Фотоэлектрический преобразователь угла поворота вала в код

 

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и предназначено для использования в преобразователях угловых перемещений в цифровой код. Для повышення технологичности и точности, в преобразователе , содержащем излучатели 9,10, фотоприемники 11,12, индикаторный и измерительный диски 1,5, блок 13 обработки сигналов, диафрагмирующий элемент 3 индикаторного диска и кольцевая дорожка 7 измерительного KI 8 § (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (дц 4 H 03 М 1/24

3CKC68935l Я

;,„13

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMY СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ Ю,". ч. Тс11 4

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21), 3902635/24-24 (22) 31.05,85 (46) 23.05.87. Бюл. 11 19 (71) Омский политехнический институт (72) А,В.Бубнов, В.Н.Зажирко, А.М.Сутормин, В.Г.Кавко и С.А.Барский (53) 681.325 (088.8) (56) Фотоэлектрические преобразователи информации./Под ред. Л.Преснухина. М.: Машиностроение, 1974, с,175-180.

Авторское свидетельство СССР

У 1043709, кл. Н 03 М 1/26, 1981.

„„SU„„13127 4 А1 (54) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД (57) Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и предназначено для использования в преобразователях угловых перемещений в цифровой код. Для повышения технологичности и точности, в преобразователе, содержащем излучатели

9,10, фотоприемники ll 12, индикаторный и измерительный диски 1,5, блок

13 обработки сигналов, диафрагмирующий элемент 3 индикаторного диска и кольцевая дорожка 7 измерительного.1312734 диска 5 выполнены в виде концентрических окружностей, излучатель 9 соединен оптически через диафрагмирующий элемент 2 и дорожку 6 индикаторного и измерительного дисков

1,5 с фотоприемником 11 а блок 13 обработки сигналов выполнен на компараторе 14 и счетчике 15. При вращении измерительного диска 5 световые потоки излучателей 9 и 10 моделируются диафрагмирующими элементами

2,3 индикаторного диска 1, растровой и кольцевой дорожками 6,7 измерительного диска 5 и поступают на фотоприемники 11,12. На выходе фотоприемника 11 формируется информационный сиг- . нал, в состав которого может входить погрешность, обусловленная эксцентриситетом измерительного диска 5.

Для ее компенсации на выходе фотопри 1

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для использования в преобразователях угловых перемещений в цифровой код.

Целью изобретения является повышение технологичности и точности преобразователя, На фиг.l представлена структурная схема преобразователя; на фиг.2 диаграммы, поясняющие работу преобразователя.

Преобразователь содержит индикаторный диск 1 с диафрагмирующими элементами 2 и 3, установленный в корпусе 4, измерительный диск 5 с растровой 6 и кольцевой 7 дорожками, вал 8, излучатели 9 и 10, фотоприемники 11 и 12, блок 13 обработки сигналов, содержащий компаратор

l4 и счетчик 15.

На фиг.2 обозначены: сигнал 16 с выхода фотоприемника 11 сигналы

17 с выхода фотоприемника 12 и сигналы 18 с выхода компаратора 14, Преобразователь работает следующим образом, Промодулированный с помощью диафрагмирующего элемента 2 и дорожки

6 световой поток от излучателя 9 по5

30 емника 12, соединенного с излучателем 10 через элемент 3 и кольцевую дорожку 7 измерительного и индикаторного дисков, формируется компенсирующий сигнал, который подается на опорный вход компаратора 14 блока 13 обработки сигналов ° На информационный вход компаратора 14 подается информационный сигнал. При эксцентриситете амплитуда компенсирующего сигнала меняется в зависимости от угла поворота вала 8, соединенного с измерительным диском 5, и величины эксцентриситета, На выходе компаратора

14 формируются сигналы, практически свободные от погрешности эксцентриситета, которые просчитываются счетчиком 15, формирующим на выходе код, пропорциональный углу поворОта вала.

2 ил, 2 падает на фотоприемник 11, на выходе которого появляется пилообразный сигнал 16, несущий информацию об изменении угла с поворота вала 8, В результате возможного эксцентриситета диска 5 в информационном сигнале

16 возникает фазовая погрешность.

Для ее устранения выходной сигнал фотоприемника 11 подается на вход компаратора 14 блока 13, где сравнивается с компенсирующим сигналом 17, формирующимся на выходе фотоприемника 12 за счет модуляции светового потока от излучателя 11 с помощью элемента 3 и дорожки 7.

На выходе компаратора 14 формируется последовательность импульсов

18, расположение фронтов которых определяется моментами равенства сигналов 16 и 17 при этом компенсирующий фазовый сдвиг формируется таким образом, чтобы расположение передних фронтов получаемой последовательности импульсов совпадало с расположением передних фронтов последовательности импульсов 18 при отсутствии эксцентриситета диска 5, С выхода компаратора 14 импульсы 18 поступают на вход счетчика 15, на выходе которого формируется значение кода, 12734 4

f5 го

45

3 13 пропорциональное углу поворота вала

8. При использовании счетчика импульсов, работающего по переднему фронту импульсов (например, серии К155ИЕ7), в выходном сигнале преобразователя будет отсутствовать фазовая погрешность, определяемая эксцентриситетом установки подвижного диска 5.

Выходные сигналы 16 и 17 фотоприемников 11 и 12 поступают на входы компаратора 14. В момент равенства сигналов формируется фронт выходного импульса 18 компаратора,14. При отсутствии компенсирующего сигиала и

0 формируется последовательность импульсов 18, расположение фронтов которых определяется моментами равенства сигнала 1 6 фотоприемника

11 и опорного сигнала 17 напряжеU нием U = †. -, При этом передний о 2 фронт импульсов 18 формируется при значениях угла п Ыо, где и изменяется

2п от 0 до N oL = †вЂ, N - число меток дорожки 6.

Появление эксцентриситета вызывает смещение фронтов (определяемых моментами равенства сигнала 16 и опорного напряжения 17 ) последовательности импульсов 19 и появление фаэовой погрешности измерения дс(=

= d aind. Для устранения погрешности на вход компаратора 14 поступает компенсирующий сигнал 17, который вызывает изменение порога срабатывания компаратора 14 таким образом, чтобы расположение передних фронтов импульсов 19 совпадало с расположением передних фронтов импульсов 18.

В этом случае при использовании счетчика 15, работающего по переднему фронту импульсов 18-20,уменьшается погрешность, обусловленная эксцентриситетом. тельного диска 5 ° Использование индикаторного диска 1, выполненного с диафрагмирующими элементами 2 и 3, аналогичными выполнению растровой дорожке 6 и кольцевой дорожке 7 измерительного диска 5 (фиг.1), позволяет повысить технологичность преобразователя эа счет однотипности используемых дисков и возможности тем самым их взаимозаменяемости.

Фо р мул а и з о б р е те н и я

Фотоэлектрический преобраэователь угла поворота вала в код, содержащий первый и второй излучатели, разнесенные в пространстве на 90, первый излучатель через диафрагмирующий элемент индикаторного диска, установленного в корпусе, и кольцевую дорожку измерительного диска, соединенного с валом, оптически соединен с первым фотоприемником, измерительный диск выполнен с растровой дорожкой, второй фотоприемник, выходы первого и второго фотоприемников соединены с входами блока обработки сигналов, отличающийся тем, что, с,делью повьппения технологич,ности и точности преобразователя, в нем блок обработки сигналов выполнен из компаратора и счетчика, а кольцевая до( рожка измерительного диска выполнена концентрично растровой дорожке, диафрагмирующий элемент индикаторного диска выполнен в виде кольцевой дорожки, а на индикаторном диске нанесена растровая дорожка, соосная растровой дорожке измерительного диска, второй излучатель оптически соединен через растровые дорожки индикаторного и измерительного дисков с вторым фотоприемником, информационный вход компаратора соединен с выТаким образом, использование компенсирующего сигнала 17 с выхода фотоприемника 12 позволяет снизить погрешность преобразователя, обусловленную эксцентриситетом f. измери1 ходом. второго фотоприемника, опорный вход компаратора соединен с выходом первого фотоприемника, выход компаратора соединен с входом счетчика, выход которого является выходом преобразователя.

1312734

Фиг.2

Составитель Е.Бударина

Редактор А,шандор Техред Л.Олейник, Корректор Г. Решетник

Закаэ 1979/56 Тирам 902 Подписное

ВИИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Проиэводственно-полиграфическое предприятие, г.умгород, ул.Проектная, 4