SU1115084A1 - Преобразователь угла поворота вала в код - Google Patents

Abstract

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД, содержащий неподвижный индикаторный диск со щел 1 и, установленный на валу измерительный диск с кольцевой дорожкой, эксцентричной относительно оси вращени  вала, источники возбуждени , соединенные через щели индикаторного диска и кольцевую дорожку измерительного диска с установленными по радиусу на кольцевой дорожке первым и вторым, а также с третьим и четверTbw считывающими элементами, сдвину тыМи относительно первого и второго считывающих элементов на 90 , блок преобразовани  амплитудно-модулированных сигналов в код, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности преобразовател , в него введены первый и второй суммирующие блоки, первый и второй блоки делени  напр жений, первый и второй суммирующе-вычитающие блоки и вычитающий усилитель, а один источник возбуждени  выполнен регулируемым, выходы первого и второго считывающих элементов соединены соответственно с первым и вторым входами первого суммирующе-вычитающего блока и с входа-. МИ первого суммирующего блока, первый выход которого соединен с входом первого блока делени  напр жений, выходы третьего и четвертого считывающих элементов соединены соответственно с первым и вторым входами второго суммирующе-вычитающего блока и с входами второго суммирующего блока, 5 первый выход которого соединен с входом второго блока делени  напр жений , выходы первого блока делени  на пр жений соединены с третьим и четвертым входами первого суммирунщевыЧитающего блока, выходы второго блока делени  напр жений соединены с третьим и четвертым входами второго суммирунмце-вычитакндего блока, выходы суммирующих блоков соединены с первым СЛ и вторым входами вычитающего усилитеО 00 л , выход которого соединен с входом регулируемого источника возбуждени , а выходы суммирующе-вычитающих бло4; ков соединены с первым и вторым входами блока преобразовани  амплитудно-модулированных сигналов в код.

Description

Изобретение относитс  к автбматике и вычислительной технике и может быть использовано в систеиах программного управлени  станками, системах управлени  оптическими и радиотелескопами .

Известен преобразователь угла поворота вала в код, содержащий осветитель , оптически сое иненный через индикаторный и кодированный диски, имеклцие дорожки точного, среднего и. грубого отсчетов, с фотоприемникакш, и блок обработки fij

Однако этот прербразователь характеризуетс  недостаточной точностью, обусловленной наличием большого числа конструктивных элементов, участвующих в формировании выходного кода,

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому  вл етс  преобразователь угла поворота вала в код, содержащий неподвижный индикаторный диск со щел ми, установленный на валу измерительный диск с кольцевой дорожкой, эксцентричной относительно оси вращени  вала, источники возбуждени  соединенные через щели индикаторного диска и кольцевую дорожку измерительного диска с установленными по радиусу на кольцевой дорожке с первым и BTOpbiM, а также с третьим и четвертым считывающими элементами , сдвинутыми относительно первого и второго считьшак цих элементов на 90 , усилители, входы которых соединены с выходами считывающих элементов , и блок преобразовани  амплитудно-модулированных сигналов в код 2 .

Недостатком известного преобразовател   вл етс  невысока  точность, вызванна  погрешностью размещени  фотоприемников по радиусу, что приво- дит к ошибке преобразовани , а такж неодинаковое изменение чувствительности фотоприемников и мощности излучени  источников возбуждени , что та:кже приводит к ошибке преобразова-:

НИН .

Цель изобретени  - повышение точности преобразовател .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий неподвижный индикаторный диск со щел ми, установленный на валу измерительный

диск с кольцевой дорожкой, эксцентричной относительно оси вращени  ва

ла, источники возбуждени , соединен

ные через щели индикаторного диска и кольцевую дорожку измерительного диска с установленными по радиусу на кольцевой дорожке первым и вторым, а также с третьим и четвертым считывающими элементами, сдвинутыми относительно первого и второго считывающих элементов на 90 , и блок преобразовани  амплитудно-модулированных сигналов в код, введены первый и второй суммирующие блоки, первый и второй блоки делени  напр жений, первый и второй суммирукнце-вычитающие блоки и вычитающий усилитель, а один источник возбуждени  вьтол ен регулируемым , выходы первого и второго считывающих элементов соединены соответственно с первым и вторым входами первого суммирующе-вычитающего блока и с входами первого суммирующего блока, первый выход которого соединен с входом первого блока делени  напр жений, выходы третьего и четвертого считывающих элементов соединены соответственно с первым и вторым входами второго суммирующе-вычитающего блока и.с входами второго сум1дарующего блока, выход которого соединен с входом второго блока делени  напр жений , выходы первого блока делени  напр жений соединены с третьим и четвертым входами первого суммирующе-вычитак«цего блока, выходы второго блока делени  напр жений соединены с третьим и четвертым входами второго суммируюгае-вычитающего блока, выходы суммирующих блоков соединены . с первым и вторым входами вычитающего усилител , выход которого соединен с входом регулируемого источника возбуждени , а выходы суммирующе-вычитакт;их блоков соединены с первым и вторым входами блоКа преобразовани  амплитудно-модулированных сигналов в код.

На чертеже приведен преобразователь угла поворота вала в код.

Преобразователь содержит измерительный диск 1 с кольцевой дорожкой, эксцентричной относительно оси вращени  вала, индикаторный диск 2 со щел ми, источники 3 и 4 возбуждени , считывающие элементы 5-8, усилители 9-12, суммирующие блоки 13 и 14,блоки 15 и 16 делени  напр жений, суммирукице-вычитающие блоки 17 и 18, ёлок 19 преобразовани  амплитудно-модулиронанных сигналов в код и вычитающий усилитель 20.

3 . .

преобразователь работает следующим образом.

При перемещении измерительного диска -1 относительно индикаторного диска 2 излучени  источников 3 и 4 возбуждени , модулированные щел ми индикаторного диска 2 и кольцевой дорожкой измерительного дисйа 1, попадают на считывающие элементы 5-8. Ввиду того, что кольцева  дорожка имеет зксцентриситет относительно оси вращени  вала преобразовател , на выходах усилителей 9 и 10 образуютс  сигналы и, и и 2 соответственно

UrUo,-U,siM9-, U - orUmiSinQ,

.где DO посто нна  составл юща 

сигнала на выходе усилите-

л  91

..I UQI - посто нна  составл юща 

сигнала на выходе усилител  10;

Umi - амплитуда сигнала, завис ща  от параметров схемы преобразовател ; Q - угол поворота вала преобразовател .

Амплитуда сигналов ( и U, уравниваетс  регулированием коэффициента усилени  одного из усилителей 9 и 10 Неравенство посто нных составл ющих и04 и UQ обусловлено погрешностью размещени  считывающих элементов 5 и 6 по радиальному направлению.

Ввиду того, что считывающие элементы 7 и 8 сдвинуты относительно считывающих элементов 5 и 6 на 90 , то на выходах усилителей 11 и 12, входы которых соединены с выходами считываилдих элементов 7 и 8, аналогичным образом образуютс  сигналы

Uj,

U2--Uo2 UrT 2C{ ee

U-j Uo -tlmaCoee,

где и 02 посто нна  составл юща 

сигнала на выходе усили , тел  11} Uo2 посто нна  составл юща 

сигнала на выходе усилител  12;

Uni2 амплитуда сигнала, завис ща  от параметров преобразовател .

; Сигналы U, , И, и 2. U поступают на входы суммирующих блоков 13 и 14 и на вычитающие входы суммирую150844

ще-вычитаюпщх блоков 17 и 18 соответственно .

I На выходах суммирующих блоков 13 и 14 формируютс  напр жени  Uj и 5 и5 соответственно

l5 onUm,5ine+Uo,-U,5inS Uo,u;, « ,собв + .Uo-, ио  .

Q Напр жени  Uj и U подаютс  на

входы блоков 15 и 16 делени  напр жений со-ответственно.

В блоке 15 делени  напр жений фор .мируютс  напр жени , равные по вели чинам UQ и Ll0;| , а в блоке t6 напр жени , равные по величине ll и

Uo2

Напр жени  с выходов блока 15 и

16 поступают на соответствук цие входы суммирующе-вычитающих блоков 17 и 18 соответственно, на выходах которых образуютс  напр жени  Ну и Ug

U7-VUoi+2U,5in9-Uo,tUo,.2U,stn0;

5 Og iJo2-Uo242ll,cose-Uoj Uo,2U,cos9.

Как видно, в сигналах Uy и (Jg отсутствуют посто нные составл ющие. Увеличение (уменьшение) мощности но- то.чников 3 и 4 возбуждени , или чув ствительности считывающих элементов 5-8 не приведет к по влению посто нных составл ющих и, соответственно, к ошибке преобразовани .

5 Сигналы с выходов суммирующих

блоков 13 и 14 поступают на входы вычитающего усилител  20, разностный сигнал с выхода которого поступает на регулирующий вход источника 4

0 возбуждени . При этом разностный сигнал с выхода суммирующего усилител  20 измен ет мощность источника 4 возбуждени  до тех пор, пока посто нные нгшр жени  на его входах не сравн 5 ютс .

Таким образом, увеличение (уменьшение ) мощности источника 3 возбуждени  и чувствительности считывающих элементов 5 и 6 приводит к сооТветст0 вующему увеличению (уменьшению) мощности источника 4 возбуждени , что приводит к равенству амплитуд сигна- . лов на выходах усилителей 9-12 и, следовательно, не приводит к ошибке

5 преобразовани .

Экономический эффект от использовани  изобретени  обусловлен его техническими преимуществами.

Iff

Claims (1)

1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД, содержащий неподвижный индикаторный диск со щелями, установленный на валу измерительный диск с кольцевой дорожкой, эксцентричной относительно оси вращения вала, источники возбуждения, соединенные через щели индикаторного диска и кольцевую дорожку измерительного диска с установленными по радиусу на кольцевой дорожке первым и вторым, а также с третьим и четвертым считывающими элементами, сдвинутыми относительно первого и второго считывающих элементов на 90°, блок преобразования амплитудно-модулированных сигналов в код, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в него введены первый и второй суммирующие блоки, первый и второй блоки деления напряжений, первый и второй суммирующе-вычитакицие блоки и вычитающий усилитель, а один источник возбуждения выполнен регулируемым, выходы Ъервого и второго считывающих элементов соединены соответственно с первым и вторым входами первого суммирующе-вычитающего блока и с входами первого суммирующего блока, первый выход которого соединен с входом первого блока деления напряжений, выходы третьего и четвертого считывающих элементов соединены соответст венно с первым и вторым входами второго суммирующе-вычитакицего блока и с входами второго суммирующего блока, § первый выход которого соединен с входом второго блока деления напряжений, выходы первого блока деления напряжений соединены с третьим и четвертым входами первого суммирующевычйтающего блока, выходы второго блока деления напряжений соединены с третьим и четвертым входами второго суммирующе-вычитакицего блока, выходы суммирующих блоков соединены с первым и вторым входами вычитающего усилителя, выход которого соединен с входом регулируемого источника возбуждения, а выходы суммирующе-вычитающих бло- ков соединены с первым и вторым входами блока преобразования амплитуцно-модулированных сигналов в код.

   тент <β кода, репрев

   1 1115084