Преобразователь угла поворота вала в код

 

Изобретение относися к автоматике и вычислительной технике и предназначено для регистрации угловых перемещений объектов в цифровой форме, удобной для визуального наблюдения. Целью изобретения является расширение области применения преобразователя . Для этого в преобразователь, содержащий три диска, чувствительные элементы, два редуктора, два блока формирования сигналов, формирователь импульсов, пороговый элемент, введены шесть чувствительных элементов, два блока формирования сигналов, два формирователя импульсов, диски выполнены с синхронизирующими дорожками, активные участки которых совместно с активными участками, основных и дополнительных дорожек дисков, против которых расположены чувствительные элементы, позволяют получить на выходе значения кода с переменным основанием счисления. При врашении дисков свет от источника проходит через активные участки дорожек дисков и попадает на соответствующие чувствительные элементы. Освещенные и неосвеп1енные чувствительные элементы образуют на своих выходах сигналы, которые поступают на входы блоков формирования сигналов. Управление работой этих блоков осуществляется от чувствительных элементов, расположенных против активных участков синхронизирующих дорожек дисков. В блоках формирования сигналов входные, информационные сигналы преобразуются в сигналы десятичного кода, удобного для визуального считывания. 3 з.п. ф-лы, 6 ил. СЛ to to 4 Со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ .

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11}

t5O 4 Н 03 М 1/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К д ВТОРСН0МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3838964/24-?4 (22) 07.01.85 (46) 07.07.87. Бюл. К ?5 (7?) В.А.Пронин и В.П.Лянгуэов (53) 681.325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 960883, кл. G 08 С 9/06, 1981.

Авторское свидетельстно СССР

¹ 517035, кл. 0 08 С 9/06, 1983. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОЛ (57) Изобретение относися к автоматике и вычислительной технике и предназначено для регистрации угловых перемещений объектов в цифровой форме, удобной для визуального наблюдения.

Целью изобретения является расширение области применения преобразователя. Для этого н преобразователь, содержащий три диска, чувствительные элементы, два редуктора, два блока формирования сигналон, формирователь импульсов, пороговый элемент, введены шесть чувствительных элементов, два блока формирования сигналов, два формирователя импульсов, диски выполнены с синхрониэирующими дорожками, активные участки которых совместно с активными участками основных и дополнительных дорожек дисков, против которых расположены чувствительные элементы, позволяют получить на выходе значения кода с переменным основанием счисления. При вращении дискон свет от источника проходит через активные участки дорожек дисков и попадает на соответствующие чувствительные элементы. Освещенные и неосвещенные чувствительные элементы образуют на своих выходах сигналы, которые поступают на входы блоков формирования сигналов ° Упранление работой этих блоков осуществляется от чувствительных элементов, расположенных протин активных участков синхронизирующих дорожек дисков. В блоках формирования сигналов входные, инфорI мационные сигналы преобразуются в сигналы десятичного кода, удобного для визуального считывания. 3 з,п. ф-Jlbf 6 HJI

1322473

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для регистрации угловых перемещений объектов в, цифровой Аорме, удобной для визуального наблюдения.

Целью изобретения является расширение области применения преобразователя.

На фиг.! приведена блок-схема сое- !0 динения диско. оецукторов, а также расположение чувс.вительных элементов относительно дисков; на фиг.2 электрическая схема преобразователя; на Аиг.3 — выполнение,цисков и расположение чувствительных элементов относительно коцовых дорожек,"„ на фиг,4 — электрическая схема второго блока Аормирования сигналов; на фиг.5 — схема первого блока Аормиро- 20 вания сигналов; на Аиг,6 — схема третьего и четвертого блоков формирования сигналов.

Преобразователь содержит диски

l-3, вал 4, редукторы 5 и 6, чувстви- 2э тельные элементы 7 — 25, пороговый элемент 26, формирователи 27 — 29 импульсов и блоки 30 — 33 формирования сигналов, диски 1 и ? содержат синхронизирующие кодовые дорожки из ак- 30 тивных участков 34 диск 1 содержит дополнительную кодовую дорожку из активных участков 35, диски 1 и 2 со-. держат основные кодовые дорожки из активных участков 36, диск 3 содер- 35 жит синхронизирующую кодовую дорожку из активных участков 37, дополнительные кодовые дорожки из активных участков 38, основную кодовую дорожку из активного участка 39, блоки !О

30 — 33 формирования "игналов содержат соответственно элементы И-НЕ 40

49, 50 — 59 60 — 69 и 70 — 73 и имеют выходы 74 — 83, 84 -- 93., 94 — 103 и 104 — 107 соответственно., кроме того, преобразователь содержит чувствительные элементы 108 †. 112, Диски 1 и 2 соединены редуктором с передаточным отношением 1/И, а диски 2 и 3 — с передаточным отношением g0

1/18. За один оборот диска 3 отсчет осуществляется от 0 до 35. Диск 1 имеет !!/2 чувствительных элементов

21 — 25, установленных против двух . активных участков 36., выполненных с угловыми размерами, определяемыми выражением 3oc - <, - 4с1,, где б, дискретность преобразования этой кодовой дорожки. Дорожка из Й участков

35 имеет един чувствительньш элемент

18, угловые размеры с1,, активных участков 35 равны 1,, где 3 — дискретность преобразования этой дорожки. lувствительные элементы 19 и 20 установлены против синхронизирующей дорожки с активным участком 34, который имеет угловой размер м, равный

10 8,, что обеспечивает различие четного и нечетного значения угла более старшего разряда преобразователя.

Диск ?. имеет чувствительные элементы 16, 17, 108 — 112 и отличается от диска 1 тем, что в нем отсутствует дорожка из активных участков 35 и чувствительный элемент 18.

Диск 3 имеет чувствительные элементы 7 — 10, ll — 15 и выполнен из активных участков 37 с угловыми размерами, равными, из активных участков 38, угловые размеры,, о которых определяются из выражений 2d> с

4dy, ?с! c 4d, rpe d дискретность преобразования этих дорожек, из активного участка 39 с угловым размером, определяемым из выражения и Ы. - 2д, где d — дисZ кретность преобразования этой дорожки. Чувствительные элементы 7 и 8 разнесены вдоль дорожки с участками 37 на расстояние d> и смещены относительно чувствительных элементов 10

" " dq/ .

Количество активных участков 38 определяет переменное основание счисления.

Преобра.зователь работает следующим образом.

При вращении диска 1 на выходе чувствительного элемента 18 сохраняется сигнал логической в пределах прохождения одного из активных участков

35 в зоне действия этого элемента.

Длина участка 35 определяег величину дискрета преобразователя. При наличии сигнала 1 на прямом выходе порогового элемента 26 и "1" на выходе чувствительного элемента 19 или "1" на инверсном выходе элемента 26 и "1" на выходе чувствительного элемента

20 на прямом выходе блока 29 присутствует сигнал логи:.:еской "1", при отсутствии сигналов с чувствительных элементов 19 или 20 на прямом выходе блока 29 Аормируется сигнал логического "0", Аналогично работают блоки 27 и 28.

Сигналы чувствительных элементов

10 — 14 преобразуются в блоке 32 элено, входы которых соединены с невозбужденными чувствительными элементами 11 и 14. Четвертый вход элемента

И-НЕ 68 соединен с выходом элемента

И-НЕ 64 и на него поступает сигнал

"0", запрещая появление сигнала О на выходе элемента И-НЕ 68, поэтому сигнал "0" присутствует только на выходе элемента И-НЕ 64. Таким же образом осуществляется однозначное считывание и в диапазоне углового положео ния вала Π— 10

При всех угловых положениях диска

3 возбуждается один или два чувствительных элемента 10 — 14. Сигнал "О" появляется только на выходе одного из элементов И-НЕ 60 — 69 по описанному алгоритму, В блоке 33 преобразователя при одновременном возбуждении чувствительных элементов 15 и 9 на входах элементов И-HF. 71 — 72 появляется сигнал "i" который в сочетании с сигналом "1" с выхода блока 28 определяет

"О" на выходе элемента И-НЕ 71 или

72. При отсутствии сигнала "!" с выходов чувствительных элементов 15 и

9 на выходах элементов И-НЕ 71 и 72 появляется сигнал "I", который, воздействуя на вторые входы элементов

И-HE 70 и 73, в сочетании с сигналом

"1" с одного из выходов блока 28 определяет "О" на выходе элементов

И-НЕ 70 или 73.

Таким образом, формируются сигналы старшего разряда преобразователя на выходах 104 — 107.

3 13224 ментами И-HF. 60 — 69 в код "I из N", е причем их сигналы определяют основание системы счисления данного разряда. Так, на участке углового положения вала от О до 300 1! = 10 на кажо 5 дой сотне градусов от О до 300

N = б на участке от 300 до 360

Процессы формирования сигналов на выходах 74 — 83 блока 30, выходах

84 — 93 блока 31 и выходах 94 — 103 блока 32 аналогичны. Рассмотрим работу преобразователя на примере работы блока 32.

Если одна из участков 38 находится только против одного из чувстви f5 тельных элементов 10 — 14, например

l2, сигнал "1" поступает на первые входы элементов И-НЕ 65, На выходах всех остальных элементов И-НЕ не присутствует сигнал "1", так как на их входы подаются сигналы О от невозбужденных чувствительных элементов 10, ll, 13 и 14, поэтому и на третьи входы элементов И-HE 64 и 65 подаются сигналы 1 с выходов сосед- g5 них элементов И-HF. 66 и 63.

Если при этом прямой выход блока

27 находится в состоянии "1", то сигнал "1 подается на второй вход четных элементов И-HF. 60 — 69, т.е. и 30 на второй вход элемента И-HF. 64, на выходе которого появляется сигнал

"0", так как на всех его трех входах присутствуют сигналы "1". Если инверсный выход блока 27 находится в состоянии "1", то сигнал "О" появляется на выходе нечетного элемента

И-HF. 65. При повороте диска 3 участки 38 могут оказаться перед двумя соседними чувствительными элементами 40

10 — 14, например 12 и 13, что приводит к появлению сигнала 1 на всех первых входах элементов И-НЕ 62 — 65 блока 3?. На вторые входы элементов

И-HF 60 — 69 сигналы "1" с блока 27 могут быть поданы, например, на элементы И-НЕ 65 и 63. На третий вход элемента И-НЕ 63 поступает сигнал

"1" с элемента И-НЕ 61, вход которого соединен с невозбужденным чувстви-5 тельным элементом 14. Таким образом, на все три выхода элемента И-НЕ 63 поступают сигналы "1" и на его выходе появляется сигнал "О", который, воздействуя на третий вход элемента И-HF. 65, устанавливает на его выходе сигнал "1". При изменении состояния блока 27 сигнал "1" подается на вторые входы элементов И-НЕ 62 и 64.

73 4

На выходе элемента И-HF. 64 появляется "0, так как на его третий вход подается сигнал "1" с выхода элемента И-HF. 66, соединенного входом с невозбужденным чувствительным элементом 11.

При дальнейшем повороте диска 3 в диапазоне угловых положений 350

О участки 38 могут оказаться перед

0 двумя чувствительными элементами IO и 12, что приводит к появлению сигнала "1" на первых входах элементов

И-HF. 64, 65, 68 и 69. На вторые входы этих элементов И-НЕ, связанных с выходами блока 27, сигнал "!" может бить подан одновременно на входы элементов И-HF. например, 64 и 68.

На третьи входы элементов И-HE 64 и

68 поступают сигналы "1" с выходов элементов И-НЕ 66 и 60 соответствен5 )3224

Формула и з о б р е т е н и я

1. Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий первый„ второй и третий диски с основными дорожками, при этом первый диск выполнен

5 с дополнительной дорожкой, а третий диск — с первой дополнительной дорож-. кой, основные и дополнительные дорожки первого и второго дисков выполнены из равномерно чередующихся пассивных и активных участков, угловые размеры активных участков основной и дополнительной дорожек первого диска. равны соответственно 2d,"-ог, «

« 4й, М,= d, где d< — дискретность преобразования основно" ;îðîæêè перваго диска, против основных дорожек первого„ второго и третьего дисков

20 установлена па -- чувствительных эле2 ментов, расположенные с шагом 360/N, где М вЂ” основание системь| счисления, выход первого чувствительного элемента соединен с входом порогового элемента, прямой и инверсный выходы которого соединены с первым и вторым входами соответственна первого блока формирования сигналов, вьгходы N/2 чувствительных элементов, установлен- 30 ных против первого диска., соединены с группой входов первого блока фармирования сигналов, вьгхады второго и третьего чувствительных элементов соединены с первым и вторым входами соответственно первого формирователя импульсов, прямой и инверсный выходы которого соединены с первым и втарг»м входами соответственно второго блока формирования сигналов, группа входов второго блока формирования сигналов соединена с выходами N/2 чувствительньгл элементов, установленных против второго диска, первый и второй, втараи и третин диски кинематически сое- 45 динены между собой первым и вторым соответственно редукторами, передаточное отношение первого редуктора равно l/N, o ò ë H ÷ à þ ù è é ñ ÿ тем, что, с целью расширения области применения преобразо:вателя, в него введены третий и чет:вертый блоки фармирования сигналов, второй и третий формирователи импульсов, девять чувствительных элементов, первый, второй и третий диски выполнены с синхрониэирующими дорожками из pRBHoNep но чередующихся активных и пассивных участков, основная дорожка первого

73 диска выпслнена с двумя активными участками, основная дорожка второго диска выпслнена с двумя активными участками с угловым размером 2d,« ы,«

« 4г),, основная дорожка третьего диска выполнена с одним активньгм участуглавым pa3MepoM d z a «2с1 где d — дискретность преобразования основной дорожки третьего диска, третий диск выполнен с второй дополнительной дорожкой из чередующихся активных и пассивных участков, первый чувствительный элемент установлен против дополнительной дорожки первого диска, активные участки первой и второй дополнительных дорожек третьего диска выполнены с угловыми размерами М « g « 4d, где d

0,1 d, против первой и второй дополнительных дорожек третьего диска расположены соответственно с четвертого па шестой и седьмой чувствительные элементы с шагом 2d, синхронизирующие дорожки первого и второго дисков содержат по одному активному участку с угловым размерам сс,г = 10 d против которых расположены соответственна второй и третий, девятый и десятьгй чувствительные элементы с шагом

d,, которые смещены относительно

2 — чувствигельных элементов основных дорожек соответствующих дисков на (1, — синхранизирующая дорожка третье) го диска:выполнены из двух активных участков = угловым размерам 2, против которой размещены одиннадцатый и двенадцатый чувствительные элементы с шагом г1, смещенные относительно чувствительных элементов первой дополнительной дорожки на — второй с)э

2 редуктор выполнен с передаточным отношением 1/18, выходы девятого и десятого чувствительньгк элементов саедиа»еааа» с первым и вторым входами второго формирователя импульсов, выходы

N — чувствительных элементов установ2

Ф ленньгх против основной дорожки третьего диска, соединены с группой входов третьего блока формирования сигналов, выходы четвертого, пятого, шестого, седьмого и восьмого чувствительных элементов соединены с группой входов четвертого блока формирования сигналов, выходы одиннадцатого и двенадца13?24 того чувствительных элементов соединены с первым и вторым входамй третьего формирователя импульсов, прямой и инверсный выходы порогового элемента соединены с третьим и четвертым входами соответственно первого фоомирователя импульсов, прямой и инверсных выходы первого формирователя импульсов соединены с третьим и четвертым входами соответственно второго 10 формирователя импульсов, прямой и инверсный выходы второго формирователя импульсов соединены с третьим и четвертым входами соответственно третьего формирователя импульсов и первым 15 и вторым входами четвертого блока формирования сигналов, прямой и инверсный выходы третьего формирователя импульсов соединены с первым и вторым входами третьего блока форми- 2р рования сигналов, выходы всех блоков формирования сигналов являются выходами преобразователя.

2. Преобразователь по п.1, о тл и ч а ю шийся тем, что первый, 25 второй и четвертый блоки формирования сигналов содержат по десять элементов И-НЕ, первые входы четных элементов И-НЕ объединены и являются первым входом каждого иэ блоков, пер- 3р вые входы нечетных элементов И-НЕ объединены и являются вторым входом каждого из блоков, вторые входы каждых четного и нечетного элементов

И-НЕ попарно объединены и являются группой входов каждого из блоков, выходы всех элементов И-НЕ янляются выходами каждого из блоков, в каждом

Ф блоке выход первого элемента И-НЕ соединен с третьим входом девятого 40 элемента И-НЕ, выход второго элемен73 8 та И-HF. — с третьим входом четвертого элемента И-НЕ, выход третьего элемента И-HE — с третьим входом первого элемента И-НЕ, выход четвертого элемента И-HF. — с третьим входом шестого элемента И-НЕ, выход пятого элемента И-HE — с третьим входом третьего и четвертым нходом девятого элемента И-НЕ, выход иестого элемента

И-HF. — с третьим входом восьмого элемента И-HF. выход седьмого элемента

И-НŠ— с третьим входом пятого элемента И-HF. выход восьмого элемента

И-HF. — с третьим входом десятого элемента И-HF. выход девятого элемента

И-HF. — с третьим входом седьмого элемента И-HF. выход десятого элемента

И-НŠ— с третьим входом второго и четнертым входом четнертого элементов И-НЕ, 3, Преобразовтель по п.1, о т л ич а ю шийся тем, что третий блок формирования сигналон содержит первый, второй, третий и четвертый элементы И-НЕ, первые входы первого и третьего, второго и четвертого элементов И-НЕ попарно объединены и являются вторым и первым входами блока соответственно, вторые входы третьего и второго элементов И-НЕ являются группой входов блока, выходы второго и третьего элементов И-НЕ соединены с вторыми входами четвертого и первого элементов И-НЕ соответственно.

4. Преобразователь по п.1, о тл и ч а ю шийся тем, что первый, второй и третий формирователи импульсов выполненные на элементах 2-2ИИЛИ с прямым и инверсным ныходами каждый.

1322473!

322473

)322473! 322473

1322473

Составитель М. Сидорова

Редактор И. Николайчук Техред А.Кравчук Корректор С Черни

Заказ ?878/55

Тираж 901 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4