Устройство для определения направления вращения

 

ОП ИСАЫИЕ

ИЗОБРЕТЕЫ ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (») 525049 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 04.04.75 (21) 2124750/24 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 15.08.76.Бюллетень № 30 (45) Дата опубликования описания 03.12.76 (51) М. Кл.

&O1 P 13/02

Гоаударстееннмй немнтет

CONT& MNHNCTpOS СССР ее делам нзабретеннй н еткрытнй

РД) УДК 681.325 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. М. Матюхов и P. P. Санадзе (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРАВЛЕНИЯ

ВРАЩЕНИЯ

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано для определения направления вращения (перемещения) преобразователя, жестко скрепленного с валом или контролируемым объектом, для определения момента реверса контролируемого объекта и для определения знака производной величины, преобразуемой в перемещение или угол поворота. 10

Известно устройство определения момента реверса вращающегося вала, содержащее несколько пар фотодатчиков, размещенных по всему периметру задающей системы, усилители, собирательную схему, реле и триг- 15 ер М.

Однако известное устройство требует большого количества фотодатчиков, так как общая последовательность задействования фотодатчиков при прямом и обратном враше- З1 нии не меняется (...1, 2, 1, 2, 1, 2, 1...), то при уменьшении промежутков между парами фотодатчиков, в случае необходимости получения высокой точности определения момента реверса вала, возможны сбои в ра- m

2 боте устройства за счет влияния сигнала фотодатчика соседней пары..Повышения точности при увеличении пар фотодатчиков можно достигнуть и без уменьшения промежутков между парами, но это приводит к увеличению общих габаритов устройства.

Вместе с тем имеет место значительная максимальная ошибка определения момента реВерса этим устройством, равная двум шагам квантования.

Наиболее близким техническим решением к данному является устройство для определения направлении вращения, содержащее диск с шелевыми отверстиями, три фотодатчика, соединенных с формироьателями электрических сигналов, триггеры и элементы

И (2).

Однако известное устройство имеет значительную величину максимальной ошибки определения реаерса, iбусловленную тем, что для ликвидации неоднозначности задействования датчиков используются промежутки между ними, кроме того, информация об изменении направления вращения при реверсе в момент задействования среднего датчика

Выдается только после прихода сигналов со

Всех трех датчиков.

С пелью повышения достоверности информации за счет уменьшении максимальной ошибки определения момента реверса в пред- 5 лагаемое устройство введены элементы НЕ Т, прямые входы которых соединены с выходами соответствующих формирователей электрических сигналов, а инверсные входы первого и второго элементов НЕТ соединены с выхо- ц дами соответственно второго и третьего формирователей электрических сигналов, инверсный вход третьего элемента HET соединен с выходом первого формирователя электрических сигналов, выходы каждого уь элемента НЕТ соединены с единичным входом соответствующего триггера и с одним из входов элементов И, выход первого триггера соединен с нулевым входом третьего триггера и с другим входом соответст- М вуюшего элемента И, выходы второго и третьего триггера соединены соответственно с нулевыми входами первого и второго триггеров и с другими входами первого и второго элементов И„выходы последних 25 объединены:,а датчики расположены ступенчато по длине шага.

На фиг. 1 показана функциональная схема предлагаемого устройства„ на фиг. 2— диаграммы сигналов на выходе соответствую-30 ших элементов устройства; на фиг„ 3 - расположение датчиков устройства.

Фотодатчики 1-3 расположены по периметру задающей системы последовательно один за другим без промежутков между ни З5 ми, их входы соединены с входами формирователей 4-6 электрических сигналов соответственно. Выход формирователя 4 соединен с прямым входом элемента НЕТ 7 и инверсным входом элемента 8, выход форми- @" рователя 5 — с прямым входом элемента

HET 9 и с инверсным входом элемента

НЕТ 7, выход формирователя 6 соединен с прямым входом элемента НЕТ 8 и с инверсным входом элемента HET 9. 45

Выход элемента НЕТ 7 соединен с единичным входом триггера 10 и одним входом элемента И 11, выход элемента HET 8— с единичным входом триггера 12 и входом элемента И 13, выход элемента HET 9с единичным входом триггера 14 и входом элемента И 15, выход триггера 10 соединен с вторым входом элемента И 13 и нулевым входом триггера 12, выход триггера 14 соединен с вторым входом элемента И 11 и нулевым входом триггера 10, а выход триггера

12 — с вторым входом элемента И 15 и нулевым входом триггера 14. Выходы элементов И 11, 13 и 15 объединены в выходную шину 16 устройства.

Съем информации фотодатчиков 1-3 осуществляется с диска 17, который имеет щелевые экраны. При вращении вала с кодовым диском 17 (см. фиг. 3) поочередно задействуются датчики 1-3. Элементы HET 7-9 позволыот однозначно определить сигнал на

ВхОде лоГическОГО устройства В случае нахоф» денни шелевого BKpGHG HG гракипе фотодат датчиков, поэтому триггеры 10, 12 и 14 переводятся в состояние "1 только поочередно.

При прямом вращении имеет место пря. мой порядок задействования фотодатчиков (...1„2,3, 1,2,3, 1,2,3...).

Пусть для определения при включении устрОйства В pGGoTv задейстВуют фотодат чик 1, сигнал с последнего проходит через формирователь 4, элемент HET 7 на вход элемента И. 11 и единичный вход триггера 10, переходящий в состояние 1 . C выхода триггера 10 сигнал проходит на элемент И 13, который Остается закрытымютак

EGK на ВТороМ его Входе сигнал Отс Гст вует., поскольку MIeMeHT HET 8 заперт сигналом с фотодатчика 1. Следовательно, на выходе устройства находится О", одновременно выходной сигнал с триггера 10 поступает на нулевой вход триггера 12.

При дальнейшем Вращении задействуется фотодатчик 2, сигнал чepee формирователь

5 закрывает элемент .1ЕТ 7, и через эле „-ент Н,- Т II». ходит на eHHIIH B и вход триГгера 1 4» переводя еГО В состояние

1". Выходной сигнал с триггера 14 проходит на вход элемента И 11 и сбрасывает в "О" триггер 10. На выходе устройства остается 0, -ак как элемент И 11 закрыт ввиду отсутствия на втором его входе сигнала с выхода элемента НЕТ 7.

Далее задействуется фотодатчик 3, car нал поступает на единичный вход триггера

1 2., который cBGHM ВыхОдным сиГналом сбрасывает в «О триггер 14 и так далее.

Таким образом, на выходе устройства остается "О", так как элементы И закрыты, поскольку выходной сигнал с триггеров на входы соответствующих элементов И поступает после снятия сигнала с вторых входов элементов И.

Пусть теперь в момент задействовании фотодатчиков 1 происходитреверс. Порядок задействования фотодатчиков меняется на обратный (... 1, 3, 2, 1, 3, 2, 1, 3, 2»..).

За фотодатчиком 1 задействуется фотодач чик 3. Сигнал через формирователь 6, элемент НЕТ 8 проходит на единзийый вход трих гера 12 и на один вход элемента И 13.

Поскольку триггер 10 остается в состоянии

"1, то "1 проходит через элемент И 13 на выход устройства(на фиг. 2 сигналы, ко525049 горыми открываются соответствующие элементы И, заштрихованы).

При дальнейшем обратном вращении задей ствуется фотодатчик 2. Элемент И 13 закрывается, так как закрывается элемент HFT 5

8. Сигнал с фотодатчижа 2 проходит через элемент НЕТ 8 на единичный вход триггера

14 и вход элемента И 15. Поскольку трит гер 12 остается в состоянии 1, то его выходным сигналом с элемента НЕТ 9 10 открывается элемент И 15, 1 поступает на выходную шину устройства, что соответствует обратному вращению. Теперь сигнал сброса триггеров, относительно порядка их срабатывания от сигналов с фотодатчиков 15 подает=я на последующие триггеры, а не на предыдущие, как при прямом вращении.

Пусть, например, в момент задействования фотодатчика 1 снова происходит реверс вала. Наступает опять прямое чередование 20 задействования фотодатчиков (...1, 2, 3, 1, 2, 3...). Вслед за фотодатчиком 1 задействуется фотодатчик 2, что приводит к закрыванию элемента НЕТ 7 и соответственно элемента И 11. На выходной шине 25 устройства находится О". Выходной сиг нал триггера 14 сбрасывает в "О триггер

10, далее работа устройства повторяется.

Использование предлагаемого устройства позволяет повысить точность определения З0 момента реверса за счет ликвидации промежутков между чувствительными поверхностями фотодатчиком и выдачи сигнала об изме« ненни направления вращения после задействования двух из трех датчиков.

Формула изобретения

Устройство для определения направления ращения, содержащее диск со щелевыми отверстиями, три фотодатчика, соединенных с формирователями электрических сигналов, триггеры и элементы И, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности информации, в устройство введены элементы НЕТ, прямые входы которых соединены с выходами соответствующих формирователей электрических сигналов, а инверсные входы первого и второго элементов НЕТ соединены с выходами соответственно второго и третьего формирователей электрических сигналов, инверсный вход третье го элемента НЕТ соединен с выходом первого формирователя электрических сигналов, выходы каждого элемента НЕТ соединены с единичным входом соответствующего триггера и с одним из входов элементов И, выХод первого триггера соединен с нулевым входом третьего триггера и с другим входом соответствующего элемента И, выходы второго и третьего триггера соединены соответственно с нулевыми входами первого и второго триггеррв и с другими входами первого и второго элементов И, выходы последних объединены, а датчики расположены ступенчато пО длине шага.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. СССР 268037 от 26.05. 67 кл. G 01 P 13/00.

2. СССР 156003 кл. G 01 р 13/00.

525049

Рыли/ — ! фиа2

17

Составитель И. Назаркина

Редактор Т. Янова Техред A. демьянова Корректор Н. Ковалева

Заказ 5109/563 Тираж 1029 Поддисное

UHHHIIH Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектнаи, 4