Преобразователь перемещения в код Советский патент 1983 года по МПК G08C9/06 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в различных систеах для автоматизации управления реальньами объектами средствами выислительной техники, а также в устройствах с цифровьил выходом.

Известны преобразователи перемеения в код, содержащие подвижный одированный элемент, излучательный блок с излучателями и приемный блок с щелевой диафрагмой и приемниками излучения. Кодовый элемент обычно выполнен в виде кодового диска или кодовой пластины, на разрядных дорожках которых чередуются прозрачные и непрозрачные участки . I .

В известных преобразователях перемещения обычно используется достаточно большое количество излучателей и приемников излучения. Так, в VI -разрядном преобразователе при использовании кода Грея йак правило требуется П излучателей и М приемников излучения. При применении логического считывания используется 2п-1 излучателей и столько же приемников излучения. Например, при h 15 в уст-Р ройстве с кодом Грея необходимо иметь 15 излучателей и 15 приемников излучения, т.е. всего 30 элементов. При той же разрядности преобразователя, использующего логическое считывание, требуется 29 излучателей и 29 приемников излучения, что составляет 58 элементов 2 .

В качестве излучателей обычно используют излучакадие диоды, например, типа АЛ107, а пвиемниками излучения являются Фотодиоды, например, типа КФДМ.

В связи с этим при разработке оптоэлектронных преобразователей перемещения в код, особенно с большим числом разрядов, возникает задача удобного и надежного закрепления большого числа излучателей и приемников излучения в соответствующих блоках.

Одним из известных вариантов решения этой задачи, обеспечивакнцим минимизацию габаритов и простоту конструкции, является крепление указанных элементов вклеиванием.Однако при этом сильно усложняется возможность замены излучателей или приемников излучения при выходе их из строя.

Наиболее близким к предлагаемому является преобразователь перемещения в код, содержащий подвижный кодовый элемент, расположенный между иэлуча тельным блоком с излучателями, установленными, в отверстиях платы излучательного блока, противолежащих

разрядным дорожкам кодового элемента, и приемным блоком со щелевой диафрагмой и приемниками излучения, установленными в отверстиях платы приемного блока, соосных с отверстиями платы излучательного блока з.

В известном преобразователе излучатели и приемники излучения крепятся в соосных отверстиях соответствующих блоков через изолирующие втулки стопорными винтами, оси которых перпендикулярны ос-ям излучателей и приемников.

Недостатком прототипа является нвысокая технологичность, обусловленная наличием большого числа резьбовых отверстий и винтов. При этом в результате ограниченных габаритов преобразователя и большого числа применяемых в нем излучателей и приемников излучения, находящихся на различном расстоянии от оси преобразователя, доступ к винтам, фикси|рук«цим элементы, противолежащие внутренним разрядным дорожкам кодового элемента, сильно затруднен.

Цель изобретения - упрощение преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь перемещения в код, содержащий первую плату, в отверстиях которой размещены излучатели, соединенные через последовательно расположенные кодовый элемент и щелевую диафрагму с приемниками излучения, установленными в отверстиях второй платы, введены упругие прокладки с отверстиями, элементы дпя сжатия прокладки в направлении чувствительной оси, третья и четвертая платы, расположенные по разные стороны от кодового элемента, одна упругая прокладка с отверстиями расположена между первой и третьей платами, а другая - между второй и четвертой, при этом в соответствуюцих отверстиях второй, четвертой плат и упругих прокладок с,отверстиями размещены излучатели, приемники излучения и элементы для сжатия прокладки в направлении чувствительной .оси.

На фиг. 1 показан преобразовател угла в код фотоэлектрического типа, общий вид; на фиг. 2 - упрсяценная оптическая схема преобразователя.

Преобразователь перемещения в код содержит подвижный кодовый элемент 1 (поворотный диск с пятью разрядными дорожками 2 в виде чередую. щихся прозрачных и непрозрачных участков 2 а и 26), установленный на кодовом валу 3 между излучательным блоком 4 и приемным блокйм 5. Кврпус Кё1ждого из блоков 4 и 5 состоит из: двух плат б, 7 и 8, 9 соответственно, например пластмассовых, расположенной между ними упругой, например резиновой, прокладки 10 и 11 с отверстиями, В каждой из плат . и в прокладках вьтолнены отверстия 12 и 13, оси которых параллельны оси кодового вала. В соосных отверстиях плат и прокладки излучательного блока установлены излучатели 14 (светодиоды), а в соосных отверстиях плат и прокладки приемного блока - приемники 15 излучения (фотодиоды). Все излучатели должны быть подключены к источнику питания (не показан), а приемники излучения через усилители (не показаны) - к входам блока обработки информации. При этом каждой разрядной дорожке на кодовом диске соответствует, по крайней мере, одна оптопара. Поскольку в преобразователе используется разнесенная система считывания, не все оси отверстий лежат в одной плоскости.

Крепление излучателей и приемников излучения в соосных отверстиях, выполненных в платах, осуществляется с помощью элементов 16 для сжатия упругих прокладок с отверстиями в направлении, параллельном оптическим осям отверстий. В качестве этих элементов могут быть использованы, например, винты или пружинные скобы. Преобразователь может быть выполнен магнитным и др.

В приемный блок входит также щелевая диафрагма 17, расположенная между кодовым элементом и плоскостью, в которой лежат входные окна приемников излучения. Число щелей 18 в диафрагме 17 равно числу приемников 15 излучения, ширина а каждой щели должна быть существенно (примерно на порядок) меньше диаметра Ь чувствительной площадки, приемника 15 излучения (фиг.2).

Преобразователь работает следующим образом.

Каждому положению кодового вала . 3 соответствует определенное положение призрачных и непрозрачных участков 2 а и 2б разрядных дорожек 2 кодового элемента 1 относительно соответствующих оптопар: излучатель 14 - приемник 15 излучения. В зависимости от положения кодового вала 3 и значения градации данного разряда кодового диска 1 против щелей 18 щелевой диафрагмы 17 устанавливаются прозрачные 2 а или непрозрачные 2 Б участки диска 1,В первом случае (фиг.2) излучение от излучателя 14, соответствующего данному разряду, проходит через щель 18 и попадает на чувствительную площадку приемника15 излучения. На выходе приемника 15 излучения формируется сигнал (логическая единица), поступающий в блок обработки информации. Во втором случае излучение от излучателя 14 не проходит через кодовый диск 1 и сигнал на выходе приемника 15 принимается за логический нуль. Совокупность сигналов от всех приемников 15 излучения определяет выходной код .преобразователя.

lO Для смены любого из излучателей 14 или приемников 15 излучения достаточно ослабить усилие, создаваемое элементами 16 для сжатия прокладок 10 и 11 в направлении,

15 параллельном оптической оси, т.е. отвернуть винты или снять пружинные скобы. Для фиксации вновь устанавливаемых излучателей 14 (приемников 15.) следует вновь затянуть винты

0 или установить пружинные скобы 16.

Характер фиксации излучателей 14 и«приемников 15 излучения допускает небольшие смещения этих элементов с оси отверстий 12 и 13, в

5 которых они установлены.Как следствие возможны смещения чувствительных площадок Ь приемников 15 излу. чения относительно осей потоков излучения соответствующих излучаQ телей 14. Допустимое смещение ли

(фиг.2) приемника 15 равно 0,5(6-0), а допустимое смещение i излучателя 14 составляет , где ..

5 с - расстояние от излучателя 14

до щелевой диафрагмы 17, л - угол, в пределах которого излучение имеет интенсивность, обеспечивающую достижение заданного уровня сигнала.

0 Для типичного случая использования, стеклянного кодового диска 1 толщиной 2 мм, с суммарным зазором между излучателями 14, диском 1 и щелевой диафрагмой 17, равным 1 мм,

j получаем с 3 мм. Для приемника 15 (фотодиода КФДМ)Ь 1,4 мм и излучателя 14 (арсенид-галлиевого светодиода АЛ-107Б)а 20 при ширине щели 18, например,а 0,1 мм urt. 0,65 мм, а ц 0,43 мм.

0

Таким образом, обеспечение реальных смицений менее указанных пределов не вызывает затруднений. Кроме того, хотя фиксация излучателей и приемников .не является абсолютно

5 жесткой, она вполне достаточна для надежной работы преобразователя в большинстве приборов и механизмов.

Предлагаемый преобразователь обеспечивает упрощение и повышение

0 технологичности по сравнению с прототипом, при этом он может быть использован ,,лрн кодировании не только углового, но и линейного переме щения.

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕ- ; НИЯ В КОД, содержащий первую плату, в отверстиях которой размещены излу--. чатели, соединенные через Тюследова-. тельно расположенные кодовый элемент и щелевую диафрагму с приемниками излучения, установленными в отверстиях второй платы, отличающийся тем, что, с целью его упрощения, в него введены упругие прокладки с отверстиями, элементы для сжатия прокладки в направлении чувствительной оси, третья и четвертая платы, расположенные по разные стороны от кодового элемента, одна упругая прокладка с отверстиями расположена между первой и третьей платами, а другая - между второй и четвертой, при этом в соответствующих отверстиях второй, четвертой плат и упругих прокладок с отW верстиями размещены излучатели,приемники излучения и элементы для сжатия прокладки в направлении чувствительной оси.i СП со ел со 00