SU1562970A1 - Способ преобразовани угла поворота вала в код - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах программного управлени  станками, в системах управлени  телескопами. Целью изобретени   вл етс  повышение точности преобразовани . С этой целью в способе преобразовани  угла поворота вала в код преобразуют угол поворота вала в совокупность оптических сигналов, поступающих на фотоприемники блока 2, размещенные против дорожек грубого отсчета измерительного диска 1, и фотоприемники групп 3 - 10, расположенные против дорожки точного отсчета. В фотоприемниках оптические сигналы преобразуютс  в аналоговые электрические сигналы, перва  группа коротых в блоке 11 формировани  выходного кода грубого отсчета преобразуетс  в первую группу пр моугольных электрических сигналов, соответствующую коду грубого отсчета, а дл  второй группы аналоговых электрических сигналов, снимаемых с фотоприемников групп 3 - 10, предварительно определ ют фазовые сдвиги между сигналами, снимаемыми с одноименных фотоприемников диаметрально расположенных групп 3 и 7, 4 и 8, 5 и 9, 6 и 10, дл  каждой пары сигналов с наименьшим в данной подгруппе сигналов фазовым сдвигом определ ют соответствующий код грубого отсчета, аналоговые электрические сигналы тех из групп 3 и 7, 4 и 8, 5 и 9, 6 и 10, дл  которых в данный момент преобразовани  код грубого отсчета соответствует наименьшему фазовому сдвигу, преобразуют в блоке 20 во вторую группу пр моугольных сигналов, соответствующую коду точного отсчета. 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах программного управлени  станками, в системах управлени .

Цель изобретени  - повышение точности преобразовани ,

На чертеже приведена структурна  фхема устройства дл  преобразовани  ггла поворота вала в код, реализующего предлагаемый способ,

Устройство содержит источник излучени , индикаторный диск (не показаны ) , измерительный диск 1, блок 2 ф топриемников грубого отсчета (ГО), Группы 3-10 фотоприемников, размещен- йь5е против дорожки точного отсчета (ТО), блок 1I формировани  выходного кода грубого отсчета, дешифраторы 12- 15, двухканальные коммутаторы 16-19 и блок 20 формировани  выходного кода точного отсчета (ТО),

Кажда  из групп 3-10 содержит по Два фотоприемника, напротив которых щелевые диафрагмы индикаторного диска сдвинуты друг относительно друга На угловую величину W (К+1/4), где W - углова  величина шага дорожки ТО; К - целое число. Причем щелевые диа- фрагмы перед фотоприемниками двух из Групп 3-10, сдвинутых на 180° в пространстве э сдвинуты друг относительно друга на угловую величину 180° + W/2. Группы 3-10 фотоприемников сдвинуты друг относительно друга на угловую величину 45° .

Устройство дл  преобразовани  угла поворота вала в код реализует способ следующим образом.

При вращении измерительного диска относительно щелевых диафрагм индикаторного диска излучение источника излучени , модулированное сопр жением щелевых диафрагм с кодовыми дорожка- ми, попадает на фотоприемники блока 2, размещенные против кодовых доро ;«етс старших по весу разр дов, и фото- приемники групп 3-10, размещенные

против дорожки младшего по весу раз™

5

р да. При э том на выходах фотоприемников блока 2 формируетс  перва  группа аналоговых электрических сигналов трапецеидальной формы. Таким образом осуществл етс  преобразование перемещени  в оптические, а затем в элект рические аналоговые сигналы. Сигналы с выходов блока 2 фотоприемников поступают в блок 11 формировани  выход

Q

0

ного кода ГО, где они преобразуютс  в первую группу пр моугольных электрических сигналов, образующихfстаршие разр ды выходного кода преобразовател  (код грубого отсчета).

На выходах групп 3-10 фотоприемни- КОБ формируетс  втора  группа аналоговых электрических сигналов, близких по форме к гармоническим. Выходы фотоприемников диаметрально противоположно размещенных групп 3 и 7, 4 и 8, 5 и 9, 6 и 10 включены попарно по балансной схеме. Такое включение позвол ет сформировать сигналы без посто- ( нной составл ющей, которую необходимо компенсировать. Кроме того, балансное включение фотоприемников осу-, ществл ет автоматическую компенсацию любого дрейфа по посто нной составл ющей сигнала,

В св зи с тем, что всегда имеет место определенный эксцентриситет измерительного диска , обусловленный технологическими погрешност ми сборки преобразовател , в сигналах .групп 3-10 фотоприемников в зависимости от угла поворота вала по вл ютс  дополнительные гармоники, т.е. происходит искажение формы сигналов, что преп тствую ет повышению точности. Искажени  сигналов на выходах фотоприемников групп 3-10 вызвано перекрещиванием щелей индикаторного диска кодовой дорожки ТО из-за наличи  эксцентриситета измерительного диска 1.

Так искажени  формы сигналов на выходах .диаметрально размещенных групп 3 и7, 4и8,5и9, 6и10 фотоприемников практически отсутствуют в случае , когда угол, составленный вектором эксцентриситета (00) и линией, соедин ющей эти группы, составл ет 0 и 180 , Искажени  сигналов максимальны на выходах диаметрально размещенных групп 3 и 7, 4 и 8, 5 и 9, 6 и 10 фотоприемникоЕ, когда угол, составленный вектором эксцентриситета (00) и линией5 соедин ющей эти труппы, составл ет 90° и 270°.

Нулевое значение выходного кода старших по весу разр дов преобразовател , определ емое угловыми координатами щелей индикаторного диска перед фотоприемниками блока 2, должно быть сдвинуто относительно одного из углов L, ,. .., у размещени  групп 3-10 фотоприемников на величину 180 /п

22,5°, где

n - число групп 3-10 (в данном случае n 8).

Т.е. нулевой код на выходах блока 11 должен быть в одном из значений углов , , c/fl, . . ., if у

Предположим, что при угле t/ значение выходного кода блока I1 равно нулю . Далее по трем старшим разр дам выходного кода блока 11 поочередно определ ют диапазоны углов Чр -% Уь Чг Уг- и в каждом диапазоне определ ют пару диаметрально противоположных групп Зи7, 4и8, 5и 9, 6 и 10, одноименные выходные сигналы (т.е. сигналы на выходах фотоприемников , имеющих одинаковые номера в группе) которых имеют минимальный фазовый сдвиг, т.е. минимальный угол между вектором эксцентриситета (бЬ) и пр мой, соедин ющей данные группы 3 и7, 4 и 8, 5 и 9, биЗОи, следовательно , определ ют сигналы с минимальными искажени ми.

Минимальный фазовый сдвиг сигналов можно, например, определить путем вы влени  сигналов с максимальной амплитудой, так как при наличии фазовых сдвигов амплитуды сигналов на выходах фотоприемников, включенных по балансной схеме, уменьшаютс . Фазовый сдвиг между диаметрально размещенными группами Зи7, 4 и 8, 5и9, 6 и 10 фотоприемников можно также определить при помощи двухлучевого осциллографа , временно разомкнув выходы фотоприемников друг от друга.

Три старших разр да выходного кода поступают на входы дешифраторов 12- 15, функционирующих по следующему алгоритму .

Когда на входах дешифраторов 12-15 присутствуют коды 000 или 011, т.е. вал преобразовател  находитс  в диапазонах углов (/ - , Ца- Lf e , на выходе только лишь дешифратора 12 по вл етс  высокий уровень. При входных кодах 001 и 101, т.е. когда вал находитс  в диапазонах углов ifg- , ifj, высокий уровень по вл етс  на выходе дешифратора 13. Когда же на входах дешифраторов 12-15 присутствуют коды 010 и НО, т.е. вал находитс  в диапазонах углов Lff- ifr и tp,- i/ , высокий уровень по вл етс  на выходе дешифратора 14, а при кодах 011 и 111, т.е. в диапазонах ff- (J и M CV высокий уровень по вл етс  на выходе дешифратора 15.

0

5

При нулевом значении кода на входах дешифраторов 12-15 вектор 00 составл ет минимальный угол с пр мой, соедин ющей группы 3 и 7 фотоприемников , выходы которых поступают на входы коммутатора 16. Следовательно, выход дешифратора 12 необходимо соединить с управл ющим входом коммутатора 16. Выходы дешифраторов 13-15 необходимо соединить с управл ющими входами коммутаторов 17-19 соответственно , входы которых соединены с выходами групп 4и8, 5и9и6и 10 фотоприемников соответственно.

Так как одноименные выходы коммутаторов 16-19 соединены между собой и с входами блока 20 формировани  выходного кода ТО, то при наличии вы0 сокого уровн  на управл ющих входах коммутаторов 16-19 соответствующие аналоговые электрические сигналы проход т на входы блока 20, в котором они преобразуютс  во вторую группу

5 пр моугольных электрических сигналов, образующих младшие оазр ды выходного кода (код точного отсчета). За один оборот вала высокий уровень на управл ющем входе каждого из коммута0 торов 16-19 по вл етс  два раза. Та- . ким образом, при вращении вала преобразовател  на входы блока 20 пооче- v редно с выходов всех групп 3-10 фотоприемников поступают только лишь сигналы с минимальными искажени ми.

Блок 20 представл ет собой интерпол тор , выполненный, например, на основе потенциометрического фазовращател . Согласование между каналами грубого и точного отсчета осуществл етс  общеизвестным методом двойной щетки.

Количество групп 3-10 фотоприемников выбираетс , исход  из точности, предъ вл емой к преобразователю.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   5

   0

   5

   Способ преобразовани  угла поворота вала в код, основанный на преобразовании угла поворота вала в совокупность оптических сигналов, преобразовании каждого из оптических сигналов с помощью соответствующего фотоприемника в анапоговый электрический сигнал , преобразовании первой группы аналоговых электрических сигналов в первую группу пр моугольных электричес715629708

   ких сигналов, соответствующую коду.мируемыми диаметрально расположенными грубого отсчета, преобразовании ана-подгруппами фотоприемников, дл  каж- логовых электрических сигналов под-дои пары аналоговых электрических сиг- групп второй группы во вторую группуналов соответствующих подгрупп, имею- пр моугольных электрических сигналов,щей наименьший фазовый сдвиг, опреде- соответствующую коду точного отсчета,л ют соответствующий код грубого от- отличающийс  тем, что,счета, а во вторую группу пр моуголь- с целью повышени  точности преобрази-ных электрических сигналов преобра- ва;ни , в нем предварительно дл  ана- .Qзуют аналоговые электрические сигналы лотовых электрических сигналов под-тех подгрупп, дл  которых код грубого групп второй группы определ ют фазо-отсчета соответствует наименьшему фа- вые сдвиги между одноименными аналоге-зовому сдвигу в данный момент преоб- выми электрическими сигналами, фор-разовани .