-24 DK DK284885A patent/DK162908C/da not_active IP Right Cessation
- 1985-06-24 NO NO852532A patent/NO169865C/no unknown
- 1985-06-24 JP JP60136209A patent/JPS6114518A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB8515358D0 (en) | 1985-07-17 |
| IE851551L (en) | 1985-12-25 |
| NZ212463A (en) | 1988-02-12 |
| GB2162635A (en) | 1986-02-05 |
| EP0169657A3 (en) | 1986-11-12 |
| ZA854600B (en) | 1986-02-26 |
| NO852532L (no) | 1985-12-27 |
| AU4380685A (en) | 1986-02-20 |
| DE3579767D1 (de) | 1990-10-25 |
| US4587513A (en) | 1986-05-06 |
| AU569686B2 (en) | 1988-02-11 |
| DK284885A (da) | 1985-12-26 |
| GB2162635B (en) | 1988-05-11 |
| GB2162635A8 (en) | 2001-07-25 |
| DK162908C (da) | 1992-07-06 |
| JPS6114518A (ja) | 1986-01-22 |
| IE56671B1 (en) | 1991-10-23 |
| EP0169657A2 (en) | 1986-01-29 |
| DK284885D0 (da) | 1985-06-24 |
| IL75604A0 (en) | 1985-10-31 |
| NO169865C (no) | 1992-08-12 |
| EP0169657B1 (en) | 1990-09-19 |
| NO169865B (no) | 1992-05-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DK162908B (da) | Beroeringsfri akselvinkeldetektor og fremgangsmaade til fastlaeggelse af vinkelstillingen af en aksel | |
| US4752799A (en) | Optical proximity sensing optics | |
| US3399347A (en) | Photoelectric system for generating a signal proportional to the movement of a meter | |
| CN101707953B (zh) | 用于显示蒸煮器工作状态的设备 | |
| US4086488A (en) | Digital pressure gauge system | |
| JP2622130B2 (ja) | 測長測角装置 | |
| MXPA01000833A (es) | Codificador de angulos. | |
| US5815269A (en) | Rotation sensor | |
| EP0490206A1 (fr) | Capteur de position pour un appareil de mesure de grandeurs linéaires ou angulaires | |
| US5065013A (en) | Optical encoders using transmitted and reflected light detection having complementary output | |
| GB1593537A (en) | Moisture analyzing apparatus | |
| US3857641A (en) | Optical measuring apparatus | |
| US4803484A (en) | Optically readable and human readable dial | |
| US5983720A (en) | Reflected light rotation sensor | |
| EP0718599A1 (en) | Incremental encoder | |
| US5874732A (en) | Rotation sensor | |
| WO2013083192A1 (en) | Optical angle encoder | |
| US5640015A (en) | Pyrometer electromagnetic radiation measuring device | |
| US4078179A (en) | Movable instrument with light emitting position indicator | |
| KR20000005250A (ko) | 각 측정장치_ | |
| WO2004102225A2 (en) | Non-contact optical polarization angle encoder | |
| US5349183A (en) | Diffraction grating rotary speed sensor having a circumferentially variable pitch diffraction grating | |
| US4703309A (en) | Precision optoelectronic rotational position sensor | |
| JPH08166257A (ja) | ロータリーエンコーダとこのロータリーエンコーダに用いる回転ディスク | |
| US3242336A (en) | Variable thickness infrared chopper to change the focus of the optical system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PBP | Patent lapsed |