SU1179527A1 - Converter of shaft turn angle to time interval and number - Google Patents

Converter of shaft turn angle to time interval and number Download PDF

Info

Publication number
SU1179527A1
SU1179527A1 SU833640850A SU3640850A SU1179527A1 SU 1179527 A1 SU1179527 A1 SU 1179527A1 SU 833640850 A SU833640850 A SU 833640850A SU 3640850 A SU3640850 A SU 3640850A SU 1179527 A1 SU1179527 A1 SU 1179527A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
input
output
code
shaft
converter
Prior art date
Application number
SU833640850A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Вячеслав Михайлович Ордынцев
Original Assignee
Предприятие П/Я Г-4903
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 Предприятие П/Я Г-4903 filed Critical Предприятие П/Я Г-4903
Priority to SU833640850A priority Critical patent/SU1179527A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1179527A1 publication Critical patent/SU1179527A1/en

Links

Landscapes

  • Optical Transform (AREA)

Abstract

1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В ИНТЕРВАЛ ВРЕМЕНИ И КОД, содержащий первый и второй источники излучени , оптически соединенные через первый кодовый диск со щел ми с первым и вторым фотолриемниками, , третьи источник излучени  и оптически с ним соединенный фотоприемник, двигатель, кинематически соединенный с первым кодовым диском, первые источник излучени  и фотоприемник расположены на кривошипе, установленном соосно первому кодовому диску на входном валу преобразовател , вторые и третьи источники излучени  и фотоприемники установлены неподвижно, триггер, элемент И, счетчик, отличающийс  тем, что, с целью повышени  разрешающей способности преобразовател , в него введены три пары формирователей оптического сигнала, три формировател  импульсов , два одновибратора, блок регистрации , редуктор и второй кодовый диск с m масштабными щел ми, сочлененный с валом двигател  и входным валом редуктора, выходной вал которого сочленен с первым кодоЕЬ1М.. диском, третьи источник излучени  и с. 13 / фотоприемник установлены против m масштабных щелей второго кодового диска, пары формирователей оптического сигнала установлены на одной оптической оси между соответствующими источниками излучени  и фотоприемниками по обеим сторонам кодовых дисков, выходы первого, второго и третьего фотоприемников соединены с входами соответствующих формирова-, телей импульсов, выходы первого и второго формирователей импульсов соединены с входами триггера, первый выход которого соединен с первым входом элемента И, второй вход коточ рого соединен с выходом третьего (Л формировател  импульсов, второй выс ход триггера соединен через первый одновибратор с первым входом блока регистрации, с входом второго одновибратора , выход которого соединен с управл ющим входом счетчика, информационный вход которого соединен с выходом элемента И, выход счетчика 4 соединен с вторым входом блока ресо гистрации. Q1 2. Преобразователь но п.1, личающийс  тем, что формиЧ рователь оптического сигнала содержит линзу, группу оптических волокон , кольцевую и рамочную обоймы, линза размещена на оптической оси формировател  перед кольцевой обоймой , котора  соединена с входными концами группы оптических волокон, выходные концы которых соединены с рамочной обоймой, выполненной в виде пр моугольника, стороны которого пропорциональны линейным размерам щелей кодовых дисков.1. A TURNING ANGLE CONVERTER OF THE SHAFT INTO THE INTERVAL OF TIME AND A CODE containing the first and second radiation sources optically connected via a first code disk with slots to the first and second photodiodes, a third radiation source and an optically coupled photodetector, an engine kinematically connected to the first code disk, the first radiation source and the photodetector are located on the crank mounted coaxially with the first code disk on the input shaft of the converter, the second and third radiation sources and the photodetector and fixed, trigger, And element, a counter, characterized in that, in order to increase the resolution of the converter, three pairs of optical signal conditioners, three pulse drivers, two single vibrators, a recording unit, a reducer and a second code disk with m large-scale crevices, articulated with the motor shaft and the input shaft of the gearbox, the output shaft of which is articulated with the first kodo1M .. disk, the third radiation source and c. 13 / photodetector is installed against m large-scale slits of the second code disk, pairs of optical signal conditioners are installed on the same optical axis between the respective radiation sources and photodetectors on both sides of the code disks, the outputs of the first, second and third photodetectors are connected to the inputs of the corresponding pulse formers, the outputs of the first and second pulse shapers are connected to the trigger inputs, the first output of which is connected to the first input of the element I, the second input is connected to one with the third output (L pulse generator, the second trigger output is connected via the first one vibrator to the first input of the registration unit, to the input of the second one vibrator, the output of which is connected to the control input of the counter, whose information input is connected to the output of the element I, the output of the counter 4 is connected with the second input of the resistive unit. Q1 2. Transformer of claim 1, characterized in that the optical signal driver contains a lens, a group of optical fibers, an annular and frame holder, the lens is placed on the bird axis of the imager in front of the annular cage, which is connected to the input ends of a group of optical fibers, the output ends of which are connected to a frame cage made in the form of a rectangle, the sides of which are proportional to the linear dimensions of the slits of the code disks.

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике, в частности к аналого-цифровым преобразовател м с оптическим считыванием информации.The invention relates to a measurement technique, in particular, to analog-to-digital converters with optical reading of information.

Целью изобретени   вл етс  повышение разрешающей способности преобразовател .The aim of the invention is to increase the resolution of the converter.

На фиг. 1 приведена функциональна  схема преобразовател ; на фиг. 2 - пара оптических .преобразова телейСразрезы А-А, Б-Б, В-В, Г-Г); на фиг. 3 и 4 - временные диаграммы, по сн ющие работу преобразовател .FIG. 1 shows a functional diagram of the converter; in fig. 2 - a pair of optical .transformations of teles (sections A – A, B – B, B – B, G – D); in fig. 3 and 4 are timing diagrams that illustrate the operation of the converter.

Преобразователь содержит входной вал 1, кривошип 2, кодовые диски 3 и 4, фотоприемники 5-7, источники 8-10 излучени , редуктор 11, двигатель 12, вал 13 двигател , щели 14-1 кодовых дисков 3 и 4, пары 17-19 формирователей оптического сигнала, формирователи 20-22 импульсов, триггер 23, элемент И 24, одновибраторы 25 и 26, счетчик 27, блок 28 регистрации . Кажда  пара 17-19 формирователей оптического сигнала (фиг. 2) содержит линзы 29 и 30, кольцевые обоймы 31 и 32, группы 33 и 34 оптических волокон, рамочные обоймы 35 и 36.The converter contains input shaft 1, crank 2, code disks 3 and 4, photodetectors 5-7, sources of 8-10 radiation, gearbox 11, engine 12, engine shaft 13, slots 14-1 of code disks 3 and 4, pairs 17-19 optical signal conditioners, pulse shaper 20-22, trigger 23, element 24, one-shot 25 and 26, counter 27, registration block 28. Each pair 17-19 of optical signal conditioners (Fig. 2) contains lenses 29 and 30, ring holders 31 and 32, groups 33 and 34 of optical fibers, frame holders 35 and 36.

Преобразователь работает следующим образом.The Converter operates as follows.

Преобразуемый угол об задаетс  углом поворота кривошипа 2, на котором установлены источник 8 излучени , фотоприемник 6 и пара 18 формирователей оптического сигнала. Двигатель 12 отрабатывает этот угол путем вращени  кодового диска 4 и через редуктор 11 с редукцией U кодового диска 3. Щель 14 формирует сигнал начала измерени  и  вл етс  начальной меткой, образующей начальный импульс 37 (фиг. 3), который выдаетс  фотоприемником 6. Одновременно с фотоприемника 7 вьщел етс  сигнал, образующий масштабный импуль 38 (фиг. 5), Одновременность по влени  начального 37 и масштабного 38 импульсов достигаетс  предварительной регулировкой кодовых дисков 3 и 4, при которой они устанавливаютс  так, чтобы щели 14 и 16 противосто ли одна другой, т.е. имели один и тот же угол смещени  относительно положени  кривошипа 2. Проверка установки кодовых дисков 3 и 4 осуществл етс  по совпадению сигналов с фотоприемников 5 и 7 во времени.The transform angle about is defined by the angle of rotation of the crank 2, on which the radiation source 8, the photodetector 6 and the pair 18 of the optical signal conditioners are mounted. Engine 12 fulfills this angle by rotating the code disk 4 and through the reducer 11 with the reduction U of the code disk 3. The slit 14 forms the measurement start signal and is the initial mark forming the initial pulse 37 (Fig. 3), which is output by the photodetector 6. At the same time photodetector 7 is provided with a signal forming a large-scale pulse 38 (Fig. 5). Simultaneous occurrence of the initial 37 and large-scale 38 pulses is achieved by pre-adjusting code disks 3 and 4, at which they are set so that slots 14 and 16 are opposed and to one another, ie, had the same offset angle relative to the position of the crank 2. The installation of the code disks 3 and 4 is checked by the coincidence of the signals from the photodetectors 5 and 7 in time.

Если вал 13 двигател  12 вращаетс  с посто нной скоростью, то фотоприемник 7 вырабатывает импульсы 38 через равные интервалы времени . При неравномерном его вращении эти интервалы измен ютс . На фиг. 3 показано изменение интервалов между импульсами 38 во врем  разгона двигател  12.If the shaft 13 of the engine 12 rotates at a constant speed, then the photodetector 7 produces pulses 38 at equal intervals of time. If it rotates irregularly, these intervals change. FIG. 3 shows the change in the intervals between the pulses 38 during the acceleration of the engine 12.

Если число оборотов вала 13 и кодового диска 4 равно П(, то число оборотов кодового диска З-п., т.е. . Поэтому пока щель 15, формирующа  конечный импульс 39 (фиг. 3), проходит уголок, щель 16 (или щели, если ) может несколько раз пройти мимо фотоприемника 7. В результате выдаетс  некоторое количество R импульсов 38, которое, несмотр  на возможное непосто нство скоростей вращени  кодовых дисков 3 и 4, пропорционально величине преобразуемого угла об . Интервалы времени t между выдачами импульсов 38 завис т от числа оборотов п, но каждому импульсу 38 соответствует один и тот же угол поворота кодового диска 3If the number of revolutions of the shaft 13 and the code disk 4 is equal to P (, then the number of revolutions of the code disk W, p. I.e., therefore, until the slot 15, forming the final pulse 39 (Fig. 3), passes the corner, the slot 16 (or slit, if) can pass by the photodetector 7 several times. As a result, a number R of pulses 38 is output, which, despite possible inconvenience of rotational speeds of the code disks 3 and 4, is proportional to the value of the converted angle around the time interval t between pulses 38 t on the number of revolutions n, but each pulse 38 corresponds exists one and the same angle of rotation of the code disk 3

21Г /Urn 21G / Urn

Поэтому число R импульсов 38, вьщанное между начальным и конечным импульсами 37 и 39, равноTherefore, the number R of pulses 38, between the initial and final pulses 37 and 39, is equal to

о I (Urn RMnte er -g jToo),about I (Urn RMnte er -g jToo),

где операци  integer означает выделение целой части числа. Между моментом выдачи R-ro импульса 38 и моментом вьщачи импульса 39 кодовый диск 3 поворачиваетс  еще на некоторый угол др . Поскольку интервалы времени между вьщачами импульсов 38 малы, то можно с достаточным основанием прин ть скорость вращени  вала 13 на прот жении последнего такого интервала посто нной. Тогда угол Л в может быть оценен по интервалу времени Q (фиг. 4) между R-M импульсом 38 и импульсом 39 какwhere integer is the integer part of a number. Between the moment of issuing the R-ro pulse 38 and the moment of pulse 39, the code disk 3 is rotated by some other angle. Since the time intervals between the pulses 38 are small, it is possible with good reason to assume the speed of rotation of the shaft 13 over the last such interval to be constant. Then the angle L in can be estimated by the time interval Q (Fig. 4) between the R-M pulse 38 and the pulse 39 as

QQ

/i-/J-p-./ i- / J-p-.

где Р - интервал времени между вьщачей R- и (R+1)-ro импульсов 38. Urn Р Хот  интервалы Р завис т от скорости вращени  вала 13 и могут измен тьс , каждому такому интервалу соответствует один и тот же уголу9, т.е. подсчет числа импульсов 38 даже при непосто нной скорости вращеНИЛ вала 13 дает возможность точно преобразовать основную часть угла od . Тогда дл  всего угла об можно записать ((RMl.g.4-, („ Q IT: ( Это уравнение устанавливает св зь между результатами преобразовани  и углом oi . Отсюда видно, что вычи л емое по нему значение не зависи от числа оборотов п f вала 13, так как отношение Q/P u/V/3 не зависит от п., если п,const. При вносима  погрешность тем меньше, ч меньше интервалы времени между выдачами импульсов 38. Уравнение (1) определ ет функцию преобразовани , при (R-1)Q/P можно пренебречь Q/P и тогда об К-ОцГ-р АФормирователи 20-22 по передним фронтам сигналов, выдаваемых фотоприемниками 5-7, формируют начальный , масштабные и конечньш импульсы 37-39 соответственно. При по влении импульса 37 триггер 23 устанавливаетс  в единичное положение, и сигнал с его единично плеча разрешает прохождение импуль сов 38 с выхода формировател  22 через элемент И 24 на счетный вхо счетчика 27. При по влении импульса 39 сигнал с выхода формировател 74 21 устанавливает триггер 23 в нулевое положение. При этом элемент И 24 перестает пропускать импульсы 38 на вход счетчика 27, в котором зафиксировано число R, на единицу большее (из-за импульса 38) числа элементарных углов у9 , уложившихс  в преобразованном угле с . Одновременно сигнал с нулевого плеча триггера 23 воздействует на одновибратор 25. Импульс с его выхода поступает на блок 28 регистрации и открывает блок 29 ключей. Код R из счетчика 27 переписываетс  в блок 28 рёгистрации . Особенностью работы преобразовател   вл етс  то, что он считает импульсы не от автономного генератора , частота которого может быть не св зана со скоростью врашени  вала 13, а масштабные импульсы 38, поэтому вращение вала 13 может быть нестабильным. На результате преобразовани  угла в код это не сказываетс . Дальнейшее снижение случайной составл ющей погрешности преобразовани  обеспечивают формирователи 17-19 оптического сигнала. Пара формирователей оптического сигнала (фиг. 2) работает следующим образом. Свет от источника 8 излучений собираетс  линзой 29 в параллельный пучок, который поступает на входы оптических волокон 33, откуда он в виде узкой полосы падает на поверхность кодового диска 3. Когда щель на кодовом диске 3 проходит мимо этой полосы света, то происходит освещение всех входов оптических волокон 34, которые собирают свет в круглый пучок, направленный линзой 30 на поверхность фотоприемника 5. В результате световой импульс имеет большую амплитуду, а значит, и крутые фронты, что ведет к увеличению разрешающей способности преобразовател  в целом.where P is the time interval between the R and (R + 1) -ro pulses 38. Urn P Although the intervals P depend on the speed of rotation of the shaft 13 and can vary, each such interval corresponds to the same angle 9, i.e. . counting the number of pulses 38 even at an inconsistent speed of rotation of the shaft 13 makes it possible to accurately convert the main part of the angle od. Then for the whole angle, we can write about ((RMl.g.4-, (Q Q IT: (This equation establishes the relationship between the transformation results and the angle oi. This shows that the value calculated from it does not depend on the number of revolutions n f of shaft 13, since the ratio Q / P u / V / 3 does not depend on n, if n, const. If the error is introduced, the less, h is less than the time intervals between the outputs of pulses 38. Equation (1) defines the conversion function at (R-1) Q / P, Q / P can be neglected and then the K-OTsG-p will be used by the AOs 20-22 on the leading fronts of the signals emitted by the photo-receivers 5-7 to form The initial, scale, and final pulses are 37-39, respectively.When a 37 pulse appears, the flip-flop 23 is set to the single position, and the signal from its single shoulder permits the passage of the pulses 38 from the output of the imager 22 through the AND 24 element to the counter input 27. At By the appearance of a pulse 39, the signal from the output of the generator 74 21 sets the trigger 23 to the zero position.At the same time, the element 24 ceases to pass pulses 38 to the input of the counter 27, in which the number R is fixed, one more (due to the pulse 38) the number of elementary angles y9, ulozhivshihs in the converted carbon with. At the same time, the signal from the zero arm of the trigger 23 acts on the one-shot 25. The pulse from its output enters the registration unit 28 and opens the key block 29. The code R from the counter 27 is rewritten into the registration block 28. A feature of the converter operation is that it considers pulses not from an autonomous generator, whose frequency may not be related to the speed of the turn of the shaft 13, but large-scale pulses 38, therefore the rotation of the shaft 13 may be unstable. The result of converting the angle to the code does not affect this. A further reduction in the random component of the conversion error is provided by the optical signal drivers 17-19. A pair of optical signal conditioners (Fig. 2) works as follows. The light from the radiation source 8 is collected by the lens 29 into a parallel beam that enters the inputs of the optical fibers 33, from where it falls in the form of a narrow strip onto the surface of the code disk 3. When the slit on the code disk 3 passes by this band of light, all the inputs are illuminated optical fibers 34, which collect light in a circular beam directed by the lens 30 onto the surface of the photodetector 5. As a result, the light pulse has a large amplitude and, therefore, steep fronts, which leads to an increase in the resolution of paddle as a whole.

5 7 8 775 7 8 77

(руг. /(ru. /

LJLJLJLJLJLLJLJLJLJLJL

3838

Интерйал dpfпени, полууенний SpeInterpay dpfpeni, semi-penny Spe

зу бтате прео6розо ат  per bate

Ru инпульс(Kti uимпульсRu Inpulse (Kti upulse

3838

S-S МS-S M

Г-Г фиг.ЗYY FIG. 3

Claims (2)

1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В ИНТЕРВАЛ ВРЕМЕНИ И КОД, содержащий первый и второй источники излучения, оптически соединенные через первый кодовый диск со щелями с первым и вторым фотолриемниками, < третьи источник излучения и оптически с ним соединенный фотоприемник, двигатель, кинематически соединенный с первым кодовым диском, первые источник излучения и фотоприемник расположены на кривошипе, установленном соосно первому кодовому диску на входном валу преобразователя, вторые и третьи источники излучения и фотоприемники установлены неподвижно, триггер, элемент И, счетчик, отличающийся тем, что, с целью повышения разрешающей способности преобразователя, в него введены три пары формирователей оптического сигнала, три формирователя импульсов, два одновибратора, блок регистрации, редуктор и второй кодовый диск с ш масштабными щелями, сочлененный с валом двигателя и входным валом редуктора, выходной вал которого сочленен с первым кодовым..., диском, третьи источник излучения и фотоприемник установлены против m масштабных щелей второго кодового диска, пары формирователей оптического сигнала установлены на одной оптической оси между соответствующими источниками излучения и фотоприемниками по обеим сторонам кодовых дисков, выходы первого, второго и третьего фотоприемников соединены с входами соответствующих формирователей импульсов, выходы первого и второго формирователей импульсов соединены с. входами триггера, первый выход которого соединен с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом третьего формирователя импульсов, второй выход триггера соединен через первый одновибратор с первым входом блока регистрации, с входом второго одновибратора, выход которого соединен с управляющим входом счетчика, информационный вход которого соединен с выходом элемента И, выход счетчика соединен с вторым входом блока регистрации.1. A SHAFT ANGLE TRANSDUCER CONVERTER AND A CODE containing the first and second radiation sources optically connected through the first code disk with slots to the first and second photodetectors, <the third radiation source and a photodetector optically connected to it, an engine kinematically connected to the first the code disk, the first radiation source and the photodetector are located on a crank mounted coaxially to the first code disk on the input shaft of the converter, the second and third radiation sources and photodetectors are installed immovable, trigger, element And, counter, characterized in that, in order to increase the resolution of the converter, three pairs of optical signal conditioners, three pulse conditioners, two single vibrators, a recording unit, a reducer and a second code disk with w wide slots are introduced into it articulated with the motor shaft and the input shaft of the gearbox, the output shaft of which is articulated with the first code ..., disk, the third radiation source and photodetector are mounted against m scale slots of the second code disk, pairs of optical signal teley installed on the same optical axis between the radiation sources and photodetectors on both sides of the code disk, the outputs of the first, second and third photodetectors are connected to the inputs of respective pulse generators, outputs of the first and second pulse generators are connected to. inputs of the trigger, the first output of which is connected to the first input of the And element, the second input of which is connected to the output of the third pulse shaper, the second output of the trigger is connected through the first one-shot to the first input of the recording unit, with the input of the second one-shot, the output of which is connected to the control input of the counter, information the input of which is connected to the output of the And element, the output of the counter is connected to the second input of the registration unit. 2. Преобразователь по п.1, отличающийся тем, что формирователь оптического сигнала содержит линзу, группу оптических волокон, кольцевую и рамочную обоймы, линза размещена на оптической оси формирователя перед кольцевой обоймой, которая соединена с входными концами группы оптических волокон, выходные концы которых соединены с рамочной обоймой, выполненной в виде прямоугольника, стороны которого пропорциональны линейным размерам щелей кодовых дисков.2. The Converter according to claim 1, characterized in that the optical signal conditioner comprises a lens, a group of optical fibers, an annular and frame holder, the lens is placed on the optical axis of the former in front of the annular holder, which is connected to the input ends of the group of optical fibers, the output ends of which are connected with a frame clip made in the form of a rectangle, the sides of which are proportional to the linear dimensions of the slots of the code disks.
SU833640850A 1983-09-12 1983-09-12 Converter of shaft turn angle to time interval and number SU1179527A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833640850A SU1179527A1 (en) 1983-09-12 1983-09-12 Converter of shaft turn angle to time interval and number

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833640850A SU1179527A1 (en) 1983-09-12 1983-09-12 Converter of shaft turn angle to time interval and number

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1179527A1 true SU1179527A1 (en) 1985-09-15

Family

ID=21081257

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU833640850A SU1179527A1 (en) 1983-09-12 1983-09-12 Converter of shaft turn angle to time interval and number

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1179527A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Фотоэлектрические преобразователи информации. Под ред. Л.Н. Преснухина. М., Машиностроение, 1974, с. 105, рис. 55. Авторское свидетельство СССР № 506893, кл. G 08 С 9/06, 1974. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4680466A (en) Displacement transducer which simultaneously extracts signals via sequential switching
JPH0658779A (en) Measuring device
JPS5576907A (en) Optical comparator
SU1179527A1 (en) Converter of shaft turn angle to time interval and number
US3791735A (en) Digital measuring apparatus
SU696280A1 (en) Photoelectric angular disrplacement transducer
SU796904A1 (en) Simulator of terrain movement
SU568299A1 (en) Photoelectric transducer for control of linear and angular motions of object
SU1668863A1 (en) Method of lens decentering and apparatus thereof
JP2688988B2 (en) Optical measuring device
SU769327A1 (en) Photoelectric device for measuring inclination angles
JPH0476049B2 (en)
SU1208476A1 (en) Method of measuring displacement
SU1647239A1 (en) Laser meter
SU1158963A1 (en) Device for finding value and sign of defocusing
SU1434243A1 (en) Method and apparatus for measuring object angle of turn
JPS636418A (en) Encoder
JP2549514B2 (en) Photoelectric encoder reference point signal generation mechanism
SU1401270A1 (en) Photoelectric transducer of circular displacements of rotary table
SU1057776A1 (en) Interferometer plant
SU1689754A1 (en) Compensating method of measuring displacements with photoelectric converter
SU1508092A1 (en) Apparatus for measuring displacements
US4647760A (en) Pattern tracer with electronic kerf, calibration and line width compensation
SU838649A1 (en) Coordinate system for projection printing apparatus
SU720292A1 (en) Servo system for optical interferometers