SU822117A1 - Фотоэлектрический преобразовательуглА пОВОРОТА ВАлА B чиСлО - Google Patents

Description

(54) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОБОРОТА ВАЛА В ЧИСЛО.

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в цифровых след щих систе мах и системах управлени  объектами, содержащих ЦВМ. Известны цифровые преобразователи угла (ЦПУ), основанные на использовании механической развертки квантующей шкалы. Их особенност ми  вл ютс  наличие опорного и сигнального чувстви-. тельных элементов, которые во взаимодействии с квантующим элементом, св занным с приводом, осуществл ют преобразование квантованной величины в электрическую величину. Квантующий и чувствительный элемен ты характеризуютс  наличием определенного числа зон состо ний, которые отличаютс  друг от друга. Так, например, дл  индуктивных и емкостных датчиков угла это зубцовые впадины дл  фото9лек рических датчиков угла - прозрачность и непрозрачность и т. д. flj. Недостатком этих ЦПУ  вл етс  низка  точность преобразовани  угла в коо, обусловленна  трудност ми изготовлени  квантующей шкалы с малой днскретностью. Наиболее близким к изобретению по 1; ехнической сущности  вл етс  фотоэлектрический преобразователь угла поворота вала в число, содержащий корпус, привод, измерительный, индексные неподвижный и подвижные диски с радиальными растрами , на которых расположены реперные штрихи, на измерительном диске с радиальным растром расположено itl репер- ных штрихов, нанесенных через равные интервалы по всей длине его окружности, а один из них выполнен по отношению к другим удлиненным, фазовые растровые датчики угла, фазовый и реперный выходы соответственно первого и второго фа- зсюых растровых датчиков угла соединены с соответствующими входами блоков формировани  старт- и стоп-сигналов соответственно, блок квантовани  фазы, блок задержки импульсов, ni триггеров. 362 frt элементов И, дешифраторы, блок сбора импульсов, счетчик импульсов и блок цифровой индикации J2}. Недостатком данного, фотоэлектрического преобразовател   вл етс  низка  надёжность из-ва возможности возникновени  сбоев при счете старт-« стоп- сигналов . Цель изобретени  - повышение нацежности фотоэлектрического преобразовагел  угла поворота вала в число. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в фотоэлектрическом преобразователе содержащем корпус, в котором жестко закреплен неподвижный индексный диск срадиальным растром, привод, на валу которого расположен измерительный диск с радиальными растром, подвижный индексный диск с радиальным растром, установленный на измер емом валу, на измерительном , индексных подвижном и неподвижном диска): с радиальными растрами доподнительно расположены реперные штрики, на измерительном диске с радиальным растром расположено m репер- ных штрихов, нанесенных через равные интервалы по всей длине его окружности, фазовый растровый датчик угла, включающий осветительную и фотоприемную систему , измерительный и неподвижный индекс ные диски с радиальными растрами, а вто рой - осветительную и фотоприемную систему , измерительный и подвижный индекс ные диски с радиальными растрами, фааоВЬ1Й и реперный выходы первого фазового растрового датчика угла соединены с соответствующими входами блока формировани  старт-сигнала, выход которого сое динен с управл ющим входом первого дешифратора , выходы которого соединены с соответствующими входами установки в, единицу W триггеров, пр мые выходы которых соединены с первыми входами элементов И соответственно, выходы которых подключены к соответствующим . входам блока сбора импульсов, выход ко торого соединен со входом счетчика импульсов , выходы которого подключены к соответствующим входам блока индикации, фазовый и реперный выходы второго фазового растрового датчика угла соединены с соответствующими входами блока формировани  стоп-сигнала, вы ход которого соединен с управл ющим входом второго деши4ч5атора, выходы которого соединены с соответствующими входами установки в ноль m триггеров, | ааовый выход первого фазового растрового датчика угла через блок квантовани 4. азы соединен со входом блока задержки четных импульсов, соответствующие выоды которого соединены со вторыми вхоами элементов И, на измерительном дисе с радиальным растром, расположены ве кодовые маскиj на индексных дисках радиальными растрами по одной линии с реперными штрихами размещены щелевые диафрагмы, кодовые выходы первого, и второго фазовых растровых датчиков угла соединены с соответствующими информационными входами первого и второго дешифраторов. На фиг. 1 изображена схема конструкции преобразовател , общий вид; на фиг. 2 и 3 - соответственно часть измерительного диска и часть подвижного и неподвижного индексных дисков; на фиг. 4 структурна  схема преобразовател . Фотоэлектрический преобразователь угла поворота вала в число содержит корпус 1, привод 2, вал 3 привода, измерительный диск 4 с радиальным растром , неподвижный диск 5 срадиальным растром, подвижный диск 6 с радиальным растром, вал 7, угловое положение которого преобразуетс  в код, осветительную систему 8, фотоприемную систему 9, измерительный радиальный растр 10, индексный радиальный растр 11, реперные штрихи 12, щелевые диафрагмы 13, кодовые маски 14, фазовые растровые датчики 15 и 16 угра) блоки 17 и 18 формировани  старт- и стоп-сигналов, блок 19 квантовани  фазы, блок 20 задержки счетных импульсов, элементы И 21 , блок 22 сбора импульсов, триггеры 23, счетчик 24 импульсов, блок 25 цифровой индикации, дешифраторы 26 и 27. На фиг. 1-4 введены следующие обозначени : щ} - угловой шаг штрихов радиального растра 10; УПР . пР -соответственно угловые положени  измерительного, неподвижного и подвижного индексных растровых дисков 4-6; V р- соответственно напр жени  фазовых выходов датчиков 15 и 16; VP . - - соответственно напр жени  реперных выходов «датчиков 15 и 16; старт стоп - соответственно старт- и стоп- :игн 1пов; v .- соответственно выходные напр жени  коаовых каналов датчиков 15 и 16 Дл  устранени  погрешности от эксцентриситета дисков 4-6 фазовые ка . налы датчиков 15 и 16 выполнены с двухсторонним считыванием (фиг. i).. . Угловое рассто ние между упорными зЛ штрихами 12 диска 4 равно- ;р . Осветительна - 8 и фотоприемна  9 системы, диски 4 и 5 в совокупности представл ют собой датчик 15, а освети тельна  8 и фотоприемна  9 системы, диски 4 и 6 - датчик 16, RoTopbie соде жат фазовый, реперный и кодовые каналы сьема информации (фиг. 1-3). Фотоэлектрический преобразователь угла поворота вала в число работает сле дующим образом. При постЬ нном вращении приводом 2 диска 4 с фазовых выходов датчиков 15 и. 16 снимаютс  напр жени  V , фа зы которых линейно завис т в пределах одного шага от разностей угловых положений дисков 4 и 5 и 4 и 6 соответст венно. Эти напр жени  V -V «р поступают на блоки 17 и 18 формировани  стартги стоп- ;игналов и блок 19 квантовани  фазы. Последний формирует один счетный импульс на каждое прираще ние фазы, равное , что соответст . вуёт шагу квантовани  угла на величину . . В момент, когда реперный штрих 12 диска 4 проходит мимо реперного штриха 12 диска 5 на реперном выходе датчика 15 вырабатываетс  напр жение VP , которое поступает на блок формировани  старт-сигнала. Дл  более точной фиксации углового положени  старт Vp стробнруетс  импульсом, вырабатываемым в момент &., О. в результате формируетс  старт, поступающий на управл ющий вход дешифратора 26, на информационные входы которого подаютс  напр жени , кодирующие в двоичном коде номер совпавшего репера диска 4. С соответствующего этому номеру выхода дешифратора 26, например первого, снимаетс  импульс, запускающий триггер 23 в стартовое (единичное ) состо ние. При этом открываетс  элемент И 21. и счетные импульсы с первого выхода блока 20 задержки счетных импульсов на 1инают поступать через элемент И блок сбора импульсов 22 на вход счетчика импульсов 24. После этого совмещение с реперным штрихом 12 циска 5 каждого из (m-l) реперных штрихов 12 диска 4 приводит к поочередному запуску в стартовое состо ние соответственно триггеров , и каждый раз со стартом очерецного 8 6 триггера 23 счетчик импульсов 24, про цолжа  подсчет импульсов„ вызванных стартами прааыауших триггеров 23, начинает дополнительно подсчет счетных импульссю, снимаемых со следующего по пор дку выхода блока 20 задержки счетных импульсов. В момент, когда/ например, первый реперный штрих 12 диска 4 проходит мимо реперного штриха 12 диска 6 на реперном выходе датчика 16 вырабатываетс  напр жение Vpo аналогичным образом как было описано, блок формиро вани  стоп-сигнала формирует стоп кото{эый пройд  через дешифратор устанавливает триггер 23 в состо ние стоп. Элемент 21 закрываетс . После чего совмещение реперного штриха 12 диска 6 с каждым из (гг|-1) оставшихс  реперных штрихов 12 диска 4 приводит последовательно JK возврату всех (т-1) триггеров состо ние стоп и закрыванию (m-l) элементов И 21,j. В момент, когда закроетс  последний из открытых элементов И 21, подсчет счетных импульсов прекращаетс  и счетчик импульсов 24 зафиксирует код, равный сумме коцов N,, ,,т , каждый из которых  вл етс  цифровым эквивалентом углового положени  циска 6 относительно диска 5, г. о. N - V - |«о и ПР HP- -.1.- Среднеарифметический код tri Р f  вл етс  конечным результатом преобразовани  угла поворота вала в число. Таким образом, проалагаемый фотоэлектрический преобразователь угла пово- рота вала в число позвол ет повысить надежность работы его по сравнению с известным за счет непосредственного определени  номера реперного штриха измерительного диска с радиальным растром . ФормуЛ а изобретени  Фотоэлектрический преобразователь глг поворота вала в число, содержащий орпус, в котором жестко закреплен еподвижный индексный диск с радиальым растром, привод, на валу которого асположен измерительный диск с радильным растром, подвижный индексный иск с радиальным растром, установленый на измер емом валу, иа измерительом , индексных подвижном и неподвижом дисках с рааиальнымн растрами . доолнительно расположены реперные штрихи , на измерительном диске с раанальным растром расйойожено гп реперных штрихов , нанесенных через равные интервалы по всей цлине его окружности, фазовый растровый датчик угла, включающий осветительную и фотоприемную системы, иамеритвльный и неподвижный индексные диски с радиальными растрами, а второй осветительную и фотоприемную систему, измерительный и подвижный индексные диски с рэдиальными растрами, фазовый и реперный выходы каналов первого фазового растрового датчика угла соединены с соответствующими входами блока формирсжани  старт-сигнала, выход которого соединен с управл ющим входом первого дешифратора, выходы которого соединены с соответствующими входами установки в единицу m триггеров, пр мые выходы которых соединены с первыми входами элементов И соответственно, выхйпы которых подключены к соответствующим входам блока сбора импульсов, вЫЧод которого соединен со входом счетчика импульсов , выходы которого подаслючены к соответствующим входам блока аифр| ой индикации, фазовый и реперный выходы второго фазового растрового датчика уг . ла соединены с соответствующими входами блока формировани  стоп-сигнала, выход которого соединен с управл ющим входом второго дешифратора, выходы которого соединены с соответствующими входами установки в ноль пл триггеров, фааовый выход первого фазового растрового датчика угла через блок квантовани  фазы соединен со входом блока задержки счетных импульсов, соответствующие выходы которого соединены совторыми входами элементов И, о т л и ч а и и - с   тем, что, с целью повышени  надежности преобразс зател , на измерительном диске с радиальным растром расположены две кодовые маски, на индексных дисках

с радиальными растрами по одной линии с реперными штрихами размещены щелевые диафрагмы, кодовые выходы первого и второго фазовых растровых датчиков угла соединены с соответствующими ин-

формационными входами первого и второго дешифраторов.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Преснухин Л, Н. и др. Муаровые

растровые датчики положени  и их примеНенке . М., Машиностроение, 1969, хс. 93.

. Авторское свидетельство СССР по за вке J 2778016/18-24,

кл. Q 08 С 9/О6, 07.Об.79 -(прототип).

/V

/

illliill

IIIUll

,

.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Фотоэлектрический преобразователь угле поворота вала в число, содержащий корпус, в котором жестко закреплен неподвижный индексный диск с радиальным растром, привод, на валу которого расположен измерительный диск с радиальным растром, подвижный диск с радиальным растром, ный на измеряемом валу, на ном, индексных подвижном и ном дисках с радиальными растрами . дополнительно расположены реперные штри· индексный установлен— измеритель— неподвиж822117 хи, на измерительном писке с радиальным 'растром расположено m реперных штри- ι хов, нанесенных через равные интервалы по всей длине его окружности, фазовый растровый датчик угла, включающий осветительную и фотоприемную системы, измерительный и неподвижный индексные диски с радиальными растрами, а второй осветительную и фотоприемную систему, измерительный и подвижный индексные диски с радиальными растрами, фазовый и реперный выходы каналов первого фазового растрового датчика угла соединены с соответствующими входами блока формирования старт-сигнала, выход которого соединен с управляющим входом первого дешифратора, выходы которого соединены' с соответствующими входами установки в единицу m триггеров, прямые выходы которых соединены с первыми входами элементов И соответственно, выходы которых подключены к соответствующим входам блока сбора импульсов,. выход которого соединен со входом счетчика импульсов, выходы которого подключены к соответствующим входам блока цифровой индикации, фазовый и реперный выходы второго фазового растрового датчика уг. ла соединены с соответствующими входами блока формирования стоп-сигнала, вы8 ход которого соединен с управляющим входом второго дешифратора, выходы которого соединены с соответствующими входами установки в ноль m триггеров, фаао5 вый выход первого фазового растрового датчика угла через блок квантования фазы соединен со входом блока задержки счетных импульсов, соответствующие выходы которого соединены со'вторыми входа10 ми элементов И, о т л и ч а ю'щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности преобразователя, на измерительном диске с радиальным растром расположены две кодовые маски, на индексных дисках 15 с радиальными растрами по одной линии с реперными штрихами размещены щелевые диафрагмы, кодовые выходы первого и второго фазовых растровых датчиков угла соединены с соответствующими ин20 формационными входами первого и второго дешифраторов.