SU1460613A1

SU1460613A1 - Method of measuring shaft turn angles

Info

Publication number: SU1460613A1
Application number: SU874315901A
Authority: SU
Inventors: Владимир Иосифович Урьяш; Михаил Евгеньевич Лазарев; Игорь Александрович Корнилов
Original assignee: Предприятие П/Я В-8624
Priority date: 1987-07-13
Filing date: 1987-07-13
Publication date: 1989-02-23

Description

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения угла поворота вала.The invention relates to instrumentation and can be used to measure the angle of rotation of the shaft.

Цель изобретения - повышение точности за счет устранения возможности сбоя работы устройства в случае, когда угол поворота кратен периоду штриховой меры модулятора, iqThe purpose of the invention is to increase accuracy by eliminating the possibility of a malfunction of the device in the case when the rotation angle is a multiple of the period of the stroke measure of the modulator, iq

На чертеже представлена блок-схема устройства.The drawing shows a block diagram of a device.

Устройство состоит из корпуса 1, модулятора 2 с приводом 3, размещенного в корпусе 1, на модулятор нанет 15 сена периодическая штрихойая.мера 4, все штрихи которой идентичны, кроме одного маркированного штриха 5, симметрично относительно штриха 5 нанесен штрих 6, ширина которого боль- 20, ше ширины маркированного штриха 5, но· меньше периода меры 4, поворотной втулки 7, импульсных датчиков 8 ^х11, причем датчик 8 установлен на втулке 7, датчики 9 - 11 на корпусе 25 1, датчик 9 смещен относительно дат-? чика 10 в измерительном направлении, датчик 11 установлен с возможностью взаимодействия с штрихом /6, а дат- . чики 8—10 оптически связаны с ме- 30 рой 4, коммутатора 12, входы которого подключены к выходам датчиков 9 и 10, амплитудного дискриминатора 13, первый вход которого подключен к выходу датчика 8, а второй вход - ^5 к выходу коммутатора, блока 14 изме рения временных интервалов, входы которого подключены к выходам дискриминатора 13, блока 15 усреднения, блока 16 вычисления, регистратора 17, переключателя 18 режима И б_ялока 19 управления, причем блок 15 усреднения включен между вторым выходом блока 14 и первым входом блока 16 вычисления, первый выход блока 14 подключен к третьему входу блока 16 вычисления, входы переключателя 18 подключены к выходам датчиков 8 и 11, выход переключателя режима подключен к управляющему входу коммутаютора 12 и к второму входу блока 16 вычисления, выход блока 16 вычисления подключен к входу регистратора 17, а блок 19 управления включен между выходом маркированных импульсов дискриминатора 13 и управляющим входом блока 16 вычисления.The device consists of a housing 1, a modulator 2 with a drive 3 located in the housing 1, a periodic hatch measure 4 is applied to the modulator 15 hay 15, all strokes of which are identical, except for one marked stroke 5, a stroke 6 is applied symmetrically to the stroke 5, the width of which is pain - 20, beyond the width of the marked line 5, but · less than the period of measure 4, the rotary sleeve 7, the pulse sensors 8 ^x 11, and the sensor 8 is installed on the sleeve 7, the sensors 9 - 11 on the housing 25 1, the sensor 9 is offset from the date? chick 10 in the measuring direction, the sensor 11 is installed with the possibility of interaction with the stroke / 6, and the date. Chips 8–10 are optically connected to measure 4, switch 12, the inputs of which are connected to the outputs of sensors 9 and 10, an amplitude discriminator 13, the first input of which is connected to the output of sensor 8, and the second input, ^ 5, to the output of the switch, unit 14 measurable rhenium slots, whose inputs are connected to outputs of the discriminator 13, the block 15, the averaging unit 16 calculates, registrar 17, the switch 18 mode and b _I Lok control 19, the averaging unit 15 is connected between the second output of the block 14 and the first input of the unit 16 calculation, the first output of block 14 sub it is connected to the third input of the calculation unit 16, the inputs of the switch 18 are connected to the outputs of the sensors 8 and 11, the output of the mode switch is connected to the control input of the switch 12 and the second input of the calculation unit 16, the output of the calculation unit 16 is connected to the input of the recorder 17, and the control unit 19 is connected between the output of the marked pulses of the discriminator 13 and the control input of the calculation unit 16.

Устройство работает следующим об разом.The device operates as follows.

Контролируемый вал 20 жестко связывается с поворотной втулкой 7. Привод 3 вращает модулятор 2 с постоянной скоростью. Штрихи меры 4 возбуждают в датчиках 8 - 10 импульсы тока. Импульсы от всех штрихов одинаковы, кроме тех, которые возбуждаются маркированным штрихом 5, они отличаются от остальных по амплитуде. Штрих 6..возбуждает в датчике 11 импульс, который на временной оси. располагается симметрично импульсу, возбуждаемому маркированным штрихом 5 в датчике 10 и имеет большую длительность . Импульсы с датчика 8 непосредственно, а с датчика 10 через коммутатор 12 поступают на амплитудный дискриминатор 13, где разделяются на два канала. По.одному каналу следуют все импульсы, а по другому только маркированные.The controlled shaft 20 is rigidly connected with the rotary sleeve 7. The drive 3 rotates the modulator 2 at a constant speed. The dashes of measure 4 excite current pulses in the sensors 8 - 10. The pulses from all strokes are the same, except for those excited by marked stroke 5, they differ from the others in amplitude. Bar 6 ... excites a pulse in the sensor 11, which is on the time axis. located symmetrically to the pulse excited by marked stroke 5 in the sensor 10 and has a long duration. The pulses from the sensor 8 directly, and from the sensor 10 through the switch 12 are fed to the amplitude discriminator 13, where they are divided into two channels. On one channel all impulses follow, and on the other only marked ones.

Блок 14 измерения временных интервалов производит измерение временных интервалов.t> между двумя соседними импульсами, поочередно поступающими, с датчиков 10 и 8, а также определение числа m единиц грубого отсчета путем подсчета числа импульсов на интервале между двумя последовательными маркированными импульсами.The time interval measuring unit 14 measures time intervals. T> between two adjacent pulses, alternately arriving from the sensors 10 and 8, as well as determining the number m of coarse units by counting the number of pulses in the interval between two consecutive marked pulses.

Блок 15 усреднения определяет среднее значение Έ; и подает результат на блок 16 вычисления, куда также поступает сигнал, соответствующий числу ш, от блока 14. В блоке J6 результат измерения угла определяется по формуле ot = d₀ · и + k t , где d₀ - угол периода штриховой меры 4;Block 15 averaging determines the average value of Έ; and submits the result to the calculation unit 16, which also receives a signal corresponding to the number w from block 14. In block J6, the angle measurement result is determined by the formula ot = d ₀ · and + kt, where d ₀ is the angle of the period of the dash measure 4;

к - коэффициент преобразования.k is the conversion coefficient.

Результат измерения отображается регистратором 17.The measurement result is displayed by recorder 17.

Когда измеряеьый угол попадает в окрестности значений, кратных периоду штриховой меры, устройство автоматически переходит на дополнительный режим работы. Сигналом на переход является одновременное наличие импульсов на входах переключателя 18 от датчиков 8 и 11, в этом случае коммутатор 12 по сигналу переключателя 18 подключает на соответствующий вход дискриминатора 13 вместо датчика 10 датчик 9, а_ блок 16 вычисления переходит на вычисление угла по ’формуле еС ^β m + kt,· £ с,When the measured angle falls in the vicinity of values that are multiples of the period of the stroke measure, the device automatically switches to an additional mode of operation. The transition signal is the simultaneous presence of pulses at the inputs of the switch 18 from the sensors 8 and 11, in this case, the switch 12, by the signal of the switch 18, connects the sensor 9 instead of the sensor 10 to the corresponding input of the discriminator 13, and the calculation unit 16 goes to the calculation of the angle according to the formula eС ^β m + kt,

146061 где с - угловое смещение датчика 9 относительно датчика 10, величина которого берется со знаком плюс, если датчик 9 смещен в сторону вращения модулятора, в противном случае- ® со знаком минус. Блок 19 управления обеспечивает сброс блока 16 вычислений в нулевое состояние по сигналу от маркированного штриха. jq146061 where c is the angular displacement of the sensor 9 relative to the sensor 10, the value of which is taken with a plus sign if the sensor 9 is shifted in the direction of rotation of the modulator, otherwise - ® with a minus sign. The control unit 19 provides a reset of the calculation unit 16 to the zero state upon a signal from the marked stroke. jq

Claims

Claim'

Device for measuring the angle of rotation of the shaft, comprising a housing 15 mounted in the housing with the possibility of rotation around its axis of the modulator with a periodic measure with one marked stroke, two pulse sensors optically coupled to a 20 stroke measure, the first of which is mounted coaxially with a modulator a rotary sleeve designed for communication with a controlled shaft, on which 25 a second pulse sensor is mounted, an amplitude discriminator, the first input of which is connected to the output of the second pulse sensor ka, averaging unit, calculation unit, and a recorder connected to its 39 output, different .. that, in order to improve accuracy, it is equipped with a third and fourth pulse sensors, a switch, a measurement unit

35 time intervals, with a mode switch and a control unit, the third sensor is mounted on the housing and offset relative to the first in the measuring direction by a distance that is not a multiple of the period of the stroke measure, a commutating stroke is applied to the modulator of the symmetrically marked stroke, the width of which exceeds the width of the marked stroke, but less period of the stroke measure, the fourth sensor is mounted on the housing with the possibility of optical interaction with the switching stroke, the inputs of the switch are connected to the outputs of the first and third pulse sensors, the inputs of the mode switch are connected to the outputs of the second and fourth pulse sensors, the output of the switch is connected to the second input of the amplitude discriminator, the output of the mode switch is connected to the control input of the switch and the first input of the calculation unit, which is made four-input, the inputs of the time interval measurement unit are connected to the outputs of the amplitude discriminator, the first output of the time interval measurement unit is connected to the second input of the calculation unit, the second output of the measurement unit time intervals to the input of the averaging unit, the output of which is connected to the third input of the calculation unit, and the control unit is connected between the output of the marked pulses of the amplitude discriminator and the fourth input of the calculation unit.