RU100311U1 - PHOTOELECTRIC ANGLE CONVERTER - Google Patents

PHOTOELECTRIC ANGLE CONVERTER Download PDF

Info

Publication number
RU100311U1
RU100311U1 RU2010128881/28U RU2010128881U RU100311U1 RU 100311 U1 RU100311 U1 RU 100311U1 RU 2010128881/28 U RU2010128881/28 U RU 2010128881/28U RU 2010128881 U RU2010128881 U RU 2010128881U RU 100311 U1 RU100311 U1 RU 100311U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
light
zero mark
raster
reading
windows
Prior art date
Application number
RU2010128881/28U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Иванович Поляков
Геннадий Александрович Козлов
Игорь Николаевич Степаненков
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Специальное конструкторское бюро станочных информационно-измерительных систем с опытным производством"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Специальное конструкторское бюро станочных информационно-измерительных систем с опытным производством" filed Critical Открытое акционерное общество "Специальное конструкторское бюро станочных информационно-измерительных систем с опытным производством"
Priority to RU2010128881/28U priority Critical patent/RU100311U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU100311U1 publication Critical patent/RU100311U1/en

Links

Landscapes

  • Optical Transform (AREA)

Abstract

Фотоэлектрический преобразователь угла, содержащий корпус, шарикоподшипники, кодируемый вал с отверстием, установленный в шарикоподшипниках, измерительный диск, выполненный с двумя концентрическими дорожками, включающими растровую дорожку и дорожку нулевой метки, на которой расположены непрозрачный растр с кодом нулевой метки и прозрачный растр, индикаторный диск, включающий две пары светопропускающих окон для инкрементного считывания с нанесенными внутри них растрами, согласованными с растровой дорожкой измерительного диска, и прозрачный растр с кодом нулевой метки, согласованный с дорожкой нулевой метки на измерительном диске и расположенный между светопропускающими окнами одной из пар светопропускающих окон для инкрементного считывания, излучатель и плату обработки с фотоприемниками для инкрементного считывания и для считывания нулевой метки, отличающийся тем, что светопропускающие окна для инкрементного считывания первой пары размещены диаметрально противоположно относительно светопропускающих окон для инкрементного считывания второй пары, между светопропускающими окнами для инкрементного считывания второй пары размещено светопропускающее окно для опорного канала, за которым на плате обработки размещен дополнительный фотоприемник для опорного канала, установленный диаметрально противоположно фотоприемнику для считывания нулевой метки, а в корпусе установлен дополнительный излучатель, размещенный диаметрально противоположно излучателю. A photoelectric angle transducer comprising a housing, ball bearings, an encoded shaft with a hole mounted in ball bearings, a measuring disk made with two concentric tracks, including a raster track and a zero mark track, on which an opaque raster with a zero mark code and a transparent raster, an indicator disk are located including two pairs of light-transmitting windows for incremental reading with rasters printed inside them, matched with the raster track of the measuring disk, etc. a transparent raster with a zero mark code, matched with a zero mark track on the measuring disk and located between the light transmission windows of one of the pairs of light transmission windows for incremental reading, a radiator and a processing board with photodetectors for incremental reading and for reading a zero mark, characterized in that the light transmission windows for incremental reading of the first pair are placed diametrically opposite to the light-transmitting windows for incremental reading of the second pair, between the light transmissive windows for the incremental reading taken by the second pair of light-transmitting window for the reference channel, for which the board is placed extra processing for the reference channel photodetector, mounted diametrically opposite photodetector for sensing the zero mark, and in the case an additional emitter, disposed diametrically opposite the emitter.

Description

Полезная модель относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использована в фотоэлектрических преобразователях угла накапливающего типа для преобразования угла поворота в пропорциональное ему число электрических импульсов.The utility model relates to automation and computer technology and can be used in photoelectric converters of an angle of accumulating type to convert the angle of rotation into a proportional number of electrical pulses.

Известен фотоэлектрический преобразователь угла, содержащий корпус, кодируемый вал, установленный в подшипниках, измерительный и индикаторный диски, излучатель, фотоприемники и плату обработки, Преснухин Л.Н. "Фотоэлектрические преобразователи информации." М.: Машиностроение, 1974. Рис.150. С.301, Рис.148. С.289.Known photoelectric angle transducer containing a housing, an encoded shaft mounted in bearings, measuring and indicator disks, emitter, photodetectors and processing board, Presnukhin L.N. "Photoelectric information converters." M .: Engineering, 1974. Fig. 150. S.301, Fig. 148. S.289.

Известный преобразователь имеет большие радиальные габариты и массу, за счет радиального, последовательного расположения фотоприемников относительно его оси, что одновременно снижает его эксплуатационные возможности.The known Converter has large radial dimensions and weight due to the radial, sequential arrangement of photodetectors relative to its axis, which simultaneously reduces its operational capabilities.

Известен фотоэлектрический преобразователь угла, содержащий цилиндрический корпус, кодируемый вал, установленный в шарикоподшипниках, индикаторный и измерительный диски, держатели для излучателей, фотоприемников и индикаторного диска, плату обработки, стойки для крепления платы обработки, защитную крышку, элементы для электрического соединения излучателей, фотоприемников с платой обработки, RU №58822 U1, H03M 1/24, 27.11.2006.Known photoelectric angle transducer containing a cylindrical housing, an encoded shaft mounted in ball bearings, indicator and measuring discs, holders for emitters, photodetectors and indicator disk, processing board, racks for attaching the processing board, protective cover, elements for electrical connection of emitters, photodetectors with processing board, RU No. 58822 U1, H03M 1/24, 11/27/2006.

Известный преобразователь обладает жесткой, пылевлагозащищенной конструкцией, а это усложняет его устройство и изготовление.The known converter has a rigid, dust and water tight design, and this complicates its design and manufacture.

Известен фотоэлектрический преобразователь угла, содержащий корпус, кодируемый вал, установленный в подшипниках, измерительный диск, излучатель, N фотоприемников и плату обработки, RU №63624 U1, H03M 1/24, 27.05.2007.Known photoelectric angle transducer comprising a housing, an encoded shaft mounted in bearings, a measuring disk, an emitter, N photodetectors and a processing board, RU No. 63624 U1, H03M 1/24, 05/27/2007.

В известном преобразователе отсутствует индикаторный диск с диафрагменными окнами перед фотоприемниками, что создает опасность излишней засветки в процессе поворота измерительного диска, а это снижает чувствительность и точность преобразователя.In the known Converter there is no indicator disk with aperture windows in front of the photodetectors, which creates the risk of excessive exposure during the rotation of the measuring disk, and this reduces the sensitivity and accuracy of the Converter.

Известен фотоэлектрический преобразователь угловых перемещений накапливающего типа, содержащий корпус, кодируемый вал, установленный в подшипниках, измерительный диск с растровой дорожкой и окном нулевого отсчета, индикаторный диск с окнами для инкрементного считывания и окнами, определяющими рабочую зону отсчета, излучатели, фотоприемники и плату обработки, RU №91769 U1, G02F 7/00, 27.02.2010.A known photoelectric transducer of angular displacements of the accumulating type, comprising a housing, an encoded shaft mounted in bearings, a measuring disk with a raster track and a zero reference window, an indicator disk with windows for incremental reading and windows defining a working reference area, emitters, photodetectors and processing board, RU No. 91769 U1, G02F 7/00, 02.27.2010.

В известном преобразователе окна для инкрементного считывания на индикаторном диске расположены вблизи друг друга и под малым углом друг к другу относительно оси вращения, что не позволяет компенсировать погрешности преобразователя из-за несоосной установки измерительного диска на оси вращения подшипников.In the known transducer, the windows for incremental reading on the indicator disk are located close to each other and at a small angle to each other relative to the axis of rotation, which does not compensate for the errors of the converter due to misaligned mounting of the measuring disk on the axis of rotation of the bearings.

Известен фотоэлектрический преобразователь угла, устанавливаемый на объекте пользователя, содержащий корпус, направляющие цилиндры, размещенные в диаметрально противоположных отверстиях корпуса, кодируемый вал, индикаторный и измерительный диски с измерительной шкалой, излучатели и фотоприемники, образующие оптические информационные каналы, RU №2213414 C1, H01M 1/24, Н01М 1/28, 27.09.2003; RU №2213415 C1, H01M 1/24, H01M 1/28, 27.09.2003; RU №2263396 C1, H01M 1/28, H01M 1/24, 27.10.2005.Known photoelectric angle transducer installed on the user's site, comprising a housing, guide cylinders placed in diametrically opposite openings of the housing, an encoded shaft, indicator and measuring disks with a measuring scale, emitters and photodetectors forming optical information channels, RU No. 2213414 C1, H01M 1 / 24, H01M 1/28, 09/27/2003; RU No. 2213415 C1, H01M 1/24, H01M 1/28, 09/27/2003; RU No. 2263396 C1, H01M 1/28, H01M 1/24, 10.27.2005.

Известный преобразователь обладает высокой точностью, но сложен по конструкции и дорог в изготовлении.The known converter is highly accurate, but complicated in design and expensive to manufacture.

Известен фотоэлектрический преобразователь угла, содержащий корпус, шарикоподшипники, кодируемый вал с отверстием, установленный в шарикоподшипниках, измерительный диск, выполненный с двумя концентрическими дорожками, включающими растровую дорожку, и дорожку нулевой метки, на которой расположены непрозрачный растр с кодом нулевой метки и прозрачный растр, индикаторный диск, включающий две пары светопропускающих окон для инкрементного считывания с нанесенными внутри них растрами, согласованными с растровой дорожкой измерительного диска, и прозрачный растр с кодом нулевой метки, согласованный с дорожкой нулевой метки на измерительном диске и расположенный между светопропускающими окнами одной из пар светопропускающих окон для инкрементного считывания, излучатель и плату обработки с фотоприемниками для инкрементного считывания и для считывания нулевой метки, DE 19521252 A1, G08C 15/06, G08C 19/00, Н03М 1/22, 12.12.1996.A known photoelectric angle transducer comprising a housing, ball bearings, an encoded shaft with a hole installed in ball bearings, a measuring disk made with two concentric tracks including a raster track, and a zero mark track on which an opaque raster with a zero mark code and a transparent raster are located, indicator disk, including two pairs of light-transmitting windows for incremental reading with rasters applied inside them, matched with the raster track of the measuring claim, and a transparent raster with a zero mark code, matched with the zero mark track on the measuring disk and located between the light transmission windows of one of the pairs of light transmission windows for incremental reading, the emitter and the processing board with photodetectors for incremental reading and for reading the zero mark, DE 19521252 A1 , G08C 15/06, G08C 19/00, H03M 1/22, 12/12/1996.

В этом преобразователе сигнал опорного канала формируется из сигналов с фотоприемников инкрементного считывания.In this converter, a reference channel signal is generated from signals from incremental readout photodetectors.

Данное техническое решение принято за ближайший аналог настоящей полезной модели.This technical solution is taken as the closest analogue of this utility model.

Однако оно обладает недостатками.However, it has disadvantages.

Преобразователь ближайшего аналога имеет большие радиальные габариты, поскольку измерительный диск имеет растровую дорожку для инкрементного считывания информации с большой высотой, а светопропускающие окна для инкрементного считывания на индикаторном диске размещены на разных радиусах относительно оси преобразователя, что усложняет задачу формирования светового пучка для засветки разнесенных фотоприемников для инкрементного считывания, расположенных, на различных диаметрах. Это увеличивает радиальные габариты устройства и не позволяет компенсировать погрешности преобразователя из-за несоосной установки измерительного диска на оси вращения шарикоподшипников.The closest analog converter has large radial dimensions, since the measuring disk has a raster track for incremental reading of information with a large height, and light-transmitting windows for incremental reading on the indicator disk are placed at different radii relative to the axis of the converter, which complicates the task of generating a light beam to illuminate spaced photodetectors for incremental readings located at various diameters. This increases the radial dimensions of the device and does not allow to compensate for transducer errors due to misaligned mounting of the measuring disk on the axis of rotation of ball bearings.

Дополнительно можно отметить сложность схемы обработки сигналов с фотоприемников для инкрементного считывания, расположенных за светопропускающими окнами для инкрементного считывания, которые одновременно с регистрацией сигналов инкрементного считывания должны выделять сигнал уровня интенсивности излучателя, который одновременно должен являться уровнем для выделения сигнала срабатывания нулевой метки.In addition, it is possible to note the complexity of the signal processing scheme from photodetectors for incremental reading located behind the light-transmitting windows for incremental reading, which simultaneously with the registration of incremental reading signals should emit a signal of the emitter intensity level, which at the same time should be the level for highlighting the zero-mark response signal.

В основу настоящей полезной модели положено решение задачи, позволяющей уменьшить радиальные габариты, упростить обработку сигналов и повысить точность преобразователя.The present utility model is based on solving a problem that allows one to reduce radial dimensions, simplify signal processing, and increase the accuracy of the converter.

Технический результат настоящей полезной модели заключается в расположении светопропускающих окон для инкрементного считывания информации одной пары на одном диаметре с светопропускающими окнами для инкрементного считывания другой пары, в диаметрально противоположном расположении их друг относительно друга и в расположении между светопропускающими окнами в каждой паре светопропускающих окон нулевой и опорной меток, которые размещены на одном диаметре, отличном от диаметра размещения светопропускающих окон для инкрементного считывания.The technical result of this utility model is the arrangement of light-transmitting windows for incremental reading of information of one pair on the same diameter as light-transmitting windows for incremental reading of another pair, in a diametrically opposite arrangement relative to each other and in the location between the light-transmitting windows in each pair of light-transmitting windows of zero and reference tags that are placed on the same diameter, different from the diameter of the placement of light-transmitting windows for incremental reading whining.

Технический результат настоящей полезной модели заключается в снабжении преобразователя дополнительным излучателем, который установлен диаметрально противоположно излучателю.The technical result of this utility model is to provide the converter with an additional emitter, which is installed diametrically opposite to the emitter.

Технический результат настоящей полезной модели заключается в снабжении преобразователя дополнительным фотоприемником для опорного канала, расположенном за светопропускающим окном для опорного канала, установленном диаметрально противоположно фотоприемнику для считывания нулевой метки.The technical result of this utility model is to provide the converter with an additional photodetector for the reference channel, located behind the light-transmitting window for the reference channel, installed diametrically opposite the photodetector for reading the zero mark.

Согласно полезной модели эта задача решается за счет того, что фотоэлектрический преобразователь угла содержит корпус, шарикоподшипники, кодируемый вал с отверстием, установленный в шарикоподшипниках, измерительный диск, индикаторный диск, излучатель и плату обработки с фотоприемниками для инкрементного считывания и для считывания нулевой метки.According to a utility model, this problem is solved due to the fact that the photoelectric angle transducer comprises a housing, ball bearings, an encoded shaft with a hole installed in ball bearings, a measuring disk, an indicator disk, an emitter and a processing board with photodetectors for incremental reading and for reading a zero mark.

Измерительный диск выполнен с двумя концентрическими дорожками, включающими растровую дорожку и дорожку нулевой метки, на которой расположены непрозрачный растр с кодом нулевой метки и прозрачный растр.The measuring disk is made with two concentric tracks, including a raster track and a zero mark track, on which an opaque raster with a zero mark code and a transparent raster are located.

Индикаторный диск включает две пары светопропускающих окон для инкрементного считывания с нанесенными внутри них растрами, согласованными с растровой дорожкой измерительного диска, и прозрачный растр с кодом нулевой метки, согласованный с дорожкой нулевой метки на измерительном диске и расположенный между светопропускающими окнами одной из пар светопропускающих окон для инкрементного считывания.The indicator disk includes two pairs of light-transmitting windows for incremental reading with rasters printed inside them, matched with the raster track of the measuring disk, and a transparent raster with a zero mark code, matched with the zero mark track on the measuring disk and located between the light-transmitting windows of one of the pairs of light-transmitting windows for incremental read.

Светопропускающие окна для инкрементного считывания первой пары размещены диаметрально противоположно относительно светопропускающих окон для инкрементного считывания второй пары.Light-transmitting windows for incremental reading of the first pair are placed diametrically opposed to light-transmitting windows for incremental reading of the second pair.

Между светопропускающими окнами для инкрементного считывания второй пары размещено светопропускающее окно для опорного канала, за которым на плате обработки размещен дополнительный фотоприемник для опорного канала, установленный диаметрально противоположно фотоприемнику для считывания нулевой метки.Between the light-transmitting windows for incremental reading of the second pair there is a light-transmitting window for the reference channel, behind which on the processing board there is an additional photodetector for the reference channel, installed diametrically opposite to the photodetector for reading the zero mark.

В корпусе установлен дополнительный излучатель, размещенный диаметрально противоположно излучателю.An additional emitter is installed in the housing, placed diametrically opposite to the emitter.

Заявителем не выявлены источники, содержащие информацию о технических решениях, идентичных настоящей полезной модели, что позволяет сделать вывод о ее соответствии критерию «новизна».The applicant has not identified sources containing information on technical solutions identical to this utility model, which allows us to conclude that it meets the criterion of "novelty."

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где изображены:The essence of the utility model is illustrated by drawings, which depict:

на фиг.1 - фотоэлектрический преобразователь угла в разрезе;figure 1 - photoelectric transducer angle in the context;

на фиг.2 - разрез А-А фиг.1;figure 2 is a section aa of figure 1;

на фиг.3 - узел Г фиг.2;figure 3 - node D of figure 2;

на фиг.4 - разрез Б-Б фиг.1;figure 4 is a section bB of figure 1;

на фиг.5 - узел Д фиг.4;figure 5 - node D of figure 4;

на фиг.6 - узел Е фиг.4;figure 6 - node E of figure 4;

на фиг.7 - разрез В-В фиг.1.Fig.7 is a section bb In Fig.1.

Фотоэлектрический преобразователь угла содержит:The photoelectric angle transducer contains:

Корпус - 1;Building 1;

шарикоподшипники (в корпусе 1) - 2.ball bearings (in housing 1) - 2.

Кодируемый вал - 3;The coded shaft - 3;

внутреннее отверстие (в вале 3) - 4.inner hole (in shaft 3) - 4.

Излучатель (в корпусе 1) - 5.Emitter (in case 1) - 5.

Дополнительный излучатель (в корпусе 1) - 6.Additional emitter (in case 1) - 6.

Опорный канал - 7.The reference channel is 7.

Измерительный диск (в корпусе 1) - 8.Measuring disk (in case 1) - 8.

Растровую дорожку (на диске 8) - 9;Raster track (on disk 8) - 9;

светопропускающие окна (на дорожке 9) - 10.light-transmitting windows (on track 9) - 10.

Дорожку нулевой метки (на диске 8) - 11;Track zero mark (on disk 8) - 11;

непрозрачный растр с кодом нулевой метки (на дорожке 11) - 12;an opaque raster with a zero mark code (on track 11) - 12;

прозрачный растр (на дорожке 11) - 13.transparent raster (on track 11) - 13.

Индикаторный диск (в корпусе 1) - 14.Indicator disk (in case 1) - 14.

Первую пару светопропускающих окон для инкрементного считывания (на диске 14) - 15;The first pair of light-transmitting windows for incremental reading (on disk 14) - 15;

светопропускающее окно с растром (пары 15) - 16;light-transmitting window with a raster (pair 15) - 16;

светопропускающее окно с растром (пары 15) - 17.light-transmitting window with a raster (pair 15) - 17.

Прозрачный растр с кодом нулевой метки (на диске 14) - 18.A transparent raster with a zero mark code (on disk 14) is 18.

Вторую пару светопропускающих окон для инкрементного считывания (на диске 14) - 19;The second pair of light-transmitting windows for incremental reading (on disk 14) - 19;

светопропускающее окно с растром (пары 19) - 20;light-transmitting window with a raster (pairs 19) - 20;

светопропускающее окно с растром (пары 19) - 21.light-transmitting window with a raster (pairs 19) - 21.

Светопропускающее окно для опорного канала (на диске 14) - 22.Light-transmitting window for the reference channel (on disk 14) - 22.

Плату обработки (в корпусе 1) - 23;Processing fee (in case 1) - 23;

фотоприемники для инкрементного считывания (на плате 23) - 24;photodetectors for incremental readout (on board 23) - 24;

фотоприемники для инкрементного считывания (на плате 23) - 25;photodetectors for incremental readout (on board 23) - 25;

фотоприемник для считывания нулевой метки (на плате 23) - 26;photodetector for reading the zero mark (on the board 23) - 26;

дополнительный фотоприемник для опорного канала (7) (на плате 23) - 27.additional photodetector for the reference channel (7) (on the board 23) - 27.

Фотоэлектрический преобразователь угла содержит корпус 1, шарикоподшипники 2, кодируемый вал 3 с отверстием 4, установленный в шарикоподшипниках 2, измерительный диск 8, индикаторный диск 14, излучатель 5 и дополнительный излучатель 6, плату обработки 23 с фотоприемниками для инкрементного считывания 24 и 25, фотоприемником для считывания нулевой метки 26 и дополнительным фотоприемником для опорного канала 27.The photoelectric angle converter comprises a housing 1, ball bearings 2, an encoded shaft 3 with a hole 4 installed in ball bearings 2, a measuring disk 8, an indicator disk 14, an emitter 5 and an additional emitter 6, a processing board 23 with photodetectors for incremental reading 24 and 25, a photodetector for reading the zero mark 26 and an additional photodetector for the reference channel 27.

Дополнительный излучатель 6 размещен диаметрально противоположно излучателю 5.Additional emitter 6 is placed diametrically opposite to the emitter 5.

Измерительный диск 8 выполнен с двумя концентрическими дорожками, включающими растровую дорожку 9 со светопропускающими окнами 10 и дорожку нулевой метки 11, на которой расположены непрозрачный растр с кодом нулевой метки 12 и прозрачный растр 13.The measuring disk 8 is made with two concentric tracks, including a raster track 9 with light-transmitting windows 10 and a zero mark track 11, on which an opaque raster with a zero mark code 12 and a transparent raster 13 are located.

Индикаторный диск 14 включает две пары светопропускающих окон для инкрементного считывания 15 и 19 с нанесенными внутри них растрами, согласованными с растровой дорожкой 9 измерительного диска 8, и прозрачный растр с кодом нулевой метки 18, согласованный с дорожкой нулевой метки 11 на измерительном диске 8 и расположенный между светопропускающими окнами для инкрементного считывания 16 и 17 (с растрами) первой пары 15.The indicator disk 14 includes two pairs of light-transmitting windows for incremental reading 15 and 19 with rasters plotted inside them, matched with the raster track 9 of the measuring disk 8, and a transparent raster with a zero mark code 18, aligned with the zero mark track 11 on the measuring disk 8 and located between the light-transmitting windows for incremental reading 16 and 17 (with rasters) of the first pair 15.

Светопропускающие окна для инкрементного считывания 16 и 17 (с растрами) первой пары 15 размещены диаметрально противоположно относительно светопропускающих окон для инкрементного считывания 20 и 21 (с растрами) второй пары 19.Light-transmitting windows for incremental reading 16 and 17 (with rasters) of the first pair 15 are diametrically opposed to light-transmitting windows for incremental reading 20 and 21 (with rasters) of the second pair 19.

Между светопропускающими окнами для инкрементного считывания 20 и 21 (с растрами) второй пары 19 размещено светопропускающее окно для опорного канала 22, за которым на плате обработки 23 размещен дополнительный фотоприемник для опорного канала 27, установленный диаметрально противоположно фотоприемнику для считывания нулевой метки 26.Between the light-transmitting windows for incremental reading 20 and 21 (with rasters) of the second pair 19 there is a light-transmitting window for the reference channel 22, behind which on the processing board 23 there is an additional photodetector for the reference channel 27 mounted diametrically opposite to the photodetector for reading the zero mark 26.

На плате обработки 23 фотоприемники для инкрементного считывания 24 и 25, фотоприемник для считывания нулевой метки 26 и дополнительный фотоприемник для опорного канала 27 установлены за светопропускающими окнами для инкрементного считывания 16 и 17 (с растрами) первой пары 15, светопропускающими окнами для инкрементного считывания 20 и 21 (с растрами) второй пары 19, прозрачным растром с кодом нулевой метки 18 и светопропускающим окном для опорного канала 22 индикаторного диска 14, соответственно.On the processing board 23, photodetectors for incremental reading 24 and 25, a photodetector for reading the zero mark 26, and an additional photodetector for the reference channel 27 are installed behind the light-transmitting windows for incremental reading 16 and 17 (with rasters) of the first pair 15, light-transmitting windows for incremental reading 20 and 21 (with rasters) of the second pair 19, a transparent raster with a zero mark code 18 and a light transmitting window for the reference channel 22 of the indicator disk 14, respectively.

Растры в светопропускающих окнах 16, 17, 20 и 21 для инкрементного считывания на индикаторном диске 14 имеют тот же шаг, что и регулярный растр (чередующиеся темные и светлые участки растровой дорожки 9) на измерительном диске 8.The rasters in the light-transmitting windows 16, 17, 20 and 21 for incremental reading on the indicator disk 14 have the same step as the regular raster (alternating dark and light sections of the raster track 9) on the measuring disk 8.

В каждой паре 15 и 19 светопропускающих окон 16, 17, 20 и 21 для инкрементного считывания растровые штрихи (не показаны) сдвинуты друг относительно друга на половину шага растра, а взаимный пространственный сдвиг растров между парами 15 и 19 составляет четверть шага растров, что позволяет получить сигналы sinx; -cosx; -sinx; cosx, которые используются для формирования счетных импульсов в плате обработки 23.In each pair of 15 and 19 light-transmitting windows 16, 17, 20 and 21 for incremental reading, raster strokes (not shown) are shifted relative to each other by half a raster step, and the mutual spatial shift of the raster between pairs 15 and 19 is a quarter of the raster step, which allows receive sinx signals; -cosx; -sinx; cosx, which are used to form the counting pulses in the processing board 23.

При этом прозрачный растр с кодом нулевой метки 18 и светопропускающее окно для опорного канала 22 расположены между светопропускающими окнами 16 и 17 (с растрами) и светопропускающими окнами 20 и 21 (с растрами), соответственно.In this case, a transparent raster with a zero mark code 18 and a light transmission window for the reference channel 22 are located between the light transmission windows 16 and 17 (with rasters) and light transmission windows 20 and 21 (with rasters), respectively.

Для связи с устройством индикации (не показано) служит кабель (показан условно).To communicate with the display device (not shown) is a cable (shown conditionally).

Фотоэлектрический преобразователь угла работает следующим образом.Photoelectric angle Converter operates as follows.

Вал пользователя устанавливают во внутреннее отверстие 4 кодируемого вала 3 преобразователя и закрепляют, например, посредством клеммного зажима (изображен условно).The user shaft is installed in the inner hole 4 of the encoded shaft 3 of the converter and secured, for example, by means of a terminal clip (shown conditionally).

Угловое перемещение кодируемого вала 3 от вала пользователя (не показан) приводит к повороту измерительного диска 8 в корпусе 1, при этом световой поток от излучателя 5 и дополнительного излучателя 6, пройдя через измерительный 8 и индикаторный 14 диски, поступает на соответствующие фотоприемники 24, 25, 26, 27, которые передают соответствующие электрические сигналы на плату обработки 23.The angular movement of the encoded shaft 3 from the user shaft (not shown) leads to the rotation of the measuring disk 8 in the housing 1, while the light flux from the emitter 5 and the additional emitter 6, passing through the measuring 8 and indicator 14 disks, is fed to the corresponding photodetectors 24, 25 , 26, 27, which transmit the corresponding electrical signals to the processing board 23.

Взаимный характер изменения сигналов, идущих с фотоприемников для инкрементного считывания 24 и 25 дает возможность определить направление измеряемого угла поворота измерительного диска 8, а число их периодов при повороте - величину угла поворота.The mutual nature of the change in the signals coming from the photodetectors for incremental reading 24 and 25 makes it possible to determine the direction of the measured angle of rotation of the measuring disk 8, and the number of periods during rotation is the value of the angle of rotation.

Характер изменения сигнала, идущего с фотоприемника для считывания нулевой метки 26 свидетельствует о числе оборотов кодируемого вала 3 с измерительным диском 8 и определяет начало отсчета угловых перемещений преобразователя.The nature of the change in the signal coming from the photodetector to read the zero mark 26 indicates the number of revolutions of the encoded shaft 3 with the measuring disk 8 and determines the reference point of the angular movements of the transducer.

Характер изменения электрического сигнала, идущего с дополнительного фотоприемника для опорного канала 27 свидетельствует о постоянстве или изменении опорного сигнала, который служит для обнаружения сигнала нулевой метки.The nature of the change in the electrical signal coming from the additional photodetector for the reference channel 27 indicates the constancy or change of the reference signal, which serves to detect the zero mark signal.

Сигнал нулевой метки срабатывает, когда непрозрачный растр с кодом нулевой метки 12 измерительного диска 8 перекрывает прозрачный растр с кодом нулевой метки 18 индикаторного диска 14. В этот момент напряжение на фотоприемнике для считывания нулевой метки 26 равно нулю.The zero mark signal is triggered when an opaque raster with a zero mark code 12 of the measuring disk 8 overlaps a transparent raster with a zero mark code 18 of the indicator disc 14. At this point, the voltage at the photodetector for reading the zero mark 26 is zero.

На фотоприемнике для считывания нулевой метки 26 и на дополнительном фотоприемнике для опорного канала 27, при отсутствии их перекрытия непрозрачным растром с кодом нулевой метки 12, имеются постоянные уровни засветки. При этом нулевая метка выявляется схемой платы обработки 23 тогда, когда сигнал с фотоприемника для считывания нулевой метки 26 становится ниже уровня сигнала с дополнительного фотоприемника для опорного канала 27.On the photodetector for reading the zero mark 26 and on the additional photodetector for the reference channel 27, in the absence of their overlap with an opaque raster with the code of the zero mark 12, there are constant levels of illumination. In this case, the zero mark is detected by the circuit board processing 23 when the signal from the photodetector for reading the zero mark 26 becomes lower than the signal level from the additional photodetector for the reference channel 27.

При прохождении непрозрачного растра с кодом нулевой метки 12 под светопропускающим окном для опорного канала 22 происходит снижение уровня сигнала с дополнительного фотоприемника для опорного канала 27, но по установленному алгоритму на плате обработке 23 это не приводит к нарушению обнаружения сигнала нулевой метки.When passing an opaque raster with a zero mark code 12 under the light-transmitting window for the reference channel 22, the signal level from the additional photodetector for the reference channel 27 decreases, but according to the established algorithm on the processing board 23, this does not violate the detection of the zero mark signal.

В предлагаемом преобразователе высота штрихов регулярного растра на измерительном диске 8, по меньшей мере, в два раза меньше, чем в прототипе из-за диаметрально противоположного размещения пар 15 и 19 светопропускающих окон для инкрементного считывания, что позволяет уменьшить радиальные габариты измерительного диска 8, упростить его изготовление и всего преобразователя в целом.In the proposed Converter, the height of the strokes of the regular raster on the measuring disk 8 is at least two times less than in the prototype due to the diametrically opposite placement of pairs of 15 and 19 light-transmitting windows for incremental reading, which allows to reduce the radial dimensions of the measuring disk 8, to simplify its manufacture and the entire converter as a whole.

Размещение прозрачного растра с кодом нулевой метки 18 и светопропускающего окна для опорного канала 22 между соответствующими светопропускающими окнами для инкрементного считывания 16 и 17, 20 и 21 пар 15 и 19, соответственно, позволяет повысить плотность компоновки светопропускающих окон при их засветке, что позволяет уменьшить диаметр коллимированного потока излучения от излучателей 5 и 6, что уменьшает радиальные габариты преобразователя.Placing a transparent raster with a zero mark code 18 and a light-transmitting window for the reference channel 22 between the corresponding light-transmitting windows for incremental reading 16 and 17, 20 and 21 of pairs 15 and 19, respectively, allows to increase the density of the arrangement of light-transmitting windows when they are illuminated, which allows to reduce the diameter collimated radiation flux from emitters 5 and 6, which reduces the radial dimensions of the transducer.

Это особенно важно для высокоточных преобразователей, которые должны эксплуатироваться в малогабаритной аппаратуре с изменяющимися параметрами окружающей среды (условия вакуумной техники).This is especially important for high-precision converters, which should be used in small-sized equipment with changing environmental parameters (conditions of vacuum technology).

Предложенное размещение светопропускающих окон 16 и 17, 20 и 21 для инкрементного считывания пар 15 и 19, соответственно, прозрачного растра с кодом нулевой метки 18 и светопропускающего окна для опорного канала 22, излучателя 5 и дополнительного излучателя 6 и фотоприемников для инкрементного считывания 24 и 25, фотоприемника для считывания нулевой метки 26 и дополнительного фотоприемника для опорного канала 27 позволяет снимать информацию об угловом перемещении измерительного диска 8 с диаметрально противоположно расположенных его участков.The proposed placement of light-transmitting windows 16 and 17, 20 and 21 for incremental reading of pairs 15 and 19, respectively, of a transparent raster with a zero mark code 18 and a light-transmitting window for reference channel 22, emitter 5 and additional emitter 6 and photodetectors for incremental reading 24 and 25 , a photodetector for reading the zero mark 26 and an additional photodetector for the reference channel 27 allows you to remove information about the angular displacement of the measuring disk 8 from its diametrically opposite sections.

Обработка информации об угловом перемещении производится в плате 23 путем вычитания соответствующих сигналов, идущих с одной пары светопропускающих окнах для инкрементного считывания 15 от сигналов с другой пары 19, что компенсирует несоосность установки измерительного диска 8 и бой шарикоподшипников 2 на оси вращения, а это повышает точность преобразователя.The angular displacement information is processed in the circuit board 23 by subtracting the corresponding signals coming from one pair of light-transmitting windows for incremental reading 15 from the signals from the other pair 19, which compensates for the misalignment of the mounting of the measuring disk 8 and the battle of ball bearings 2 on the rotation axis, and this increases the accuracy transducer.

Диаметрально противоположное размещение излучателей 5 и 6, фотоприемников для инкрементного считывания 24 и 25, фотоприемника для считывания нулевой метки 26 и дополнительного фотоприемника для опорного канала 27, прозрачного растра с кодом нулевой метки 18 и светопропускающего окна для опорного канала 22 обеспечивает симметричность конструкции в целом, а значит одинаковость изменения линейных размеров деталей при температурных воздействиях на конструкцию, что повышает точность преобразователя.The diametrically opposite arrangement of emitters 5 and 6, photodetectors for incremental reading 24 and 25, a photodetector for reading the zero mark 26 and an additional photodetector for the reference channel 27, a transparent raster with a zero mark code 18 and a light transmitting window for the reference channel 22 provides the symmetry of the whole structure, and this means that the linear changes in the dimensions of parts are the same under thermal effects on the structure, which increases the accuracy of the converter.

В предлагаемом преобразователе регистрация опорного сигнала производится дополнительным фотоприемником для опорного канала 27, что упрощает проведение электронной обработки платой 23 и не зависит от фотоприемников для инкрементного считывания 24 и 25, что повышает его надежность.In the proposed Converter, the registration of the reference signal is performed by an additional photodetector for the reference channel 27, which simplifies the electronic processing of the board 23 and is not dependent on the photodetectors for incremental reading 24 and 25, which increases its reliability.

Предложенный фотоэлектрический преобразователь угла изготовлен промышленным способом в ОАО «СКБ ИС», и проведенные испытания опытной партии, обусловливают, по мнению заявителя, его соответствие критерию «промышленная применимость».The proposed photoelectric angle converter was manufactured industrially at OJSC SKB IS, and the tests of the experimental batch determine, in the applicant’s opinion, that it meets the criterion of “industrial applicability”.

Claims (1)

Фотоэлектрический преобразователь угла, содержащий корпус, шарикоподшипники, кодируемый вал с отверстием, установленный в шарикоподшипниках, измерительный диск, выполненный с двумя концентрическими дорожками, включающими растровую дорожку и дорожку нулевой метки, на которой расположены непрозрачный растр с кодом нулевой метки и прозрачный растр, индикаторный диск, включающий две пары светопропускающих окон для инкрементного считывания с нанесенными внутри них растрами, согласованными с растровой дорожкой измерительного диска, и прозрачный растр с кодом нулевой метки, согласованный с дорожкой нулевой метки на измерительном диске и расположенный между светопропускающими окнами одной из пар светопропускающих окон для инкрементного считывания, излучатель и плату обработки с фотоприемниками для инкрементного считывания и для считывания нулевой метки, отличающийся тем, что светопропускающие окна для инкрементного считывания первой пары размещены диаметрально противоположно относительно светопропускающих окон для инкрементного считывания второй пары, между светопропускающими окнами для инкрементного считывания второй пары размещено светопропускающее окно для опорного канала, за которым на плате обработки размещен дополнительный фотоприемник для опорного канала, установленный диаметрально противоположно фотоприемнику для считывания нулевой метки, а в корпусе установлен дополнительный излучатель, размещенный диаметрально противоположно излучателю.
Figure 00000001
A photoelectric angle transducer comprising a housing, ball bearings, an encoded shaft with a hole mounted in ball bearings, a measuring disk made with two concentric tracks, including a raster track and a zero mark track, on which an opaque raster with a zero mark code and a transparent raster, an indicator disk are located including two pairs of light-transmitting windows for incremental reading with rasters printed inside them, matched with the raster track of the measuring disk, etc. a transparent raster with a zero mark code, matched with a zero mark track on the measuring disk and located between the light transmission windows of one of the pairs of light transmission windows for incremental reading, a radiator and a processing board with photodetectors for incremental reading and for reading a zero mark, characterized in that the light transmission windows for incremental reading of the first pair are placed diametrically opposite to the light-transmitting windows for incremental reading of the second pair, between the light transmissive windows for the incremental reading taken by the second pair of light-transmitting window for the reference channel, for which the board is placed extra processing for the reference channel photodetector, mounted diametrically opposite photodetector for sensing the zero mark, and in the case an additional emitter, disposed diametrically opposite the emitter.
Figure 00000001
RU2010128881/28U 2010-07-12 2010-07-12 PHOTOELECTRIC ANGLE CONVERTER RU100311U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010128881/28U RU100311U1 (en) 2010-07-12 2010-07-12 PHOTOELECTRIC ANGLE CONVERTER

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010128881/28U RU100311U1 (en) 2010-07-12 2010-07-12 PHOTOELECTRIC ANGLE CONVERTER

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU100311U1 true RU100311U1 (en) 2010-12-10

Family

ID=46307005

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010128881/28U RU100311U1 (en) 2010-07-12 2010-07-12 PHOTOELECTRIC ANGLE CONVERTER

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU100311U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU179733U1 (en) * 2017-11-02 2018-05-23 Открытое акционерное общество "Специальное конструкторское бюро станочных информационно-измерительных систем с опытным производством" ОАО "СКБ ИС" PHOTOELECTRIC ANGLE CONVERTER

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU179733U1 (en) * 2017-11-02 2018-05-23 Открытое акционерное общество "Специальное конструкторское бюро станочных информационно-измерительных систем с опытным производством" ОАО "СКБ ИС" PHOTOELECTRIC ANGLE CONVERTER

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4154000A (en) Remote level sensing instrument
CN101368831B (en) absolute position length-measurement type encoder
US4465373A (en) Encoder
CN1712902B (en) Optical encoder
US4421980A (en) Position encoder with closed-ring diode array
CN104457805B (en) ENCODER AND APPARATUS USING the ENCODER
US5483831A (en) Direct liquid level reading device
JPS5990013A (en) Position detector
CN100445695C (en) Reader for a scale marking
EP0718599B1 (en) Incremental encoder
CN101300462B (en) Opto-electrical angle measuring apparatus
RU100311U1 (en) PHOTOELECTRIC ANGLE CONVERTER
CN101614562A (en) Pointer type reading device with digitizing function
CN101438134B (en) Rotary encoder apparatus
JP3262842B2 (en) Optical encoder
CN102435767A (en) Integrated anemoclinograph
CN2771823Y (en) Absolute angle coder
JPS61182522A (en) Linear scale measuring device
JP2001201369A (en) Photoelectron system
CN205607415U (en) Photoelectric encoder
CN101865703A (en) Coding counter of remote transmission instrument
KR101005781B1 (en) Device and method for detecting angle
WO2006107363A1 (en) Imaging optical encoder
RU2548575C2 (en) Device for measurement of angle of slanted surface
RU2654363C2 (en) Photoelectric sensor of linear displacements and the measured values digital visualization device

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20130713