Устройство для измерения угла поворота вала

 

Нзобретенне относится к измерптельной технике. Цель изобретания - .расширение диапазона нзмеренлл. Вращающийся с постоянной скоростью модулятор 2, выполненный в виде штриховой меры, возбуждает два датчика: неподвижный 4 и подвижньш 5, связанный с контролируемым объектом. Один из штрихов меры отличается от остальных и вызывает появление на выхо ,.де датчиков особых маркированных импульсов . Блок вычисления 12, связанный с датчиками через переключатель 1 О и.амплитудный дискриминатор 11, формирует выходной сигнал как сумму грубого и точного отсчетов угла; Грубый отсчет соответствует временному интервалу между марк1фованными юлпульсами датчиков, точный - усредненному за оборот значению фазового сдвига всех пар импульсов, формируемых датчиками.Блок сравнения 14 сравнивает зььачение грубого отсчета с некоторым предельным значением и осуществляет через переключатель 10 коммутацию сигналов датчиков на входе измерительного канала. Состояние переключателя 10 определяет знак измеряемого угла, который учитывается регистратором 15. 3 ил. (Л

СО1ОЭ СОНЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4122811/24-10 (22) 25. 09, 86 (46) 23. 10. 88. Бюп. Р 39 (72) В. И. Урьяш, Г1. Е. Лазарев и E.Ï. Сабадашевский (53) 681. 325 (088. 8) (56) Автор ское свидетельство ГССР

11 - 1023196, кл, С 01 В 11/26, 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГ1БРВНИЯ УГЛА

ПОВОРОТА ВАЛА (57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения расширение диапазона измерени, . Вращающийся с постоянной скоростью Мо дулятор 2, выполненный в виде штри— ховой меры, возбуждает два датчика: неподвижный 4 и подвижный 5, связанный с контролируемы 1 объектом. Один из штрихов меры отличается от остальных и вызывает появление на выхо.

„„Я0„„1432466 А1

151) 4 G 01 P 13/00, G 0! В 7/30 де датчиков особых маркированных импульсов. Блок вы исления 12, связанный с датчиками через переключатель

10 и амплитудный дискриминатор 11, формирует выходной сигнал как сумму грубого и точного отсчетов угла; Грубый отсчет соответствует временному интервалу между маркированными импульсами датчиков, точный - усредиенноглу за оборот значению фазового сдвига всех пар импульсов, формируемых датчиками. -Блок сравнения 14 сравнивает значение грубого отсчета с некоторым предельным значением и осуществляет через переключатель 10 коммутацию сигналов датчиков на вхо- и де измерительного канала. Состояние переключателя 10 определяет знак измеряемого угла, который учитывается регистратором 15. 3 ил.

143240б

Изобретение относится к измерительной технике,и может быть использовано для измерепня углов понорота вала различных устройств.

Целью изобретения является расширение диапазона измерения.

На фиг, 1 принедена пр«<«гципиальная схема,.устройства; на фиг. 2 схема и диаграммы импульсов, поясняю- Ið щи ;работу устройства при измерении

Я полоя<««тель«<ых углов; на фиг, 3 — то же, при ««змере««ии охр««цательнь<х углов. устройство содеря<ит корпус 1, в которои раэмецены модулятор 2, синхронный,цвигатель 3 и два импульсных датчпка, 1<ая<дый из импульсных датчиков состоит из осветителя и фотоприемника, например, из снетодиода и фо- 20 тодиода. Первый неподвижный датчик 4 укреплен IIB корпусе 1, нторои подвижный датчш< 5 укреплен на поворотной втулке б.

Иодулятор 2 ныполнен в виде периодической штриховой меры, Все штрихи 7 меры «<де««т««чны, кроме одного штриха 8, име<ощего большу<о, чем у других ширину, Оба импульсных датчика сопряя<ены штриховым полем меры.

Поворотная втулка б разиещена соосно модулятору 2 и установлена на контро-лируемый вал 9.

В схеме обработки сигналов датчи кон устройства содержатся переключатель 10, амплитудный дискриминатор

11, блок 12 вычисления, блок 13 усреднения, блок 14 сравнения и регистратор 15.

Выводы импульсных датчиков 4 и 5

10 подключены к входам Н, П переключателя 10 соответственно, выходы перекл<о— чателя 10 Н, П подключены к входу амплитудного дискрии«шатора 11 ° При отсутствии сигнала управления с блока

14 вход Н соединен с выходом Н, а вход П вЂ” с выходом П. При поступлении сигнала управления с блока сравнения и срабатывания переключателя 10 вход

Н соединен с выходом П, а вход П вЂ” с

50 выходом П. Выходы амплитудного дискриминатора 11 соедипены с входами блока 12 нычисления. Один выход блока вы шслепия соединен с блоком 13 усреднения а другой выход соединен с

У

55 блоком 14 сравнения и регистратором

15. Первый выход блока 14 сравнения соединен с регистратором 15 и управляющим входом переключателя 10, а второи выход со входои Сброс бло ка 12 вычисления, Вь<ход блока 13 усреднения соед«шен с регистратором 15

Устройство работает следуюцим образом, Двигатель 3 прпводит во вращение модулятор 2 с постоянной скоростью.

Штрихи модулятора при прохождении в рабочей зоне импульсных датчикон ноэбуждают н них электрические сигналы (импульсы). Импульсы от нсех штрихов периодической меры од«шаковы по своим параметрам, за исключением тех, которые возбуя<дены маркированным штрихом 8. Эти импульсы отличаются от остальных по амплитуде.

В амплитудном дискрим«шаторе 11 происходит раэ,целение потока импульсон по двум капам: по первому каналу следуют все импульсы без исключения простые и маркированные, а по нторому каналу — только маркированные (от штриха 8), Вычислитель состоит из двух каналов. "первый канал построен как счетчик целого ч«<сла импульсов m, посту— пивших с одного из датчиков между маркированными импульсамп, приходящими с неподвижного и подвижного датчиков — канал грубого отсчета (ГО),второй капал построен как измеритель време«н<ь<х интерв чсв между импульсамн, поступаюшимн с неподвижного и подвижно гo датчиков — канал точного отсчета (ТО) .

На фиг. 2 и 3 обозна-ены: Я,„,д— угловая скорость модулятора и ее направление; 4 + (о ) — измеряемые угол поворота вала, совпада<ок<ий (несонпадающий) по направлению с движением модулятора, т. е . пол ожитель.<ь<й (отрицатель«s<«1) угол; Т» + (Т») — временной интервал между двумя маркирован«<ыми импульсами, соответствующий величине <змеряемог време«<«<ые интервалы между импульсами, поочередно поступающими с неподвижного i< подвижного датчиков; временной интервал между двумя а со с едниин импульсами с одноименно го дат.:нка; » — обозначение маркированного импульса.

Выход канала ТО пол ключе н к Or.оку 1 3» а выходе которогс формируется величина

Е =- ---,0

1 (I) и

1432406 где t; — среднее значение временного интер вала;

n — число штрихов периодической меры; временнь»е интервалы между импульсами поочередно поступавшими с неподвижного и подвижного датчиков.

Полученное значение t; поступает на регистратор 15. На выходе канала

ГО фиксируется величина m углов

360 и

Действительное значение измеряемо- 15 го угла определяют по формуле (2) — »»» 1 m + k где К вЂ” коэффициент преобразования (ед. угла/ед. вр емени) .

Одновременно величина m поступает на блок 14 сравнения, где происходит сравнение величины m с заданным числом m Если величина m не превосходит m (ш (m ), это означает, что из- 25 меряемый угол положителен (Q) О).

Начатый маркированным импульсом с неподвижного датчика цикл измерения продолжается и заканчивается обычным порядком, а на регистраторе индицируется знак "+ контролируемого угла.

Если в течение цикла измерения число m превышает величину ш (m> m ), о это будет означать, что измеряемый угол отрицателен. На выходе блока 14 сравнения появляется сигнал, который

35 поступает на переключатель 10 и регистратор 15 ° Одновременно подается команда "Сброс" полученных к этому моменту времени в блоке 12 вычисле40 ния значений (временных интервалов) точного отсчета,, t t По У полученному сигналу переключатель 10 перекрестпо соединяет выходы импульсных датчиков с остальной схемой: выход Н переключателя соединяется с выходом П, а выход П вЂ” с выходом Н, на регистраторе 15 индицируется знак подлежащего измерению угла.

Б этом случае цикл измерения (фиг. 3) начинается маркиров анным импульсом с подвижного датчика 5 и saканчивается по истечении времени Т периода оборота модулятора. На интервале времени Т„, между двумя маркированными импульсами определено значение m ГО угла, а с окончанием последнего временного интервала tn на выходе блока усреднения получено значение точного отсчета t. по формуле (1), которое поступает на регистратор.

Это состояние циклического измере" ния отрицательных углов сохраняется в устройстве до тех пор, пока величина

m в канале ГО в одном из циклов измерения не превь.сит значения m . Это означает, что контролируемьп» угол изменяет знак на противоположный, т,е. становится положительным. Тогда устройство по командам блока 14 сравнения возвращается в начальное состояние »»змерения положительных углов.

Формула изобретения

Устройство для измерения угла по" ворота вала, содержащее корпус, модулятор в виде штриховой меры с приводом, два импульсных датчика, один из которых укреплен на корпусе, а другой — на поворотной втулке, сочленяемой с контролируемым валом, последовательно соединенные амплитудный дискриминатор и блок вычисления, первый выход которого соединен с регистратором непосредственно, а второй через блок усреднения, о т л и ч а— ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона измерения,в:него введены переключатель и блок сравнения, выходы импульсных датчиков подключены к входам переключателя, выходы которого соединень» с входами амплитудного дискриминатора, блок сравнения входом соединен с первым выходом блока вычисления, первым выходом — с управляющими входами переключателя и регистратора, а вторым выходом - с входом "Сброс" блока вычисления.

143240á

Составитель 11,Журавлев

Редактор О,Головач Техред ° Кравчук КорректорБ.Романенко

Заказ 5418/Зб Тираж 847 Подписное

2!!ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород„ ул. Проектная, 4