SU714456A1 - Photoelectric shaft angular position-to-code converter - Google Patents

Photoelectric shaft angular position-to-code converter Download PDF

Info

Publication number
SU714456A1
SU714456A1 SU772482023A SU2482023A SU714456A1 SU 714456 A1 SU714456 A1 SU 714456A1 SU 772482023 A SU772482023 A SU 772482023A SU 2482023 A SU2482023 A SU 2482023A SU 714456 A1 SU714456 A1 SU 714456A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
drum
sensors
slots
group
angular position
Prior art date
Application number
SU772482023A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Борис Петрович Муравьев
Владимир Михайлович Иванов
Original Assignee
Предприятие П/Я Г-4671
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-4671 filed Critical Предприятие П/Я Г-4671
Priority to SU772482023A priority Critical patent/SU714456A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU714456A1 publication Critical patent/SU714456A1/en

Links

Landscapes

  • Optical Transform (AREA)

Description

(54) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА певОРОТА ВАЛА Б КОД(54) PHOTO-ELECTRIC CONVERTER OF ANGLE OF SHAFT BARCHES CODE

Предлаа аемое изобретение относитс  к области контрольно-измерительной тех ники и может быть использовано в оптико-механических угломерных ус -ройctBax дл  определетщ  координат исслеnyehibix объектов. Известны различные конструкции преобразователей , которые примен ютс , на пример, в металлорежущих CTatocax, в высокоточных измеритеьных приборах и т.п. Известны преобразователи угла в код с фазовращател ми, принцип действи  которых заключаетс  в измерении врё- менногю интервала, соответствующего разности фаз опорного напр жени  и вы- хошгого напр жени  фазовращател , за- полнсппюго стабшпзной частотой от генератора импульсов. Погрешность такого пр| ог;раповател  зависит от линейности иоморс1шл фазы ф;)зоБращател , соотноше ни  частот питани  и генератора высоко частоты. Указанный составл ющие вли ю на точность измерени  уг ов, котора  находитс  в пределах ±24-3 11. Известев также оптический растровьй камертонный датчик, содержащий вращающийс  барабан с прорез ми, растровую рещетку, укрепленную на кольцевом камертоне, привод камертона, осветитель и фотоприем1-гак. Излучение от осветител , расположенного с внутренней стороны барабана проходит через капеблющуюс  растровую рещетку, прорези барабана и попадает на фoтoпpиeм шк, расположенный с внешней стороны барабана. Данна  конструкци  датчика повышает точность измерени  углов за счет посто нпой работы рещетки на резонансной частоахэ и котора  не имеет осевого биени , однако, этот датчик не выдает паиТ1ЫХ об отловом положении вала в коповой форме, и поэтому не .ет быт1. испошэзован дл  статического опрчдолони  углов С2Х Известен фотоэлек1рический импу;а.;-ный датчик, состо щий ип двух сосхлюThe proposed invention relates to the field of instrumentation technology and can be used in optomechanical goniometer us-octbax for determining the coordinates of explored objects. Various constructions of transducers are known, which are used, for example, in metal-cutting CTatocax, in high-precision measuring devices, etc. Converters of angle to code with phase shifters are known, the principle of action of which is to measure the time interval corresponding to the phase difference between the reference voltage and the high voltage of the phase shifter, which is filled with the stabilizer frequency from the pulse generator. The error of this pr | og; the rapper depends on the linearity of the omorphic phase of the ph;; The indicated components influence the accuracy of measurement of angles, which are within ± 24-3 11. The limestone also includes an optical raster a tuning fork sensor containing a rotating drum with slots, a raster grill mounted on a ring tuning fork, a tuning fork drive, an illuminator and a photodetector1- hook The radiation from the illuminator, located on the inner side of the drum, passes through the dripping raster grating, cut through the drum and enters the photoperformer SC, located on the outer side of the drum. This sensor design improves the accuracy of angle measurement due to the constant operation of the grid on the resonant frequency and which does not have an axial beat, however, this sensor does not give a share about the catch position of the shaft in a cop form, and therefore does not have 1. used for static C2X angle angles; The photoelectric impu is well known; a;

вращающихс  в противоположные стсроюл np03ffa4Htix дисков с нанесенными на них непрозрачными рисками, и расположенных по обе стороны от них соответственно фотоприемников и источйшсов излучени . В момент совпадени  на дисках TeMfffltx рисоксвет от источника излучени  попадает на фотоприемник, а в момент совпадени  прозрачных и непрозрачных - свет не поступает. Эта конструкци  также повышает точность измерени  углов, но не выдает кодовой комбинации сигналов Сзл.discs rotating on opposite sides of the np03ffa4Htix with opaque risks applied to them, and located on either side of them, respectively, the photoreceivers and the radiation sources. At the moment of coincidence on the TeMfffltx disks, the risoxvet from the radiation source hits the photodetector, and at the time of the coincidence of the transparent and opaque, the light does not enter. This design also improves the accuracy of angle measurement, but does not provide a code combination of Szl signals.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному изобретению  вл етс  преоёразов атёль с многодорожечшлм модул тором, который преобразует угловые положени  вала в электричеркие импульсы с одеовременным их кодированием.The closest in technical essence to the proposed invention is a modifier with a multi-modular modulator that converts the angular positions of the shaft into electric pulses with a codification of them.

Этот преобразователь содержит непрозрачный вращающийс  диск (барабан) с прорез ми, которые сгруппированы в кольцевые дорожки, образующие кодовую маску и неподвижно установленные датчики , состо щие из источника излучени , диафрагмы . ифотоприемника С4.This converter contains an opaque rotating disk (drum) with slits, which are grouped into ring tracks, forming a code mask and fixedly mounted sensors consisting of a radiation source, orifice plate. if the receiver C4.

Указанный преобразователь может быть использован в целом р ще случаев, однако, его применение .дл  определени  углов пор дка, {шпример, одной угловой минуты и менее невозможно в св зи с рудност ми изготовлени  кодовых барабанов у которых прорези младших кодовых Дорожек при такой дискретности измер ютс  сотыми дсйт ми миллимет ра. Установка барабанов с такой дискретностью на узлы, работающие со средними скорост ми (до 1000 об/мин) требует применени  специальных кталоинерционных фотоприемников, которые обладают низкой долговечностью Узкие на барабане легко загр зн ютс  что снилйает надежность преобразовани .This transducer can be used as a whole in other cases, however, its use for determining angles of the order of, {for example, one angular minute and less is not possible due to the ore manufacturing of code drums in which the slots of lower code tracks with such discreteness hundredths of millimeters. Installing drums with such discreteness at nodes operating at medium speeds (up to 1000 rpm) requires the use of special cel-inertial photodetectors that have low durability. Narrow on the drum is easily contaminated, which reduces the reliability of the conversion.

Цель изобретени  - псжышение быстродействи  и разрешающей способности преобразовател .,The purpose of the invention is to increase the speed and resolution of the converter.

Указанн;а  цель достигаетс  тем, что в фотоэлектрический преобразователь угла поворота вала в код введены дополнительные датчики и размещены вдоль дьрржки младшего разр да группами, ко личество датчиков в последующей группе равно удвоенному количеству датчиков предыдущей группы, первые датчики в каждой группе устаНсклеНы на рассто нйи Кратном целому числу шагов между сквозными прорегз ми кодового элемента,The goal is achieved by adding additional sensors to the photoelectric converter of the angle of rotation of the shaft and placing the groups along with the least significant number of sensors in the subsequent group equal to twice the number of sensors of the previous group, the first sensors in each group are installed Multiple integer number of steps between through proregz of the code element,

а датчики внутри каждой групгты размешены так, что проекци  шели на плоскость, перпендикул рную оптической оси датчика , в два раза меньшем, чем в преды- душей группе.and the sensors inside each group are placed in such a way that the projections of the neck are on a plane perpendicular to the optical axis of the sensor, which is two times smaller than in the previous group.

Па чертеже изображен кодовый элемент (барабан), 1, имеющий одну дорожку с равномерно нанесенными прорез ми, и три группы датчиков. Каждый датчикPa of the drawing shows a code element (drum), 1, having one track with uniformly applied slits, and three groups of sensors. Each sensor

включает в себ  осветитель 2, диафрагмы 3 и 4 и фотоприемник 5. Датчики и барабан установлены в неподвижном корпусе 6, При вращении барабагю преобразователь выдает комбинацию сигна-includes illuminator 2, diaphragms 3 and 4, and a photodetector 5. Sensors and a drum are installed in a fixed case 6. When the drum is rotated, the converter outputs a signal combination

лов в двоичном коде, и замен ет в нашем случае трех дорожечный кодовый преобразователь .binary code, and in our case replaces the three-track code converter.

Ширина прорезей однодорожечного барабана и их количество полностью соответствуют старшей дорожке трехдорожеч- ного барабана. Количество датчиков в группе выбираетс  путем удвоегш  количества датчиков предыдущей группы, т.е. так же, как выбираетс  количество прорезей кодового барабана.The width of the slots of the single-track drum and their number fully correspond to the older track of the three-track drum. The number of sensors in a group is selected by doubling the number of sensors in the previous group, i.e. just as the number of slots of the code drum is selected.

Так п г где п - число датчиков в группе,So p g where n is the number of sensors in the group,

2 - пор дковый номер группы. Например, дл  третьей группы коли-чество датчиков . 4. Ширина прорезей $2.на барабане дл  каждой группы датчиков должна быть равна ширине прорезей на соответствующих дорожках прототипа . Получение щелей заданной щири1Ш2 is the group serial number. For example, for the third group the number of sensors. 4. The width of the slots $ 2. on the drum for each group of sensors must be equal to the width of the slots on the respective tracks of the prototype. Getting cracks given

обеспечиваетс  установкой датчиков под соответствующими углами c/i. (см. чертеж). (Х. 7 это углы,образованные пересечением оптических осей датчиков с касательными, вершины которыхIt is provided by installing the sensors at appropriate c / i angles. (see drawing). (X. 7 are the angles formed by the intersection of the optical axes of the sensors with tangents whose vertices

лелсат на наружной образующей барабана .Lelsat on the outer part of the drum.

При такой установке датчиков ширина прорезей барабана, способна  пропускать световой поток, уменьшаетс  в зависи-With this installation of sensors, the width of the slots of the drum, capable of transmitting the luminous flux, decreases depending on

мости от величины угла а(. . Эта ширина прорезей дл  каждой группы датчиков расчитьшаитс  по формуле; Szof the angle a (.. This width of the slits for each group of sensors is calculated by the formula; Sz

,z 1z 1

где S- - ширина прорезей нп барабане. В конструкции дл  получени  ааданНОЙ ширины прорезей S, where S- is the width of the slots np drum. In the design for obtaining aadannoy width of the slots S,

датчики нужн установить под угламиsensors need to be installed at angles

ss

o.arctg-| -arc5.n р .o.arctg- | -arc5.n p.

где - толщина стенки барабана.where is the drum wall thickness.

Дл  получени  кодовой комбинации преобразователем с одно оро/чочным fiaр баном патчикч в группе устйнавливаютс  на равном рассто нии друг от друга или на рассто нии m от первого датчика, которое определ етс , по форму/ie;In order to obtain a code combination with a converter with a single orbital band bank, patches in the group are set at an equal distance from each other or at distance m from the first sensor, which is determined by the shape of / i;

r.;,.t.())+(i:dll,r.;,. t. ()) + (i: dll,

где К - любое целое число,. where K is any integer.

t - шаг между прорез ми модул тора , I - пор дковый номер датчика вt is the spacing between the slots of the modulator, I is the sequence number of the sensor in

группе.group.

Первые датчики rpyrin устанавливаютс  на рассто нии М друг от друга, которое кратно целому числу шагов между прорез ми барабана М - t КThe first rpyrin sensors are mounted at a distance M from each other, which is a multiple of the integer number of steps between the slots of the drum M - t K

За один оборот модул тора каждый датчик выдает равное Количество импульсов , соответствующее количеству прорезей барабана или количеству про- резей cfapmeft дорожки устройства - про тотйпа, которые на чертеже не показаны , т.е. каждый датчик работает с равной и минимальной частотбй следовани  сигналов в отличие от датчиков известного устройства, работающих с разной частотой следовани  сигналов, котора  удваиваетс  в направлении от старшей дорожки к младшей.During one revolution of the modulator, each sensor generates an equal Number of pulses, corresponding to the number of drum slots or the number of cfapmeft slots of the device's track - just the type that is not shown in the drawing, i.e. Each sensor operates with equal and minimum frequency of signal following, unlike sensors of a known device, operating with a different frequency of signal following, which doubles in the direction from the upper track to the lower one.

Такое выполнение преобразовани  по сравнению с известными повышает быстродействие за счет уменьшени  частоты модул ции фотоприемника, а такЖе повышает дискретность за счет выполнени  функций младших дорожек барабана старшими , уменьшает габариты за счет уменьшени  количества прорезей на дорожках , барабана, упрощает технологию и сокращает в 10-15 раз врем  изготовлени  барабана и в 20-25 раз eix) возможность.This conversion compared to the known increases the speed by reducing the frequency of modulation of the photodetector, as well as increases the resolution by performing the functions of the lower drum tracks by the older ones, reduces the size by reducing the number of slots on the tracks, the drum simplifies the technology and reduces by 10-15 times the manufacture of the drum and 20-25 times eix) opportunity.

Claims (4)

1.Ахмет жанов А. А Системы передачи угла повышенной точности М-Л,, Энерги , 1966 с. 9О.1. Ahmet Zhanov A. And. Systems of the transmission of the angle of increased accuracy ML, Energie, 1966 p. 9O. 2.Авторское свидетельство СЮСР2. Authors certificate of SUSR N9 302594, кл.О2 В 11/20, 1971. N9302594, O2 B 11/20, 1971. 3.Авторское свидетельство СССР № 302594, кл. q 01 В 11/26, 1968.3. USSR author's certificate number 302594, cl. q 01 B 11/26, 1968. - - 4. Литвак В. И, Фотоэле-ктрические датчики в системах контрол  управлени  и регулировани , М,, Наука, 1966, с. 185-189, рис, 4.18 и 4.29 (прототип ) .4. Litvak V. I, Photoelectric sensors in control systems of control and regulation, Moscow, Science, 1966, p. 185-189, rice, 4.18 and 4.29 (prototype).
SU772482023A 1977-04-20 1977-04-20 Photoelectric shaft angular position-to-code converter SU714456A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU772482023A SU714456A1 (en) 1977-04-20 1977-04-20 Photoelectric shaft angular position-to-code converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU772482023A SU714456A1 (en) 1977-04-20 1977-04-20 Photoelectric shaft angular position-to-code converter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU714456A1 true SU714456A1 (en) 1980-02-05

Family

ID=20707348

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU772482023A SU714456A1 (en) 1977-04-20 1977-04-20 Photoelectric shaft angular position-to-code converter

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU714456A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH044973Y2 (en)
US3770970A (en) Shaft angle encoder
US4218615A (en) Incremental digital shaft encoder
US5886352A (en) Readhead for an opto-electronic rotary encoder
JPH06347293A (en) Rotation detector and scale for detecting rotation
US5537210A (en) Rotation detecting apparatus and scale having a multi helix diffraction grating for the same
US3400275A (en) Optical encoder having a common light source located in a rotatable shuttered housing
JPH02143112A (en) Kinematic encoder and code member thereof
US3244895A (en) Shaft encoders
JPS6255511A (en) Rotary encoder
US3364359A (en) Electro-optical encoder having transmission variation compensation
SU714456A1 (en) Photoelectric shaft angular position-to-code converter
JP4315323B2 (en) Projection type rotary encoder
JPH05256666A (en) Rotary encoder
JPS6381212A (en) Rotary encoder
US3572940A (en) Method and a device for measuring the sighting error of an optical apparatus
JP2697939B2 (en) Rotary encoder
JPS636418A (en) Encoder
JPH07218237A (en) Optical displacement measuring apparatus
SU561162A1 (en) Photoelectric Coordinator Scanning Raster
SU1310631A1 (en) Photoelectric transducer of circular displacements
JPS59211822A (en) Displacement converter
SU1187133A1 (en) Photoelectric automatic collimator
SU853378A1 (en) Interference device for measuring linear and angular displacements
JPH07218221A (en) Optical displacement-measuring apparatus