SU1146802A1 - Photoelectric converter of shaft turn angle to electric pulse sequence - Google Patents

Photoelectric converter of shaft turn angle to electric pulse sequence Download PDF

Info

Publication number
SU1146802A1
SU1146802A1 SU833610967A SU3610967A SU1146802A1 SU 1146802 A1 SU1146802 A1 SU 1146802A1 SU 833610967 A SU833610967 A SU 833610967A SU 3610967 A SU3610967 A SU 3610967A SU 1146802 A1 SU1146802 A1 SU 1146802A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
output
input
disk
emitter
converter
Prior art date
Application number
SU833610967A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Эдуард Иустинович Акулов
Original Assignee
Производственное Объединение "Виброприбор"
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 Производственное Объединение "Виброприбор" filed Critical Производственное Объединение "Виброприбор"
Priority to SU833610967A priority Critical patent/SU1146802A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1146802A1 publication Critical patent/SU1146802A1/en

Links

Landscapes

  • Optical Transform (AREA)

Abstract

1. ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ИМПУЛЬСОВ, содержащий установленный на валу диск, оптически соединенные через отверсти  диска первые и вторые излучатель и фотоприемник, выход первого фотоприемннка соединен через соответствующий компаратор с S-входом первого RS-триггера, отличающийс  тем, что, с целью повыщени  надежности преобразовател , в него введены управл ема  муфта, счетчик , второй RS-триггер, элемент задержки, диск выполнен с двум  р дами сдвинутых одно относительно другого на половину шага отверстий, первые излучатель и фотоприемник установлены против отверстий диска первого р да, а вторые излучатель и фотоприемник установлены против отверстий дис ка второго р да, выход второго фотоприемника соединен через соответствующий компаратор с R-входом первого RS-триггера, первый выход первого RS-триггера соединен с первым выводом второго излучател  и первым входом счетчика, второй выход первого RS-триггера соединен с первым выводом первого излучател , вторые выводы первого и второго излучателей соединены с щиной нулевого потенциала, выход элемента задержки соединен с вторым входом счетчика, .выход которого подключен к R-входу второго RS-триггера, к информационному входу элемента задержки и  вл етс  выходом преобразовател , вход элемента задержки i  вл етс  первым входом управлени  преобразовател . S-вход второго RS-триггера  в (Л л етс  вторым входом управлени  преобразовател , а выход второго RS-триггера соединен с входом управлени  управл емой муфты, котора  кинематически соединена с валом контролируемого объекта и с валом диска. 2. Преобразователь по п. 1, отличающийс  тем, что первые излучатель и фотоприем ник установлены диаметрально противоО5 положно вторым излучателю и фотоприемОО нику. О ю1. A PHOTO-ELECTRIC CONVERTER OF TURNING ANGLE OF A SHAFT INTO THE SEQUENCE OF ELECTRIC IMPULSES, containing a disk mounted on the shaft, optically connected through the apertures of the disk, the first and second emitter and photoreceiver, the output of the first photo-receiver is connected to the i-ray, and I can use the i-ray and I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-PULSES , in order to increase the reliability of the converter, a controllable coupling, a counter, a second RS flip-flop, a delay element, and a disk are made with two rows of shifted ones relative to the other half-pitch holes, the first emitter and the photodetector are installed against the holes of the first row of disk, and the second emitter and photoreceiver are installed against the holes of the second row of disk, the output of the second photodetector is connected via an appropriate comparator to the R input of the first RS trigger, the first output the first RS trigger is connected to the first output of the second radiator and the first input of the counter, the second output of the first RS trigger is connected to the first output of the first radiator, the second outputs of the first and second radiators are connected A zero-potential cable, the output of the delay element is connected to the second input of the counter, the output of which is connected to the R input of the second RS flip-flop, to the information input of the delay element and is the output of the converter, the input of the delay element i is the first control input of the converter. The S-input of the second RS-flip-flop in (L is the second control input of the converter, and the output of the second RS-flip-flop is connected to the control input of the controllable coupling, which is kinematically connected to the shaft of the object being monitored and to the shaft of the disk. 2. The converter according to claim 1 , characterized in that the first emitter and photodetector are installed diametrically counter-O5 positively by the second emitter and photodetector.

Description

Изобретение относитс  к автоматике, информационно-измерительной и вычислитель ной технике и может быть использовано дл  преобразовани  угловых перемещений в число импульсов, пропорциональное величине перемещени .The invention relates to automation, information measuring and computing techniques and can be used to convert angular displacements into a number of pulses proportional to the magnitude of the displacement.

Известен фотоэлектрический преобразователь угла поворота вала в код, содержащий осветители, оптически св занные через соответствующие дорожки кодирующего диска с закрепленными на входном валу отражател ми , оптически св занные со смещенными между собой вдоль направлени  перемещени  фотоприемниками, упорь и подвижный кронштейн, фрикционно св занный со ступицей кодирующего диска 1 .A photoelectric converter for the angle of rotation of the shaft into a code containing illuminators optically coupled through corresponding tracks of the coding disc with reflectors attached to the input shaft, optically coupled to the photodetectors displaced along the displacement direction of the photodetectors, an anvil and a movable bracket that is frictionally connected to the hub are known encoding disk 1.

Недостатком этого преобразовател   вл етс  низка  надежность из-за возможности колебательного движени  кодирующего элемента при прекращении вращени  вала.The disadvantage of this converter is low reliability due to the possibility of the oscillatory movement of the coding element when the rotation of the shaft is stopped.

Наиболее близким по технической сущнос . г; к изобретению  вл етс  фотоэлектрический преобразователь угла поворота валав код, содержащий установленный на .валу диск, .оптически соединенные через отверсти  диска первые и вторые излучатель и фотоприемник, выход первого фотоприемника соединен через соответствующий компаратор с S-входом первого RS-триггера 2.The closest in technical essence. g; The invention is a photoelectric converter of rotation angle. The code contains a disk mounted on a shaft, optically connected first and second emitter and photodetector through disk apertures. The output of the first photodetector is connected through an appropriate comparator with the S input of the first RS trigger 2.

Недостатком известного преобразовател   вл етс  то, что импульс на его выходе получаетс  очень коротким с неуправл емой длительностью, так как она определ етс  только временем переключени  триггера пам ти . Надежность передачи таких импульсов по цеп м с емкостной составл ющей сопротивлени  даже на незначительные рассто ние его очень низка .The disadvantage of the known converter is that the pulse at its output is very short with uncontrolled duration, since it is determined only by the switching time of the memory trigger. The reliability of the transmission of such pulses over a circuit with a capacitive component of the resistance even for an insignificant distance is very low.

Цель изобретени  - повышение надежности формировани  импульсов фотоэлектрического преобразовател  угла поворота вала в последовательность электрических импульсов .The purpose of the invention is to improve the reliability of the formation of pulses of a photoelectric converter of the angle of rotation of the shaft into a sequence of electrical pulses.

.Поставленна  цель достигаетс  тем, что в фотоэлектрический Преобразователь,угла поворота вала в последовательность электрических импульсов, содержащий установленный на валу диск, оптически соединенные через отверсти  диска первые и вторые излучатель и фотоприемник, выход первого фотоприемника соединен через соответствую щий компаратор с S-входом первого RSтриггера , введены управл ема  муфта, счетчик , второй RS-триггер, элемент задержки, диск выполнен с двум  р дами сдвинутых одно относительно другого на половину шага отверстий, первые излучатель и фотоприемник установлены против отверстий диска первого р да, а вторые излучатель и фотоприемник установлены против отверстий второго р да, выход второго фотоприемника- соединен через соответствующий компаратор с R-входом первого RS-триггера, первый выход первого RS-триггера соединен с первым выводом второго излучател  и первым входом счетчика, второй выход первого RS-триггера соединен с первым выводом первого излучател , вторые выводы первого и второго излучателей соединены с шиной нулевого потенциала, выход элемента задержки соединен с вторым входом счетчика, выход которого подключен к R-входу второго RS-триггера, к информационному входу элемента, задержки и  вл етс  выходом преобразовател , вход элемента задержки  вл етс  первым входом управлени  преобразовател , S-вход второго RS-триггера  вл етс  вторым входом управлени  преобразовател , а выход второго RS-триггера соединен с входом управлени  управл емой муфты , котора  кинематически соединена с валом контролируемого объекта и с валом диска.The goal is achieved by the fact that in a photoelectric converter, the angle of rotation of the shaft into a sequence of electric pulses containing a disk mounted on the shaft, the first and second radiator and photodetector optically connected through the disk holes, the output of the first photodetector is connected through an appropriate comparator to the S input of the first RS trigger, a controlled clutch, a counter, a second RS trigger, a delay element, a disc are made with two rows of holes shifted one relative to the other by half a step, The second emitter and photodetector are installed against the holes of the first row of disc, and the second emitter and photoreceiver are installed against the second row openings, the output of the second photodetector is connected via an appropriate comparator to the R input of the first RS trigger, the first output of the first RS trigger the output of the second radiator and the first input of the counter, the second output of the first RS flip-flop is connected to the first output of the first radiator, the second outputs of the first and second radiators are connected to the zero potential bus, the output of the element the delay is connected to the second input of the counter, the output of which is connected to the R input of the second RS flip-flop, to the information input of the element, the delay and is the output of the converter, the input of the delay element is the first control input of the converter, the S input of the second RS flip-flop is the second control input of the converter, and the output of the second RS flip-flop is connected to the control input of the controllable clutch, which is kinematically connected to the shaft of the object being monitored and to the disk shaft.

Первые излучатель и фотоприемник установлены диаметрально противоположно вторым излучателю и фотоприемнику.The first emitter and photodetector are installed diametrically opposed to the second emitter and photodetector.

На фиг. 1 представлена функциональна  схема фотоэлектрического преобразовател ; на фиг. 2 - диск с отверсти ми; на фиг. 3 - временна  диаграмма работы преобразовател .FIG. 1 shows a functional diagram of a photovoltaic converter; in fig. 2 - disk with holes; in fig. 3 - time diagram of the converter operation.

Фотоэлектрический преобразователь угла поворота вала в последовательность электрических импульсов содержит диск 1 с отверсти ми 2 и 3, излучатели 4 и 5, фотоприемники 6 и 7, компараторы 8 и 9, триггер 10, счетчик 11, элемент 12 задержки, триггер 13, управл емую муфту 14, контролируемый объект 15 и вал 16.The photoelectric converter of the angle of rotation of the shaft into a sequence of electric pulses contains a disk 1 with holes 2 and 3, emitters 4 and 5, photodetectors 6 and 7, comparators 8 and 9, trigger 10, counter 11, delay element 12, trigger 13, a controlled clutch 14, a controlled object 15 and a shaft 16.

Преобразователь работает следующим образом.The Converter operates as follows.

В исходном состо нии вал контролируемого объекта 15 вращаетс , но вращение не передаетс  на вал 16, так как управл ема  муфта 14 отключена и вал 16 заторможен. По сигналу 17 (фиг. 3) «Старт триггер 13 опрокидываетс  и включает муфту 14, вал контролируемого объекта 15 сочлен етс  с валом 16 и диск 1 начинает вращатьс . Отверсти  2 на диске 1 смещены по отношению к отверсти м 3 на шаг, равный углу (фиг. 2).In the initial state, the shaft of the object to be monitored 15 rotates, but the rotation is not transmitted to the shaft 16, since the controllable clutch 14 is disconnected and the shaft 16 is braked. On signal 17 (FIG. 3), the start trigger 13 overturns and turns on the clutch 14, the shaft of the object to be monitored 15 articulates with the shaft 16 and the disk 1 begins to rotate. Holes 2 on disk 1 are offset with respect to holes 3 by a step equal to the angle (Fig. 2).

При вращении диска 1 излучатели 4 и 5 освещают фотоприемники 6 и 7 поочередно, на выходе компараторов 8 и 9 формируютс  разнесенные во времени импульсы 18 и 19, который поочередно переключают триггер 10. Режим . работы преобразовател  задаетс  счетчиком 11 (импульсов). Предположим, что счетчик 11 подготовлен дл  работы в режиме счета до 3-х, а на единичном выходе триггера 10 высокий потенциал и через излучатель 4 протекает ток, а на нулевом выходе триггера 10 низкий потенциал н излучатель 5 обесточен. По мере вращени  диска 1 отверстие 2 проходит между излучателем 4 и фотоприемником 6. На выходе компаратора 8 сформируетс  импульс 18, по переднему фронту которого триггер 10 измен ет свое состо ние, выключает излучатель 4 и включает излучатель 5, исключа  тем самым возможность формировани  ложных импульсов из-за флуктуации в канале оптической св зи или из-за микроколебательных движений диска 1, обусловленных неравномерностью движени  вала 16 или вибраци ми от работаюш.их р дом механизмов и машин. В момент срабатывани  триггера 10 сигналом 20 по переднему фронту счетчик 11 сосчитывает один импульс, но на его выходе изменений не происходит, так как он подготовлен дл  счета до 3-х импульсов. По мере дальнейшего вращени  диска , 1 процесс управлени  триггером 10 циклически повтор етс . После окончани  каждого цикла счетчик 11 считывает один импульс. В момент завершени  третьего цикла на выходе счетчика 11 устанавливаетс  низкий уровень сигнала, по которому запускаетс  элемент 12 задержки и опрокидываетс  триггер 13, в результате чего муфта выключаетс , вал 16 расчлен етс  с валом объекта 15 и затормаживаетс . Благодар  затормаживанию вала 16 исключаетс  возможность колебательного движени  диска 1 назад на угол, больший угла dC, при котором нормальное функционирование преобразовател  нарушаетс . По истечении времени задержки Г, которое может задаватьс  в необходимых пределах , на выходе элемента 12 задержки формируетс  импульс, устанавливаюший счетчик 11 в исходное состо ние. Таким образом, длительность информационного имлульса на выходе преобразовател  определ етс  временем задержки Г и может измен тьс  в широких пределах. Формирование следующего информацион ного импульса на выходе преобразовател  происходит только по следующей внешней команде «Старт. В том случае, когда на выходе преобразовател  нужны не одиночные информационные импульсы, а импульсна  последовательность, то на S-вход триггера 13 вместо сигнала «Старт под аетс:  потенциал низкого уровн , удерживаюший его в единичном состо нии. Муфта 14 все это врем  включена, а диск 1 вращаетс  непрерывно. Дл  нормального функционировани  преобразовател  задержки врем  f надо устанавливать меньше периода следовани  импульсов на входе счетчика И. Технико-экономический эффект от использовани  преобразовател  определ етс  указанными преимуществами.When the disk 1 rotates, the emitters 4 and 5 light up the photoreceivers 6 and 7 alternately, at the output of the comparators 8 and 9, pulses 18 and 19 spaced apart in time are formed, which alternately switch the trigger 10. Mode. operation of the converter is set by the counter 11 (pulses). Suppose that the counter 11 is prepared for operation in the counting mode up to 3, and a high potential at the single output of the trigger 10 and a current flows through the radiator 4, and at the zero output of the trigger 10 the low potential n the radiator 5 is de-energized. As disk 1 rotates, hole 2 passes between emitter 4 and photodetector 6. At the output of comparator 8 a pulse 18 is formed, on the leading edge of which trigger 10 changes its state, turns off emitter 4 and turns on emitter 5, excluding the possibility of generating false pulses due to fluctuations in the optical communication channel or due to micro-oscillatory movements of disk 1 caused by uneven movement of the shaft 16 or vibrations from working with a variety of mechanisms and machines. At the time of triggering the trigger 10 by the signal 20 on the leading edge, the counter 11 counts one pulse, but no changes occur at its output, since it is prepared for counting up to 3 pulses. As the disk rotates further, 1 the control process of the trigger 10 is cyclically repeated. After the end of each cycle, counter 11 reads one pulse. At the time of the completion of the third cycle, the output of the counter 11 is set to a low signal level, by which the delay element 12 is triggered and the flip-flop 13 overturns, with the result that the clutch is turned off, the shaft 16 is split with the shaft of the object 15 and is braked. By decelerating the shaft 16, the possibility of oscillating movement of the disk 1 backward by an angle greater than the angle dC at which the normal operation of the converter is disturbed is excluded. Upon expiration of the delay time T, which can be set within the required limits, a pulse is formed at the output of the delay element 12, which sets the counter 11 to the initial state. Thus, the duration of the information pulse at the output of the converter is determined by the delay time T and can vary within wide limits. The formation of the next information pulse at the converter output occurs only by the following external command “Start. In the case when the output of the converter requires not single information pulses, but a pulse sequence, then the S input of trigger 13 instead of the start signal is reached: a low level potential that holds it in a single state. Clutch 14 is engaged all the time, and disk 1 rotates continuously. For normal operation of the delay converter, the time f should be set less than the pulse period at the input of the counter I. The technical and economic effect of using the converter is determined by the indicated advantages.

Фиг.22

Claims (2)

1. ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ИМПУЛЬСОВ, содержащий установленный на валу диск, оптически соединенные через отверстия диска первые и вторые излучатель и фотоприемник, выход первого фотоприемника соединен через соответствующий компаратор с S-входом первого RS-триггера, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности преобразователя, в него введены управляемая муфта, счетчик, второй RS-триггер, элемент задержки, диск выполнен с двумя рядами сдвинутых одно относительно другого на половину шага отверстий, первые излучатель и фотоприемник установлены против отверстий диска первого ряда, 'а вторые излучатель и фотоприемник установлены против отверстий дис ка второго ряда, выход второго фотоприемника соединен через соответствующий компаратор с R-входом первого RS-триггера, первый выход первого RS-триггера соединен с первым выводом второго излучателя и первым входом счетчика, второй выход первого RS-триггера соединен с первым выводом первого излучателя, вторые выводы первого и второго излучателей соединены с шиной нулевого потенциала, выход элемента задержки соединен с вторым входом счетчика, выход которого подключен к R-входу второго RS-триггера, к информационному входу элемента задержки и является выходом преобразователя, вход элемента задержки § является первым входом управления преоб- “ разователя. S-вход второго RS-триггера является вторым входом управления преобразователя, а выход второго RS-триггера соединен с входом управления управляемой муфты, которая кинематически соединена с валом контролируемого объекта и с валом диска.1. A PHOTOELECTRIC CONVERTER OF A SHAFT TURN ANGLE IN A SEQUENCE OF ELECTRICAL PULSES, containing a disk mounted on the shaft, optically connected through the holes of the disk, the first and second emitter and photodetector, the output of the first photodetector is connected through the corresponding comparator to the S-input of the first RS , in order to increase the reliability of the converter, a controlled coupling, a counter, a second RS-trigger, a delay element, and a disk are made with two rows of shifted one relative to the other about half the pitch of the holes, the first emitter and photodetector are installed against the holes of the disk of the first row ' The RS trigger is connected to the first output of the second emitter and the first input of the counter, the second output of the first RS trigger is connected to the first output of the first emitter, the second outputs of the first and second emitters are connected to the bus zero potential, the delay element output coupled to a second input of the counter, the output of which is connected to the R-input of the second RS-flip-flop, to the information input of the delay element is the output transducer, the input of delay element § is the first control input preob- "verters. The S-input of the second RS-flip-flop is the second control input of the converter, and the output of the second RS-flip-flop is connected to the control input of the controlled clutch, which is kinematically connected to the shaft of the controlled object and to the disk shaft. 2. Преобразователь по π. 1, отличающийся тем, что первые излучатель и фотоприемник установлены диаметрально противоположно вторым излучателю и фотоприемнику.2. The converter according to π. 1, characterized in that the first emitter and photodetector are installed diametrically opposite to the second emitter and photodetector. SU ... 1146802SU ... 1146802
SU833610967A 1983-06-24 1983-06-24 Photoelectric converter of shaft turn angle to electric pulse sequence SU1146802A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833610967A SU1146802A1 (en) 1983-06-24 1983-06-24 Photoelectric converter of shaft turn angle to electric pulse sequence

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833610967A SU1146802A1 (en) 1983-06-24 1983-06-24 Photoelectric converter of shaft turn angle to electric pulse sequence

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1146802A1 true SU1146802A1 (en) 1985-03-23

Family

ID=21070447

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU833610967A SU1146802A1 (en) 1983-06-24 1983-06-24 Photoelectric converter of shaft turn angle to electric pulse sequence

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1146802A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Авторское свидетельство СССР № 660074, кл. G 08 С 9/06, 1979. 2. Авторское свидетельство СССР № 392543, кл. G 08 С 9/06, 1973 (прототип). *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4796005A (en) Circuit device for a positional encoder
US4833316A (en) Rotary encoder
SU1146802A1 (en) Photoelectric converter of shaft turn angle to electric pulse sequence
US4737721A (en) Frequency doubling circuit for out-of-phase, incremental pulses of an angular step generator
US4634859A (en) Optical encoder with two photosensors
US5051692A (en) Processing apparatus for measuring the speed of a rotating body
AU624508B2 (en) Apparatus for optical encoding
SU1325532A1 (en) Information readout device
SU1383206A1 (en) Photoelectric displacement transducer
JPH0511459Y2 (en)
US4347597A (en) Automatic tone arm returning device
SU1185085A1 (en) Quadrant
SU1156233A1 (en) Device for controlling step motor
SU535510A1 (en) Wind speed device
RU2029429C1 (en) Displacement-to-code converter
SU1427399A1 (en) Device for moving punched tape
JPS60113108A (en) Optical rotary encoder
SU1457162A1 (en) Displacement digitizer
SU1267607A1 (en) Optronic object sensor
RU2027302C1 (en) Displacement-to-code converter
SU1327315A1 (en) Frequency-keyed signals detector
SU1439737A1 (en) Displacement digitizer
SU1296957A1 (en) Device for tolerance checking of frequency
SU1456787A1 (en) Device for remote measurement of consumption of electric power
SU1203704A1 (en) Photoelectric converter of angular movements