Устройство для определения направления движения Советский патент 1983 года по МПК G01P13/02 

Изобретение отйосится к измерительной технике Hi может быть испол зовано в устройствах для определения линейного и .углового перемещен линейной и угловой скорости. Известно устройство для определ ния направления вращения, содержащее диск с щелевы «ш отверстиями, т фотодатчика, соединенных с формирователями электрических сигналов, триггер и элементЬз И . Однако данное устройство имеет значительную величину максимальной ошибки определения реверса, обусло ленную тем, что для ликвидации нес нозначности задейЬтвовайия датчико используются промежутки ме)кду ними кроме того, инфорьдация об изменеНИИ направления вращения при реверсе в момент задействования сред него датчика выдается только после прихода сигналов со всех трех датчиков. Известно устройство для определения направления: вращения, содержащее диск со щел|евыми отверстиями, три фотодатчи|ка, соединенных с формирователями; электрических си налов, три элемента ЗАПРЕТ, тригге ры и элементы И |2. Недостатки этого устройства большая сложность; и низкая надежность, обусловленная наличием трех датчиков и трех фррмирователей эле трических сигналов. Известно также: устройство для определения направления движения, содержащее диск с щелевыми отверс ми, два фотодатчика,, соединенных с соответствующими формирователями электрических сиг|налов, элемент , элемент ЗАПРЕТ, три тригге ра и три двухвходЬвые элементы И, причем щели на диске расположены с шагом, равным тройному размеру датчика, а ширина щели равна разме ру датчика 3;. : Недостатком из1вестного устройст ра является низкая достоверность определения направления движения при увеличении скорости движения, что ограничивает диапазон рабочих ; скоростей. Это об|Ъясняется тем, что с увеличением скорости при дос таточной плотност:и квантования уменьшается наде |ность срабатывани датчиков из-за сокращения времени действия на егочувствительный элемент. Цель изобретен|ия - обеспечение возможности расширения диапазона рабочих скоростей с сохранением плотности квантования. Цель достигае1|ся тем, что в уст ройство, содержащее диск со щелевыМи отверстиями, два датчика положения, выход каждого из которых соединен с входоМ одного из двух формирователей электрических сигналов, элемент НЕ, три двухвходовые схенфл И и три триггера, выходы каждого из которых подключены к входам одного из двухвходовых элементов И, выходы которых объединены и являются выходом устройства, выход элемента НЕ подключен к единичному входу третьего триггера, введены второй элемент НЕ, четвертый триггер и четвертый элемент И, все элементы выполнены с тремя входами, причем выход первого формирователя электричес1 их сигналов подключен к единичному входу первого и четвертого триггеров, к второму входу четвертого элемента И и к входу первого элемента НЕ, выход которого соединен с единичным входом второго триггера, причем выход второго формирователя электрических, сигналов подключен к нулевому входу первого и второго триггеров, щ через второй элемент НЕ - к нулевым входам третьего и четвертого триггеров и к первому входу четвертого элемента И, кроме того, прямые выходы первого и третье- го триггеров и инверсные выходы второго и четвертого триггеров соединены с третьими входами соответствующих им элементов И, и выход четвертого элемента и подключен к выходам трех элементов и. На.фиг. 1 изображена функциональная схема устройства, на фиг. 2 схема расположения датчиков и щелевых отверстийJ на фиг. 3 - диаграмма работы датчиков. Устройство (.фиг. 1) содержит диск сощелевыми отверстиями (фиг. 2), размеры которых равны двойному размеру датчика и расположены с шагом, равным четырем размерам датчика, два датчика положения 1 и 2 ( например, фотодатчики ), соединенных с формирог вателями электрических сигналов 3 и 4, два элемента НЕ 5 и 6, четыре триггера 7 - 10 и четыре элемента И 11 - 14. Выход формирователя 3 соединен с входом элемента НЕ 5 и единичными входами триггеров 7 и 10. Выход формирователя 4 соединен с входом элемента НЕ б и нулевыми входами триггеров 7 и 8. Выход элемента НЕ 5 подключен к единичным входам тригге ров 8 и 9, а выход элемента НЕ б к нулевым входам триггеров 9 и 10. Прямой выход триггера 7, а также его входы соединены с соответствующими входами элемента И 11, аналогично соединены входы и выход триггера -9 с входами элемента И 13. Инверсный выход триггера 8, а также его входы соединены с соответствующими входами элемента И 12, аналогично соединены входы и инверсный выход триггера 10 с входами элементам 14. Выходы элементов И 11-14 объеинены и являются выходом устройства.

Таблица

) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЯ, содержащее ДИСК со щелевыми отверстиями, два датчика положения, выход каждого из которых соединен с входом одного из двух формирователей электрических сигналов, элемент НЕ,, три двухвходовые схемы И и три триггера, выходы каждого из которых подключены к входам одного из двухвходбвых элементов И, выходы которых объединены и являются выходом устройства, выход элемента НЕ подключен к единичному входу третьего триггера, отличающееся тем, что, с целью обеспечения возможности расширения диапазона рабочих скоростей с сохра нениём плотности квантования, в устройство введены второй элемент НЕ, четвертый триггер и четвертый элемент И, все элементы выполнены с тремя входами, причем выход первого формирователя электрических сигналов подключен к единичному входу первого и четвертого триггеров, к второму входу четвертого элемента и и к входу первого элемента НЕ, выход которого соединен с единичным входом второго триггера, причем выход второго формирователя электрических сигналов подключен к нулевому входу первого и второго триггеров , а череэ второй элемент ИЕ - к нулевым входам третьего и четвертого триггеров и к первому входу четвертого элемента И, кроме того, прямые выходы первого и третьего триггеров и инверсные выходы второго и четвертого триггеров соединены с третьими входами соответствующих им элемен тов и, и выход четвертого элемента И подключен к выходам трех элементов И,..

I УстройЛво работает следующим образом. При вращении вала с кодовым диском порядок чередования состояний датчиков происходит в последоватёль .иости (...10, 11,, 01, 00, 10...) при прямом вращении и в последовательности ( ... 10, 00, 01, 11, 10 при реверсе.. Пусть при включении устройства згщействован датчик 1, датчик 2 в этот момент не задействован. Такое состояние соответствует комбинации 10 на выходах датчиков. Состояние датчиков и соответствующие им состо ния на входах и выходах .триггеров 7-10 сведены в табл. 1 при прямом вращении и в табл. 2 при обратном. Так как входы триггеров и их выходы соединены с входами соответс вующих .элементов И, а выходы этих элементов объединены и являются вы:ходом устройства, то, следовательнр на, выход устройства поступает информация о состоянии только того триггера, на входы которого в данный момент одновременно воздействуют две 1, Из табл. 1 видно, что при включении устройства на его выход поступает информация с триггера 10, сосотояние которого в данный момент неизвестно/ но как только окно кодирующего диска,, двигаясь в прямом , направлении, займет положение, при котором задействованы оба датчика,на выход устройства поступит 1 с триггера 7. При дёшьнейшем движении кодирующего диска это состояние последовательно поддерживается триггерами 8, 9, 10, 7, 8 и Ti д. При обратном Движении кодирующего диска (табл. 2), как только окно кодирующего диска займет положение, при котором не задействованы оба датчика, на выход устройства поступает О с триггера 9. При дальнешоем движении кодирующего диска это состояние последовательно поддерживается триггерами 8, 7, 10, 9, 8 и т.д. Из диаграммы ( фиг. 3) {работы датчиков в устройстве видно, что такое выполнение устройства позволяет при сохранении плотности квантования увеличить диапазон измеряемых скоростей.

/