SU1059597A1

SU1059597A1 - Shaft rotation angle encoder

Info

Publication number: SU1059597A1
Application number: SU823468982A
Authority: SU
Inventors: Роберт Ашотович Саркисян; Александр Павлович Чибухчян
Original assignee: Институт радиофизики и электроники АН АрмССР
Priority date: 1982-07-12
Filing date: 1982-07-12
Publication date: 1983-12-07

Abstract

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД, содержащий неподвижный индикаторный диск со щел ми, установленный на валу измерительный дисК кольцевой дорожкой грубого отсчёте, эксцентричной относительно оси вращени , источник возбуждени , св занный через щели индикаторного диска и кольцевую дорожку. грубого отсчета измерительного диска с первым вторым считывающими элементами грубого отсчета, установ ленными неподвижно со сдвигом относительно друг другй на 90 угла поворота , выходы первого и второ го считываюгцих элементов грубого отсчета подключены к- од11им входам первого и второго дифференциальных усилителей соответственно, выходы Jcoтopыx подключены к блоку преобразовани амплитудно-модулированных сигналов в код, о т л и ч а ю щ и йс тем, что, с целью повышени точности преобразовани в него введены третий и четвертый считывающие элементы бог о отсчета, а на измерительном диске нанесена кольцева дорожка грубого отсчета, концентрична относительно оси вращени .вала, третий и четвертый считывшощие элементы грубого отсчета установлены нМ одних радиальных -направлени х соответствен-® но с первым и вторым считываинцими , элементами грубого отсчета и св заны с источником возбуждени через щели индикаторного диска и концентричную кoJ ьцeвyю дорожку грубого отсчета измерительного диска, а выходы третье гр и четвертого считывающих элементов грубого отсчета подключены к дру гнм входам первого и второго дифференциальных усилителей соответственно .SHAFT ANGLE CONVERTER OF THE CODE, containing a fixed indicator disk with slits, a measuring disk mounted on the shaft with a coarse ring, eccentric about the axis of rotation, an excitation source connected through the cracks of the indicator disk and the annular track. the coarse readout of the measuring disk with the first second coarse readout elements fixed stationary with a shift relative to each other by 90 angle of rotation; the outputs of the first and second readout coarse readout elements are connected to the single inputs of the first and second differential amplifiers, respectively; the amplitude-modulated signal conversion unit into a code, which is the third and fourth readings, in order to increase the conversion accuracy The god of counting elements, and on the measuring disk there is an annular rough track, concentric with respect to the axis of rotation. The third and fourth reading elements of a rough reference are set to nM of the same radial directions — ® but with the first and second readings, the rough reference elements. and are connected to the excitation source through the slits of the indicator disk and the concentric kozhtsiyuyu track of the coarse reading of the measuring disk, and the outputs of the third group and the fourth reading elements of the coarse counting that are connected to the core gnm inputs of the first and second differential amplifiers, respectively.

Description

Изобретение относитс к автомати и вычислительной технике и может быть использовано в системах програм много управлени станками, управлени оптическими и радиотелескопами. Известны фотоэлектрические преоб разователи, .содержащие осветитель, индикаторный диск, кодированный дис имеющие дорожки точного, среднего и грубого отсчетов, фотоприемники и блок обработки l . Недостаток данных преобразователей - большое число дорожек грубого отсчета, наличие которых св зано с технологическими и конструктивными Трудност ми, Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому вл етс преобразователь угла поворота вала в код, содержащий неподвижный индикаторный диск со щел ми, установлен ный на валу измерительный диск с о кольцевой дорожкой грубого отсчета, эксцентричной относительно оси вращени вала, источник возбуждени , св занный через щели индикаторного диска и кольцевую дорожку грубого отчета измерительного диска с первым и вторым считывающими элементами грубого отсчета, установленными неподвижно со сдвигом относительно друг друга на 90 угла поворота вала , выходы первого и второго считывающих элементов грубого отсчета подключены к одним входам первого и второго дифференциальных усилителей соответственно, выхода которых подключены к- блоку преобразовани ампли тудно модулированных сигналов в код Известный преобразователь содержит также считывающие элементы точного отсчета, св занные с источником воз буждени через индикаторный диск и кольцевую дорожку точного отсчета измерительного диска, а выходы счит вающих элементов точного отсчета по ключены к интерпол тору 2 . Недостаток известного преобразов тел - невысока точность грубого отсчета, вызванна эксцентриситетами измерительного диска при его уст новке на объект. Цель изобретени - повышение точности грубого отсчета преобразов тел . Поставленна цель достигаетс те что в преюбразователь угла поворота вала в код, содержащий неподвижный индикаторный диск со щел ми, установленный на валу измерительный ди с кольцевой дорожкой грубого отсчета , эксцентричной относительно оси вращени вала, источник возбуждени св занный через щели индикаторного диска и кольцевую дорожку грубого отсчета измерительного диска с пер вым и вторым считывающими элементами грубого отсчета, установленными неподвижно со сдвигом относительно друг друга на 90 угла поворота вала, выходы первого и второго считывающих элементов грубого отсчета подключены к одним входам первого и второго дифференциальных усилителей соответст .венно, выходы которых подключены к блоку преобразовани амплитудно-модулированных сигналов в код, введены и четвертый считывающие элемеьГты грубого -отсчета, а на измерительном диске нанесена кольцева дорожка грубого отсчета, концентрична относительно оси вращени вала, третий и четвертый считывающие элементы грубого .отсчета; установлены на одних радиальных направлени х соответственно с первым и вторым считывающими элементами грубого отсче та и св заны с источником возбуждени через щели индикаторного диска и концентричную кольцевую дорожку грубого отсчета измерительного диска, а выходы третьего и-четвертого считывающих элементов 1Т5убого отсчета подключены к другим входам первого и второго дифференциальных усилителей соответственно. На чертеже показан преобразователь угла поворота вала в код. Преобразователь содержит измерительный диск 1 с эксцентричной кольцевой дорожкой 2 и (концентричной) кольцевой дорожкой 3 грубого отсчета, первый и второй 4 и 5 считывающие элементы Грубого отсчета, третий и четвертый б и 7 считывающие элементы грубого отсчета, первый 8 и второй 9 дифференциальные УСИЛИ11ЭЛИ и блок 10 преобразовани амплитудно-модулированных сигналов в код. Кроме того, преоб разователь содержит {не показаны) источник возбуждени и индикаторый диск. Преобразователь работает следующим образом, вращении вала преобразовател сигнал источника возбуждени , модулированный эксцентричной кольцевой.дорожкой 2 измерительного диска 1 и щел ми индикаторного диска, попадает на считывающие элементы 4 и 5, н.а выходах которых образуютс сигналы, равные U, e A3ine e2A5iniQi9oVj . , U -е, (0 4-qoHe, 5 n 0 90°teol, J 2) ,где - величина эксцентриситета кольцевой дорожки 2; Sj - величина эксцентриситета измерительного диска Ij А - амплитуда сигнала, завис ща от чувствительности; ® - угол поворота вала; 0Q- начальньй сдвиг по фазе, На выходах считывающих элементсэв 6 и 7 концентричной кольцевой дорожки 3 образуютс сигналы 3105 ,, р /at Я ,п,«-аоГ, ( , которые завис т только от величины эксцентриситета измерительного диска 1. Сигналы и, , U и U ,U4 поступгиот на входы первого и второго дифференциальных усилителей, напр жени U; и Ug на выходах которого равны.. , AsinV-.,сх , . . / пл U6 Ui-U4-k€,54n(v + 4Q°), (6) 95974 коэффициент усилени дифференциальных усилителей, фориул (5) и (6) видно, что сигналы на выходах дифференциальных усилителей не завис т от эксцентриси5тета измерительного диска. Сигналы с выходов дифференциальных усилителей поступают в блок преобразовани амплитудно-модулированных сигналов вход, Экономический эффект от использо10вани предложенного технического решени достигаетс за счет повышеНИН точности грубого отсчета преобразовател .The invention relates to automation and computing technology and can be used in software systems for controlling machine tools and controlling optical and radio telescopes. Photovoltaic converters, containing an illuminator, indicator disc, coded dis, having tracks of accurate, average and coarse readings, photodetectors and a processing unit l are known. The lack of these converters is a large number of coarse tracks, the presence of which is associated with technological and design difficulties. The closest in technical essence to the present invention is a shaft rotation angle converter into a code containing a fixed indicator disk with slits mounted on the shaft measuring a disk with an annular rough track eccentric with respect to the axis of rotation of the shaft, a source of excitation connected through the slots of the indicator disk and an annular track of a rough report measuring disk with the first and second coarse readout elements fixedly mounted with each other shifted relative to each other by 90 of the shaft rotation angle; the outputs of the first and second coarse readout elements are connected to one input of the first and second differential amplifiers, respectively, whose outputs are connected to the conversion unit amplitude modulated signals to code The well-known transducer also contains precision readout elements associated with the source of excitation through ind katorny disc and annular track accurately measuring the reference disk, and the outputs Reader vayuschih accurate reference elements for keys to interpolation torus 2. The disadvantage of the known transformation of bodies is the low accuracy of the rough reference caused by the eccentricities of the measuring disk when it is mounted on an object. The purpose of the invention is to improve the roughness of the conversion of tel. This goal is achieved in that the shaft angle converter into a code containing a fixed indicator disk with slits, a measuring wheel mounted on the shaft with a coarse ring, eccentric with respect to the axis of rotation of the shaft, an excitation source connected through the cracks of the indicator disc and a coarse ring the readout of the measuring disk with the first and second readout elements of a rough reference, mounted stationary with a shift relative to each other by 90 of the angle of rotation of the shaft, the outputs of the first and The second coarse reading elements are connected to the same inputs of the first and second differential amplifiers, respectively, the outputs of which are connected to the amplitude-modulated signal conversion unit in the code, the fourth coarse-counting elements are entered, and the coarse ring track is marked on the measuring disk, concentric with respect to the axis of rotation of the shaft, the third and fourth reading elements of the coarse count; mounted on one radial directions, respectively, with the first and second coarse readout elements and connected to the excitation source through the slits of the indicator disk and the concentric coarse readout ring of the measuring disc, and the outputs of the third and fourth readout elements of the 1T5oot readout are connected to other inputs of the first and second differential amplifiers, respectively. The drawing shows the Converter angle of rotation of the shaft in the code. The converter contains a measuring disk 1 with an eccentric annular track 2 and a (concentric) annular track 3 of rough counting, the first and second 4 and 5 reading elements of the Coarse reading, the third and fourth b and 7 reading elements of a rough reading, the first 8 and second 9 differential POWER and an amplitude modulated signal-to-code conversion unit 10. In addition, the converter contains (not shown) the excitation source and indicator disc. The converter operates as follows: the rotation of the converter shaft, the excitation source signal modulated by the eccentric annular track 2 of the measuring disk 1 and the indicator disk peaks, hits the reading elements 4 and 5, and the outputs of which are equal to U, e A3ine e2A5iniQi9oVj. , U-е, (0 4-qoHe, 5 n 0 90 ° teol, J 2), where is the eccentricity value of the ring track 2; Sj is the magnitude of the eccentricity of the measuring disk Ij A is the amplitude of the signal, depending on the sensitivity; ® - the angle of rotation of the shaft; 0Q is the initial phase shift. At the outputs of the reading elements 6 and 7 of the concentric ring track 3, signals 3105 are generated, p / at I, n, "- aoG, (which depend only on the eccentricity of the measuring disk 1. Signals and, , U and U, U4 outputs to the inputs of the first and second differential amplifiers, voltage U; and Ug whose outputs are equal to .., AsinV -., Cx, ... / pl U6 Ui-U4-k €, 54n (v + 4Q °), (6) 95974 gain gain of differential amplifiers, forioli (5) and (6), it can be seen that the signals at the outputs of the differential amplifiers do not depend on eccentricity KSR Control disc. Signals received at block conversion of amplitude-modulated signals input from the differential amplifiers outputs ispolzo10vani economic effect of the proposed technical solution is achieved at the expense of accuracy povysheNIN coarse reference transducer.

Claims

A SHAFT TURN ANGLE CONVERTER IN THE CODE, containing a fixed indicator disk with slots, a measuring disk mounted on the shaft with a rough circular track, counting, eccentric relative to the axis of rotation of the shaft, an excitation source connected through the slots of the indicator disk and the ring track. coarse readout of the measuring disk with the first and second readout coarse readout elements mounted motionless with a 90 ° shift relative to each other; the outputs of the first and second readout coarse readout elements are connected to one of the inputs of the first and second differential amplifiers, respectively, the outputs of which are connected to a unit for converting amplitude-modulated signals into a code, with the fact that, in order to improve the accuracy of the conversion, the third and fourth readings are introduced into it coarse reading elements, and on the measuring disk there is a circular coarse reference track concentric with respect to the axis of rotation. the shaft, the third and fourth coarse reading elements are installed in one of the _ radial directions, respectively, ® with the first and second reading, coarse reading elements and 1Λ are connected to the excitation source through the slits — the JJL · indicator disk and the concentric U, the rough track of the rough reading of the measuring disk, and the outputs of the third and fourth reading elements are rough th frame are connected to dru- * · <GIM inputs of the first and second differ- ^ * 5 differential amplifiers respectively * ST>