Многооборотный преобразователь угол-код Советский патент 1984 года по МПК G08C9/06 G06F3/00 H03K13/00 

CD

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах автоматического управления, в частности в системах числового программного управления.

Известны преобразователи угла поворота вала ь кол, содержащие соединенный с контролируемым валом кодовый диск грубого отсчета, кодовый диск точног. отсчета, соединенный через ге;/,1- КГ о ./ контролируемым валом, и считч- : jx.:..He элементы, расположенные нал i ,;-:..ядными дорожками, причем вкхо,м. -i)-.гоприемников ,:.ключены к блек ./.ццеления разрядов и их согласован,;.,

Постат.01енная цель достигается тем, что в многооборотный преобразователь угол-код, содержащий два диска с кодовыми масками для точного и грубого отсчета, связанные кинематически между собой при помощи зубчатой передачи и считыванзцие элементы, расположенные над разрядными дорожками маски точного отсчета, введены вспомогатешьные считывакщие элементы(,/Ci4/i расположенные неподвижно попарно над разряднь1ки дорожками маски грубого отсчета(М2), и имитирующий.чувствительный элемент (С), расположенный по линии считывания (l-l) над дорожкой старшего разряда диска точного отсчета(М1), коммутаторы разрядов ((5) Двэ управляющих входа ДАц и й)которых соединены с выходами пары вспомогательных считывающих элементов соответствующего разряда грубого отсчета диска СМ2) , а четыре уп равляемых входа (0,1,2,з) - с инвертированным и неинвертированным выхода.ми имитирующего элемента (С)и с источниками потенциалов логического О и

и 1 и J.

Вспомогательные считывающие элементы (/C(olt,zvilCi)./,2) симметрично относительно фиктивной лиНИИ .считывания (li-Il) с углом между нимиравным /i .

На фиг. 1 представлена кинематическая схема преобразователя; на фиг. 2 схема расположения фотодиодов над разрядными дорожками кодовой маски грубого отсчета(а) и кодовой маски точного отсчета (S); на фиг. 3 - функциональная схема преобразователя на фиг. 4 - временные диаграммы, поясняющие согласование отсчетов в преобразователе.

Преобразователь содержит диск 1 точного отсчета с нанесенной на нем одиннадцатиразрядной маской /И IL , соединенный с контролируемым валом (маска выполнена в виде циклического кода Грея), диск 2 грубого отсчета с нанесенной на нем пятираз- рядной маской М2, выполненной, в виде

циклического кода Грея, зубчатая пердача 3, соединяющая диски, имекнцая передаточное число 1{ч S), блок 4 считывающих элементов маски отсчета CCgCpo.jCg ), блок 5 вспомогательных считывающих элементов грубого отсчета(С(1|,2,м/Си/1,а) , блок 6 источников излучения, формирователи электрических импульсов F, коммутаторы

15В предложенном преобразователе

для однозначности определения угла поворота маска диска точного отсчета, а также маска грубого отсчета выполнены в виде циклического кода Грея, причем величина каждого сектора дорожек диска грубого отсчета кратна 1/, где 1 - коэффициент редукции. Дпя согласования грубого и точного отсчетов над дорожкой старшего разряда диска точного отсчета введен дополнительный имитирующий чувствительный элемент (С).

По линии считывания Т-1 над десятью разрядными дорожками маски Ml точного отсчета располагается фоточувствительные элементы Сд , 0 ,..,С. Старший разряд используется для согласования отсчетов. Над дорожкой этого разряда, содержащей один прозрачный и один непрозрачный участки, по линии Т-Г располагается имитирующий чувствительный элемент С . Младша (пятая) дорожка маски М2 грубого отсчета также используется для согласования отсчетов. Таким образом, общая разрядность преобразователя равна 15.

Преобразователь работает следующим образом.

При повороте двух шкал световой поток, поступаквдий на светодиоды, модулируетсянепрозрачными участками соответствующих разрядных дорожек. Потенциал логического нуля формируется непрозрачными участка ми, а потенциал логической единицы - прозрачными участками разрядных дорожек.

Электрические сигналы с фотодиодов CQ , С, , . . . ,Cq (фиг. 2) после формирователя импульсов F подают ся непосредственно на информационные шины соответствующих разрядов 1,2,3, ..., 10 и формируют младшие разряды выходного кода. Информационные шины 11,12,13,14 и 15 остальных разрядов связаны с выходами поразрядных коммутаторовК,,,,.,KIJ, выполненных например, на микросхемах К 155КП7. Пары фотодиодов(tC,o/,,,,,,/с,,/ ,/Ci4/j (фиг. 2 и 3) формируют соответственно пары вспомогательных электрических сигналов (Е,о),, ()2,.-Д 11ХДЕ 4)2 (фиг. 4) .

Информационный сигнал коммутатора ,,,,(фиг. 4) формируется последовательным подключением управляемых входов 0,1,2,3 в зависимости от ком бинаций сигнсшов на выходе вспомога тельных чувствительных элементов (Mi ) табл. 1. Таким образом, передние и задние фронты информационных сигналов коммутатора формируются соответствующими фронтами сигнала Е и F имитиру ющего чувствительного элемента С , т.е. достигается согласование сигна лов точного и грубого отсчетов.. Интервал. между одноименными фронтс1ми вспомогательных сигналов должен быть меньше периода в имитирующего сигнала Е (фиг. 4). Наилучший вариант имеет место, когда ««(,/ и располагается симметрично относительно положений, в которых должен произойти переход логических уровней информационного сигнала соответ ствующегр разряда грубого отсчета. Откуда следует, что вспомогательные считывающие элементы/Сад/,/ располагаются друг относительно дру га под углом К. -где -, угол между парой считыва ющих элементов, расположенной над j -той дорожкой, ,2,3, ..., 5 - порядковый номер разряд4 и° дорожки го, 1 2 2 - передаточное число зубча 5 - ко той передачи, п личество разрядных дорож В данном случае считывагацие элементы расположены под углом (р 1f/i гЦ/г относительно фиктивной линии считывания П-П. К управляющим входам Д и AI коммутаторов ki( ,..., tr,5 подаются сформи роваиные сигналы с вспсялогатальных считывающих элементов/С,о/,,., посредством которых один из управляемых входов 0,1,2,3 (табл. 2) подключается к выходным шинам. Для же цели может быть использован стробирующий сигнал. В соответствии с передаточным числом зу бчатой передачи при каждой половине оборота (О,JT, 2, 1Г,. . ., 3 Ijj) для диска грубого отсчета М2 на шкале диска точного отсчета Ml по фиктивной линии считывания П-П осуществляется переход одной градации разрядной дорож-ки к другой, что фиксируется имитирующим чувствительным элементом С. Вспомогательные чувствительные элементы (С д/ г -Д рсуществляют управление коммутаторами в соответствии с табл. 3i Имитирующий чувствительный элемент С подключается к информационной шине соответствующего разряда за четверть оборота до перехода градации над линией считывания 1-1 (фиг. 2) и отключается от нес через четверть оборота после перехода градаций. В результате несимметричного расположения пар звспомогательных считывающих элементов относительно фиктивной линии считывания П-П, допустимый диапазон инструментальной погрешности относительно шкалы диска точного отсчета составляет и| что позволяет понизить требования к конструкции и технологии изготовления узлов преобразователя за исключением маски Ml точного отсчета. Имитирующий чувствительный элемент С может быть расположен над дорожкой 10-го разряда, при этом он должен быть смещен на /l относительно линии расположения основных считывающих элементов. Признано изобретением по результа гим экспертизы, осуществленной веoMCTBOM по изобретательству НРБ. Т а б л и ц: а 1 .

1. МНОГООБ01РО НЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГОЛ-КОД, включаквдий два диска с кодовыми масками для точного и грубого отсчета, связанные кинематически между собой при помощи зубчатой передачи, и счит вающие элементы, расположенные няя разрядными дорожками маски точного отсчета, отличающийся тем, что, в него введены вспомогательные считывакедйё элементы -f /,i paе:полбженные неподвижно попарно над разрядными дорожками маски грубого отсчета (М2), и HNMTHругощий чувствительный элелюнт (С, расположеншй по линии считывания (l-I) над дорожкой старшего разряда диска точного о.течета(М1) , коммутаторы pa3pJ№OB(...ti|5, два управляю11(их входа (АО и А, ) которых соедщнены с выходами паЕйл вспомогательных считываюдах элементов соответствующего разряда грубого отсчета (диска Мг), а четыре входа

О 1

1 1

О 1 О 1

О О 1 1

О

1 О 1

.1

1 Угол|/С,оМС,о1г иПсмМСиГг

0000

О О

со о о

11 о с

11

1 1 1 о о о о

о1

с о с 1 с о с

I1

0о

11

1о

1с 11

оо о1

оо оо

Продолжение табл. 1

О

Б Е

Е

Т а блица 2

1 2 3

о 1 с

00

000 о о

о 00

000 с о о

00 000

оо

о о о о о о о

о о о о о 1 1

оо

оо

оо

оо

0с

оо

11

оо

оо 11

оо 11

оо

оо

0с

оо 11 11

11

оо izl/С«/,/СчJa 1зрс„/Лс,,/2 . Таблица 3i 15

10801798

Продолжение табл. 3

// г

- х /

% fCIOji е-

Гг

5

а

Сб

Cs.

Сг

Св

Cf

срие.З