Функциональный преобразователь угла поворота вала в код

 

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Соизэ Советскик

Социалистическик

Республик (11) 559259 (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 09.02.76 (21) 2324147/24 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51) М. Кл. а 08 С 9/06

Гасударственный иамитвт

Саввта Мнниатраа СССР па делам иэаарвтвннй и атирытий (43) Опубликовано 25.05.77. Бюллетень №19 с, (40) Дата опубликования описания 05,10.77 (53) УДК 681.325(088.8) (72) Авторы изобретения

В. Н. Родионов, А. П. Андреев, В. Г. Герасимов, М. А. Федоров и В. И. Лопухов

Куйбышевский ордена Трудового Красного Знамени авиационный институт им. акад. С. П. Королева (71) Заявитель (54) ФункциОнАльный пРеОБРА30ВАтель УГЛА

ПОВОРОТА ВАЛА В КОД

Изобретение относится к автоматике, телемеханнke и вычислительной технике и может быть использовано для функционального преобразования утловых перемещений в код для получения сетки цифровых периодических функций с неизменной начальной фазой.

Известны функциональные преобразователи угла поворота вала в код, содержащие функциональную кодовую маску, оптически связанную с фстоприемннками и излучателем, BbIxogI I фотоприемни- )0 ков подключены к блоку выдачи кода, дополнительные кодовые дорожки, оптически связанные с излучателем н фотоприемниками (1) . Функциональный преобразователь отличается сложностью, которая вызвана трудностью выполнения кодовых до- 15 рожек н съема с них информации.

Известен также функциональный преобразователь угла поворота вала в код, содержащий излучатель, оптически связанный через све1овод и систему волоконных жгутов, торцы которых образуют цн- 2а линд,"ическую кодовую маску, с м трнцей иэ фотоприемнисков, выходы которых подключеньг к входам коммутатора (2). Этот преобразователь имеет ограниченные функциональнлсе возможности, в частности, невозможность одновременной выдачи 2х

2 сетки периодических функций с неизменной начальной фазой и частотами, кратными основной угловой частоте вращения вала.

Цель изобретения - расширение функциональных воэможностей преобразователя.

Это достигаетсч тем, что в него введены блок синхронизации и управления реверсом и блок формирования коммутирующих илп ульсов, а вдоль образующей цилнндри:еской кодовой маски выполнень» .<оммутируюшие кодовые дорожки, оптически связанные с излучателем и соответствую. щими фотопрнем иками, выходы которых соединены с входами блока синхронизации и управления реверсом, выходы последнего через блок формироI вания коммутирующих импульсов соединены с управляющими входами коммутатора.

На фнг, 1 и 2 дано устройство предлагаемого функционального преобразователя; на фиг. 3— структурная схема преобразователя; на AIII. 4диаграмма его работы.

Функци ональный преобразователь содержит излучатель 1, оптически связанный через световод 2, систему 3 волоконных жгутов 4, торцы которых образуют цилиндрическую кодовую маску 5 с матрицей 6 из фотоприемников 7. Световод 2 выводнт559259 ся другим концом в полый цилиндрический вал 8, в к "гором параллельно оси вала 8 выполнена щель 9, . торец 10 вала 8 может быть выполнен сплошным.

Вдоль образующей цилиндрической кодовой маски 5 выполнены коммутирующие кодовые до- 5 рожки 11, оптически связанные с излучателем 1. (через щель 9 и световод 2) и с соответствующими фотоприемниками 12 (через волоконные жгуты 4), выходы которых соединены с входами блока 13 синхронизации и управления реверсом. Выходы 10 последнего через блок 14 формирования коммутирующих импульсов соединены с управляющими входами коммутатора 15, к входам которого подклю. чены выходы фотойриемников 7.

Преобразователь работает следующим образом. 15

При вращении вала 8 (см, фиг,1) световой штрих, который получается в результате освещения излучателем 1 поверхности кодовой маски 5, перемещается по ее входному ropuv. В результате этого на выходе волоконных жгутов 4 происходит смена 20 оптического кода в соответствии с раскладкой светопроводящих жгутов (см. фиг. 2), причем каждому положению светового штриха соответствует определенное двоичное число на выходе преобразователя. 25

Для получения какой. либо перчодиче",кой функции, например sin Х с удвоенной угловой частотой вращения вала используется одна кодовая дорожка, на которой набирается в коде функция| а.в1п24 и значение этой функции М, передается непосред-, . 30 ственно с фотоприемников . на выход преобразователя (см. фиг. 4).

Для получения функции с меньшей частотой, чем основная частота вращения вала, необходима группа коммутирующих кодовых дорожек 11, чис Ы ло которых определяется коэффициентом деления.

Рассмотрим, например, пример деления иа три.

Для осуществления такого прес(бразования с выхода каждой дорожки кодовой маски 5 подаются на входы фотоприемников 7 в оптическом коде следу. 40 ющие функции (см. фиг. 4):

1 1 ц1 5 " з

Ч

Н =ct slï

Ъ 1 3

45 м .а яп Рчк

Ц

I .oñëå каждсго оборота вала осуществляется поочередное подключение фотоприемников 7 к выходу преобразовагеля и в результате на его выходе реализуе гся функция 50 (йр Ы М -) (Р 1г

3 õ =с4 Йп г(При смене направления вращения вала и е(гигся очередность поступ)(енг(я имг(ульсов U, в О,, в на выход блока i3 силх1гон(г анин и .драго(ения

60 реверсом приходит; импульс U,, к lni»l l ц((сг с частотой в три раза меныцей скновной частоты врв где нив вала.

Лля npQBH JtbH()l выбора фотоприемника 7, долил» (3(.M()(ц к 1",,. оду преобразователя и ,вихр(лизации м(>ь е((га ц н(клн>чедия сл.жзг ф(по,(11ием ц:ки 12, б,((1ки 13 - 1» и к(ммутирующая кодовая дорожка 11 с квантами. Это осуществляет. ся следующим образом.

° 1

В начальный момент (см. фиг 4) на вход преобразователя подается сигнал начальной установки, в результате триггер блока 13 синхронизации и управления реверсом устанавливается в исходное состояние при котором первый из поступающих импульсов О, и U, не пройдет на его выход, кроме того осуществляется установка триггеров блока 14 формирования коммутирующих импульсов таким образом, что один иэ его триггеров приводится в единичное состояние, а другие в нулевое. При этом на управляющие входы коммутатора 15 подается напряжение U> и на выход преобразователя код N>.

Допустим, что вращение вала пооисходит по часовои стрелке. В этом случае с квантов коммутирующей кодовой дорожки 11, совпадающих c n и 1- м информа. тивными квыпами через фотоприемники 12 на блок 13 синхронизации и управления реверсом, последовательно подаются импульсы U и Ог, U(;

Для нормальной работы устройства необходимы импульсы постоянной амплитуды и длительности 0з и U4, формируемые на выходе блока 13 синхронизации и управления реверсом. На его выход поступает только второй иэ пришедших импульсов (U4), а первый (U3) используется для подготовки триггеров блока 14 формирования коммутирующих импульсов. Далее импульс О, поступает через блок 14 формирования коммутирующих импульсов на группу ключей коммутатора 15.

В результате на управляющий вход коммутатора 15 подается напряжение U,, а на выход коммутатора 15 будет поступать код N3 Для повышения надежности работы схемы и устранения сбоев, которые могут возникнуть в результате пропадания одного из импульсов U, или О,, или в результате внешней помехи, на вход блока 13 синхронизации и управления реверсом дважды эа период вращения подаются импульсы сброса U(. которые осущесгвляют принудительный сорос триггера блока 14 формирования коммутируюгцих импульсов, При повороте вала еще на 360 процесс. повторяется и на вход подается напряжение U,,а па выход устройства- код Мз.

Таким образом при вращении вала по часовой стрелке будет осуществляться поочередное подключение фотоприемников с:одовых порожек к выходу преобразователя в следующей лоследонагельноса на выходе будет реа.вгзо((ана функция

559259 пая в блок 14 формирования коммутирующих ими льсов, осуществляет послецовательное переключеые триггеров, а к выходу подключаются фотоприемники 7 кодов з 4 что и необходимо для правильной работы преобразователя.

Таким образом в преобразователе осуществляется преобразование а, ь in (т.е. деление частоты, вращения вала на 3) независимо от направления вращения.

Введение нескольких, групп кодирующих доро. жек, число которых определяется необходимым коэффициентом умножения или деления угловой частоты, позволяет получить сетку периодических функций с неизменной начагьнон фазой во всем диапазоне скоростей вращения вала. Использование предлагаемого преобразователя позволяет создать более точйые и универсальные диагностические устройства ,автоматических систем контроля и частотные анатизаторы.

Формула изобретения

Функциональный преобразователь угла поворога вала в код, содержащий излучатель, оптически связанный через световод и систему волоконных жгутов, торцы которых образуют цилиндрическую кодовую маску, с матрнцей Rl фотоприемников, выходь которых подключены к входам коммутатора, о тли ч а ю щи нся тем, что, сцельюрасщирения функциональных возможностей преобразователя, в него введены блок синхронизации и управжния реверсом и блок формирования коммутирующих импульсов, а вдоль образующей цилиндричес)0 кой кодовой маски выполнены коммутирующие кодовые дорожки, оптически связанные с излучателем и соответствующими фотоприемниками, выходы которых соединены с входами блока синхронизации и управления реверсом, выходы которого через блок

15 формирования коммутирующих импульсов соединены с управляющими входами коммутатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Филиппов В.Г. Цифраторы перемещений

1Э65., стр. 40 — 45.

2. Фотоэлектрические преобразователи информации, под ред. Преснухина Ji. H. 1974, стр. ЗОО, 341.

Составитель В Кравченко

Текред И. Бабурка уедактор Е. Гончар

Корр.к гор E. Папп

Заказ 14I)6/102

Фнннал ПП11 "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Тира к 778 Подггнсное

П!1ИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР но дедам нэобретеннй и открытий

1I 31)35, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб, л. 4/5