SU959122A1 - Shaft angle-to-code photoelectric transducer - Google Patents
Shaft angle-to-code photoelectric transducer Download PDFInfo
- Publication number
- SU959122A1 SU959122A1 SU813235779A SU3235779A SU959122A1 SU 959122 A1 SU959122 A1 SU 959122A1 SU 813235779 A SU813235779 A SU 813235779A SU 3235779 A SU3235779 A SU 3235779A SU 959122 A1 SU959122 A1 SU 959122A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- code
- inputs
- bits
- outputs
- gre
- Prior art date
Links
Landscapes
- Optical Transform (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Description
(54) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА (54) PHOTO-ELECTRICAL ANGLE CONVERTER
1one
Изобретение относитс к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в цифровых след щих системах, системах цифрового управлени объектами, содержащих ЦВМ.The invention relates to automation and computer technology and can be used in digital servo systems, digital object control systems containing digital computers.
Известны фотоэлектрические преобразователи угол - код, основанные на считывании кода с диска, оцифрованного в соответствующем коде, получивщие широкое распространение в технике 1.Known photoelectric converters angle - code, based on the reading of the code from the disk, digitized in the corresponding code, widely used in the technique 1.
Один из известных преобразователей содержит закрепленный на валу кодовый диск, оцифрованный в коде Гре , индексный диск со щелевыми диафрагмами, закрепленный жестко в корпусе, осветительную и фотосчитывающую системы, оптически св занные через сопр жени разр дных дорожек и щелевых диафрагм кодового и индексного дисков. Код Гре используетс в нем дл устранени ощибки от неоднозначности считывани , так как относитс к классу однопеременных кодов 2.One of the known transducers contains a code disk fixed on the shaft, digitized in the Gre code, an index disk with slit diaphragms fixed rigidly in the housing, an illumination and photo-reading systems optically connected through conjugations of the discharge tracks and slit diaphragms of the code and index disks. The Gre code is used in it to eliminate the error from reading ambiguity, since it belongs to the class of single-variable codes 2.
Недостатками преобразовател вл ютс большие его габариты и удвоенное количество фотоэлементов из-за использованн двух кодовых дорожек на каждый разр д, ПОВОРОТА ВАЛА В КОДThe disadvantages of the converter are its large dimensions and twice the number of photocells due to the use of two code tracks for each bit, the rotation of the shaft to the code
жесткий допуск на угловой перекос линии считывани кода (ЛСК), который должен превышать 1/4 дискреты дорожки младшего разр да.tight tolerance for the angular misalignment of the code reading line (LSC), which must exceed 1/4 of the low-order tracks.
Другой известный преобразователь со держит два кодовых диска, жестко закрепленных на валу и оцифрованных в коде Гре , два индексных диска со щелевыми диафрагмами, осветительную и две фотосчитывающих системы 3.Another known converter contains two code disks fixed on the shaft and digitized in the Gre code, two index disks with slit diaphragms, an illumination and two photo-reading systems 3.
10 Недостатками данного преобразовател вл ютс усложнение конструкции из-за наличи двух кодовых и двух индексных дисков, сложность сборки и юстировки преобразовател , так как допуск на рассогласование двух ЛСК не должен превышать 10 The disadvantages of this converter are the complexity of the design due to the presence of two code and two index disks, the complexity of assembly and adjustment of the converter, since the tolerance for the mismatch of two BSCs must not exceed
15 1/4 дискреты дорожки младшего разр да. Наиболее близким к предлагаемому вл етс фотоэлектрический преобразователь угол - код, содержащий закрепленный на валу кодовой диск, оцифрованный в коде15 1/4 increments of low-order track. The closest to the proposed is a photoelectric angle converter - a code containing a code disk fixed to the shaft, digitized in code
20 Гре , ин дексный. диск со щелевыми диафрагмами , закрепленный жестко в корпусе, осветительную систел у, состо щую из импульсного источника излучени , и фотосчитывающую систему, состо щую из фотоэлементов , усилителей и устройства стабилизации порога срабатывани усилителей, системы, оптически св занные через сопр жение разр дных дорожек и щелевых диафрагм кодового и индексного дисков, преобразователь кода Гре в двоичный арифметический код, подключенный к выходам фотосчитывающей системы, блок управлени считыванием, блок считывани из ключевых элементов, осуществл ющих съем двоичного арифметического кода с преобровател кода Гре и двоичный арифметический код, управл ющие входы которых подключены к одному выходу блока управлени считыванием , другой выход которого подключен к управл ющему вхЬду осветительной системы 4.20 Gre, in-dex. a disk with a slit diaphragm fixed rigidly in the housing, an illumination system consisting of a pulsed radiation source, and a photo-reading system consisting of photo cells, amplifiers and a device for stabilizing the threshold of amplifiers, systems optically coupled through the junction of discharge tracks and slit diaphragms of the code and index disks, the Gre code converter to the binary arithmetic code connected to the outputs of the photo-reading system, the read control block, the key reader cops carried constituent removal binary arithmetic code preobrovatel a Gray code and binary arithmetic code, control inputs of which are connected to one output read control unit, another output of which is connected to the control system 4 vhdu lighting.
Недостатками известного преобразовател вл ютс жесткий допуск на ошибди изготовлени рисунка кодового диска, ошибки , вносимые эксцентриситетом дисков Относительно оси вращени , конечной щириной щели диафрагмы, вариаций параметров осветительной и фотосчитывающей систем св занные с тем, что максимальна величина углового перекоса линий считывани кода не должна превыщать 1/4 дискреты дорожки младшего разр да, необходимость использовани мощного источника излучени или фотосчитывающих элементов повышенной чувствительности из-за того, что в старших разр дах ширина щели диафрагмы не должна превыщать 1/4 ширины дискрета младшего разр да кода Гре , что приводит к усложнению преобразовател и снижению его надежности.The disadvantages of the known converter are the tight tolerance for errors in the production of the code disk pattern, the errors introduced by the eccentricity of the discs. 1/4 track increments of the lower bit, the need to use a powerful radiation source or photo reading elements of increased sensitivity due to the fact that in the high-order bits the width of the aperture gap should not exceed 1/4 the width of the discrete bit of the lower bit of the Gre code, which leads to the complication of the converter and the decrease in its reliability.
Цель изобретени - повышение точности и надежности работы фотоэлектрического преобразовател и упрощение технологии изготовлени , сборки и эксплуатации.The purpose of the invention is to improve the accuracy and reliability of the photovoltaic converter and simplify the technology of manufacture, assembly and operation.
Поставленна цель достигаетс тем, что в фотоэлектрический преобразователь угла поворота вала в код, содержащий последовательно расположенные осветительную систему, закрепленный -«на входном валу кодовый диск с кодом Гре , индексный диск со щелевыми диафрагмами, закрепленный жестко в корпусе, шотоприемную систему, одни из выходов которой соединены со входами блока прербразовани старших разр дов кода Гре в двоичный код, блок управлени , один выход которого соединен с управл ющим входом осветительной системы, другой - с управл ющим входом блока считывани , введены блок преобразовани младших разр дов кода Гре в двоичный код, блок согласовани отсчетов и сумматор, причем фотоприемна система выполнена из (q + ш - 1) фотоприемников младших разр дов, которые размещены против дорожек с большим радиусом, п - q - m + 1 фотоприемников старших разр дов, которые размещены против дорожек с меньшим радиусом , и согласующий фотрприемник, который размещен против дорожки младшего (п - q - ш -ь 2) -го разр да, выходы фотоприемников Младших разр дов фотосчитывающей системы подключены ко входам блока преобразовани младщих разр дов кода Гре в двоичный код, выходы которого соединены с одними входами блока считывани , ш-1 выходов фотоприемников младших разр дов фотосчитывающей системы подключен к соответствующим входам блока преобразовани старших разр дов кода Гре в двоичный код, ш выходов которого и m выходов блока преобразовани младших разр дов кода Гре в двричный код соединены через блок согласовани отсчетов с одними входами сумматора, другие входы которого соединены с п-q-ш выходами блока преобразовани старших разр дов кода Гре в двоичный код, а выходы сумматора соединены с другими входами блока считывани ,The goal is achieved by the fact that, in a photoelectric converter, the angle of rotation of the shaft into a code containing successive lighting systems, fixed — on the input shaft — code disk with Gre code, index disk with slot diaphragms, fixed rigidly in the housing, shot-receiving system, one of the outputs which is connected to the inputs of the block of conversion of the higher bits of the Gray code into a binary code, the control unit, one output of which is connected to the control input of the lighting system, the other to the control input ode reading block, entered the conversion unit of the lower bits of the code Gre to the binary code, the block matching the samples and the adder, and the photoreceiver system is made of (q + w - 1) photodetectors of the younger bits that are placed against the tracks with a large radius, n - q - m + 1 high-resolution photo-receivers, which are placed against tracks with a smaller radius, and a matching photo-receiver, which is placed against the younger (n-q-w-2) track, and the photo-receivers of the low-resolution photoreceiver are connected to log in The am low bit code conversion unit of the Gre code into a binary code, the outputs of which are connected to one input of the readout block, w-1 outputs of the photodetectors of the lower bits of the photo reading system is connected to the corresponding inputs of the conversion unit of the higher bits of the Gre code into a binary code whose w outputs and The m outputs of the conversion unit of the lower bits of the Gre code to the binary code are connected via the matching unit of the samples to one of the inputs of the adder, the other inputs of which are connected to the p-q-w outputs of the conversion unit of the higher p sp rows Gre code into a binary code, and the adder outputs are connected to the other inputs of the read unit
где п - количество разр дов преобразовател ;where n is the number of bits of the converter;
q + m - количество младших разр дов кода Гре , подключенных ко входам преобразовател младших разр дов Гре в двоичный код;q + m is the number of low bits of the Gre code that are connected to the inputs of the Converter of the lower digits of Gre to binary code;
п-q - количество старших разр дов кода Гре подключенных ко входам преобразовател старших разр дов кода Гре в двоичный код;pq is the number of high bits of the Gre code connected to the inputs of the converter of the higher bits of the Gre code to binary code;
ш-1 - количество разр дов кода Гре , подключенных параллельно ко входам обоих преобразователей кода Гре в двоичный код.w-1 is the number of bits of the Gre code connected in parallel to the inputs of both converters of the Gre code to the binary code.
Кроме того, в фотоэлектрическом преобразователе блок согласовани ртсчетов выполнен из двух элементов И и сумматора, пр мые выходы старшего разр да и разр да перевыполнени сумматора соединены со входами одного элемента И, а инверсные выходы подключены ко входам другого элемента И, выходы элементов И соединены с выходными клеммами блока согласовани отсчетов, а выходы сумматора соединены с входными клеммами блока согласовани отсчетов.In addition, in the photoelectric converter, the rcount matching unit is made of two AND elements and an adder; the output terminals of the sample matching unit, and the outputs of the adder are connected to the input terminals of the sample matching unit.
На фиг. 1 представлена структурна схема предлагаемого изобретени ; на фиг. 2 структурна схема выполнени блока согласовани младших и старших разр дов.FIG. 1 is a schematic diagram of the present invention; in fig. 2 is a block diagram of the implementation of the block matching the younger and older bits.
Преобразователь содержит корпус 1, вал 2, кодовый диск 3, индексный диск 4, осветительную 5 и фотосчитывающую 6 системы , преобразователи младших 7 и старших 8 разр дов кода Гре в двоичный арифметический код, блок 9 управлени считыванием , блок- 10 согласовани отсчетов, сумматор 11, блок считывани 12.The converter includes a housing 1, a shaft 2, a code disk 3, an index disk 4, an illumination 5 and a photo-reading 6 system, converters of the lower 7 and higher 8 bits of the Gray code into a binary arithmetic code, a read control block 9, a block of 10 sample matching, an adder 11, reading unit 12.
Блок согласовани 10 отсчетов содержит сумматор 13, элементы 14 и 15 И.The block of matching 10 samples contains an adder 13, elements 14 and 15 I.
Преобразователь выполнен следующим образом.The Converter is made as follows.
В корпусе 1 размещены осветительна 5 и фотосчитывающа 6 системы, оптически св занные рисунком кодового диска 3, посаженного на вал 2, и рисунком щелевых диафрагм индексного диска 4, жестко закрепленного в корпусе 1. Кодовый рисунок, а проще кодова маска диска 3 оцифрована п-разр дным кодом Гре и состоит из п кодовых дорожек.In case 1, there are illuminating 5 and photo-reading 6 systems, optically connected by a picture of a code disk 3, mounted on shaft 2, and a picture of slotted diaphragms of an index disk 4, rigidly fixed in case 1. A code picture, and simpler a disk code mask 3, is digitized GRA code and consists of n code tracks.
Младшие разр ды расположены на дорожках с больщим радиусом, а старщие с меньшим радиусом.Younger bits are located on tracks with a large radius, and seniors with a smaller radius.
Маска индексного диска 4 состоит из п щелевых диафрагм, которые нанесены на средних радиусах в соответствии с кодовым диском 3.The mask of the index disk 4 consists of n slit diaphragms, which are applied on medium radii in accordance with the code disk 3.
Выходы g + младших разр дов фотосчитывающей 6 системы подключены к младшим разр дам преобразовател 7 кода Гре . Выходы п - q старщих разр дов фотосчитывающей 6 системы подключены ко входам преобразовател 8 кода Гре .The outputs of the g + low bits of the photo-reading 6 system are connected to the lower bits of the converter of the 7 Gre code. The outputs n - q of the most significant bits of the photo-reading 6 system are connected to the inputs of the converter 8 of the Gre code.
Выходы m старщих разр дов преобразовател 7 кода Гре и ш младщих разр дов преобразовател 8 кода Гре подключены ко входам блока 10 согласовани младших и старщих разр дов, выходы которого подключены к одним входам .сумматора 11, другие входы которого подключены к выходам п - q - ш старших разр дов преобразовател 8 кода Гре . Выходы преобразовател 7 кода Гре подключены к q -Ь m входам блока 12 считывани .The outputs m of the high bits of the converter 7 of the Gre code and the low bits of the converter of the 8 Gre code are connected to the inputs of the low and high bits matching unit 10, the outputs of which are connected to the same inputs of the accumulator 11, the other inputs of which are connected to the outputs W senior bits converter 8 Gre code. The outputs of the transducer 7 of the Gre code are connected to the q –b m inputs of the readout unit 12.
Выходы сумматора 11 подключены к остальным п - q - m входам блока 12 считывани .The outputs of the adder 11 are connected to the remaining n - q - m inputs of the readout unit 12.
Один вход блока 9 управлени считыванием подключен к управл ющему входу осветительной системы 5. Другой вь1ход последнего подсоединен к управл ющему входу блока 12 считывани выходного двоичного арифметического кода.One input of the read control block 9 is connected to the control input of the lighting system 5. Another turn of the latter is connected to the control input of the block 12 of the output binary output arithmetic code.
Блок 10 согласовани отсчетов кода выполнен из сумматора 13, одни входы которого подключены пр мым выходам преобразовател 7 кода Гре , другие - к инверсным выходам преобразовател 8 кода Гре . Пр мые выходы старшего разр да и разр да переполнени РП, сумматора 13 подключены ко входам элемента И 14, а инверсные выходы Sm и РЯ, сумматора 13 подключены ко входам элемента И 15.The code sample matching unit 10 is made of an adder 13, some of the inputs of which are connected to the direct outputs of the converter of the 7 Gre code, and others to the inverse outputs of the converter of the Gre 8 code. The direct outputs of the higher order and the overflow of the RP, the adder 13 are connected to the inputs of the And 14 element, and the inverse outputs of Sm and OC, the adder 13 are connected to the inputs of the And 15 element.
Преобразователь работает следующим образом.The Converter operates as follows.
При запросе системы о состо нии положени вала, с блока 9 управлени считыванием подаетс импульс на осветительную систему 5, котора формирует импульс излучени , освещающий часть кодового диска 3, расположенную напротив щелевых диафрагм индексного диода 4. С выходовWhen the system requests the status of the shaft position, from the read control block 9, a pulse is supplied to the illumination system 5, which generates a radiation pulse illuminating the part of the code disk 3 opposite the slot diaphragms of the index diode 4. From the outputs
фотосчитывающей системы б снимаютс сигналЪ п-разр дного параллельного кода Гре , поступающих на преобразователи 7 и 8 кода Гре в двоичный арифметический код. Причем сигналы младших разр довThe photo-reading system b is used to remove the signal of an n-bit parallel code Gre, coming to the converters 7 and 8 of the Gre code in the binary arithmetic code. Moreover, the signals of younger bits
5 кода с И-го до (п - q - m +2) -го подаютс на преобразователь 7, со старших, начина с (п - q) -го на преобразователь 8.5 codes from the I-th to (n - q - m +2) -th are fed to the converter 7, from the older ones, starting from (n - q) -th to the converter 8.
С выходов преобразователей 7 и 8 снимаютс (q + ш)- и (п - q)-разр дные двоичQ ные арифметические коды. Дискретности старших разр дов кода преобразовател 7 и m младших разр дов кода преобразовател 8 совпадают, что необходимо дл выполнени операции согласовани кодов преобразователей 7 и 8 кода Гре в блоке 10, .The (q + sh) - and (n - q) -discharge binary arithmetic codes are removed from the outputs of transducers 7 and 8. The resolutions of the upper bits of the converter code 7 and the lower bits of the code of the converter 8 match, which is necessary to perform the operation of matching the codes of converters 7 and 8 of the Gre code in block 10,.
5 в котором указанные разр ды сравниваютс , в случае рассогласовани кодов сопоставл емых разр дов на его выходах по вл етс единичный сигнал либо на одном, либо на другом его выходах в зависимости от знака рассогласовани , св занных соответственно с суммирующим и вычитающим входами сумматора 11, в котором происходит коррекци кода п - q - ш старших разр дов преобразовател 8 путем прибавлени или вычитани 1, сформированный на соответствующих выходах блока 10.5 in which these bits are compared, in case of a mismatch between the codes of the matching bits, a single signal appears on its outputs either on one or the other of its outputs, depending on the error sign, associated respectively with the summing and subtracting inputs of the adder 11, in which correction of the code n - q - w of the higher bits of the converter 8 occurs by adding or subtracting 1, formed on the corresponding outputs of the block 10.
Через врем , необходимое дл окончани переходных процессов в преобразовател х 7 и 8 кода Гре в двоичный арифметический код, блоке 10 согласовани отсчетов кода и сумматоре 11, с выхода блока 9 управлени After the time required for the termination of transients in the converters 7 and 8 of the Gre code to the binary arithmetic code, block 10, matching the code samples and the adder 11, from the output of control block 9
0 считыванием снимаетс разрешающий импульс , поступающий на управл ющий вход блока 12 считывани , на другие входы которого подаютс выходной (m + q)-разр дный двоичный арифметический код преобразовател 7 кода Гре и выходной (п - - q т)-разр дный код сумматора 11.0, the read pulse is removed, which is fed to the control input of read unit 12, to the other inputs of which the output (m + q) -bit binary arithmetic code of the converter 7 of the gray code and the output (n - qt) -digit code of the adder are supplied eleven.
В результате на выход поступает п-разр дный параллельнный двоичный арифметический код, ш -Ь q младших разр дов которого представл ют собой выходной кодAs a result, an n-bit parallel binary arithmetic code arrives at the output, w-l q whose lower-order bits are the output code
0 преобразовател 7 кода Гре , an - m- q старщих разр дов - скорректированный выходной код старщих разр дов преобразовател 8 кода Гре .0 converter 7 Gre code, an - m- q high bits - the corrected output code of high bits of the 8 Gra code converter.
Такое выполнение преобразовател обеспечивает повышение надежиости преобразовател , котора достигаетс за счет того, что ошибка преобразовател определ етс только (q + т) разр дами, дорожки которых размещены на внешних радиусах от R до . Поэтому величины составл ющихSuch an embodiment of the converter provides an increase in the reliability of the converter, which is achieved due to the fact that the error of the converter is determined only by (q + m) bits, the tracks of which are placed on the outer radii from R to. Therefore, the magnitudes of the components
д ошибки, завис щих от величины радиуса численно меньше, чем в известных преобразовател х .The errors depending on the radius are numerically smaller than in the known converters.
Таким образом, использование раздельного преобразовани младших и старших разр дов кода Гре , считываемого с кодовой маски в двоичный арифметический код позвол ет без увеличени габаритов повысить примерно в два-три раза точность и надежность работы преобразовател и снизитьThus, the use of separate conversion of the lower and higher bits of the Gre code read from a code mask to a binary arithmetic code allows, without increasing the overall dimensions, to increase the accuracy and reliability of the converter operation by two to three times and reduce
требовани к изготовлению, сборке и услови м эксплуатации, а выполнение блока согласовани младших и старших разр дов в виде сумматора и двух элементов И позвол ет повысить уровень унификации используемых элементов в его электронной части.the requirements for the manufacture, assembly, and operating conditions, and the implementation of the unit for matching the younger and senior bits in the form of an adder and two AND elements allows an increase in the level of unification of the elements used in its electronic part.
Экономический эффект от использовани преобразовател определ етс его техническим преимуществом по сравнению с прототипом и составл ет не менее тыс. руб. в год при объеме использовани в народном хоз йстве преобразователей пор дка ста штук.The economic effect from the use of the converter is determined by its technical advantage over the prototype and is not less than thousand rubles. per year with the use of converters in the national economy of the order of a hundred pieces.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU813235779A SU959122A1 (en) | 1981-01-14 | 1981-01-14 | Shaft angle-to-code photoelectric transducer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU813235779A SU959122A1 (en) | 1981-01-14 | 1981-01-14 | Shaft angle-to-code photoelectric transducer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU959122A1 true SU959122A1 (en) | 1982-09-15 |
Family
ID=20938629
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU813235779A SU959122A1 (en) | 1981-01-14 | 1981-01-14 | Shaft angle-to-code photoelectric transducer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU959122A1 (en) |
-
1981
- 1981-01-14 SU SU813235779A patent/SU959122A1/en active
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4945231A (en) | Compound rotary encoder for detecting the rotation angle and the number of rotations of a rotor shaft | |
| US2966671A (en) | Data transformation systems | |
| US3303347A (en) | Plural track shaft angle encoding system using exclusive or logic | |
| SU959122A1 (en) | Shaft angle-to-code photoelectric transducer | |
| US4383317A (en) | Shaft angle encoder having a circuit for synthesizing a skipped track output signal | |
| US4970511A (en) | Method and apparatus for n/(n-x) resolver encoder | |
| US3715722A (en) | Data normalization system | |
| US3196431A (en) | Encoding apparatus | |
| GB869208A (en) | Improvements in or relating to electrical computing devices | |
| US3509562A (en) | Analog to digital encoder | |
| SU1569985A1 (en) | Optoelectronic position-to-number converter | |
| SU661590A1 (en) | Photoelectric shaft angular position-to-code converter | |
| JPS6129176B2 (en) | ||
| US3562739A (en) | Analog to digital converter | |
| JPH01113616A (en) | Position detector | |
| SU809286A1 (en) | Displacement-to-code converter | |
| US3209346A (en) | Optical shaft encoder | |
| SU1200419A1 (en) | Shaft position-to-digital converter | |
| SU652592A1 (en) | Displacement- to-code converter | |
| SU1397902A1 (en) | Device for adding an array of numbers | |
| SU1187270A1 (en) | Travel-to-digital converter | |
| US3576545A (en) | Memory for recording a function of four independent variables | |
| SU541189A1 (en) | Motion to code converter | |
| SU1363462A1 (en) | Displacement-to-code converter | |
| SU1392616A1 (en) | Shaft turning angle-to-code converter |