Преобразователь угла поворота вала в код Советский патент 1984 года по МПК G08C9/06 

Изобретение относится к автбматике и вычислительной технике и может быть использовано в систеиах программного управления станками, системах управления оптическими и радиотелескопами.

Известен преобразователь угла поворота вала в код, содержащий осветитель, оптически сое иненный через индикаторный и кодированный диски, имеклцие дорожки точного, среднего и. грубого отсчетов, с фотоприемникакш, и блок обработки fij

Однако этот прербразователь характеризуется недостаточной точностью, обусловленной наличием большого числа конструктивных элементов, участвующих в формировании выходного кода,

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является преобразователь угла поворота вала в код, содержащий неподвижный индикаторный диск со щелями, установленный на валу измерительный диск с кольцевой дорожкой, эксцентричной относительно оси вращения вала, источники возбуждения соединенные через щели индикаторного диска и кольцевую дорожку измерительного диска с установленными по радиусу на кольцевой дорожке с первым и BTOpbiM, а также с третьим и четвертым считывающими элементами, сдвинутыми относительно первого и второго считьшакяцих элементов на 90 , усилители, входы которых соединены с выходами считывающих элементов, и блок преобразования амплитудно-модулированных сигналов в код 2 .

Недостатком известного преобразователя является невысокая точность, вызванная погрешностью размещения фотоприемников по радиусу, что приво- дит к ошибке преобразования, а такж неодинаковое изменение чувствительности фотоприемников и мощности излучения источников возбуждения, что та:кже приводит к ошибке преобразова-:

НИН .

Цель изобретения - повышение точности преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий неподвижный индикаторный диск со щелями, установленный на валу измерительный

диск с кольцевой дорожкой, эксцентричной относительно оси вращения ва

ла, источники возбуждения, соединен

ные через щели индикаторного диска и кольцевую дорожку измерительного диска с установленными по радиусу на кольцевой дорожке первым и вторым, а также с третьим и четвертым считывающими элементами, сдвинутыми относительно первого и второго считывающих элементов на 90 , и блок преобразования амплитудно-модулированных сигналов в код, введены первый и второй суммирующие блоки, первый и второй блоки деления напряжений, первый и второй суммирукнце-вычитающие блоки и вычитающий усилитель, а один источник возбуждения вьтоляен регулируемым, выходы первого и второго считывающих элементов соединены соответственно с первым и вторым входами первого суммирующе-вычитающего блока и с входами первого суммирующего блока, первый выход которого соединен с входом первого блока деления напряжений, выходы третьего и четвертого считывающих элементов соединены соответственно с первым и вторым входами второго суммирующе-вычитающего блока и.с входами второго сум1дарующего блока, выход которого соединен с входом второго блока деления напряжений, выходы первого блока деления напряжений соединены с третьим и четвертым входами первого суммирующе-вычитак«цего блока, выходы второго блока деления напряжений соединены с третьим и четвертым входами второго суммируюгае-вычитающего блока, выходы суммирующих блоков соединены . с первым и вторым входами вычитающего усилителя, выход которого соединен с входом регулируемого источника возбуждения, а выходы суммирующе-вычитакт;их блоков соединены с первым и вторым входами блоКа преобразования амплитудно-модулированных сигналов в код.

На чертеже приведен преобразователь угла поворота вала в код.

Преобразователь содержит измерительный диск 1 с кольцевой дорожкой, эксцентричной относительно оси вращения вала, индикаторный диск 2 со щелями, источники 3 и 4 возбуждения, считывающие элементы 5-8, усилители 9-12, суммирующие блоки 13 и 14,блоки 15 и 16 деления напряжений, суммирукице-вычитающие блоки 17 и 18, ёлок 19 преобразования амплитудно-модулиронанных сигналов в код и вычитающий усилитель 20.

3 . .

преобразователь работает следующим образом.

При перемещении измерительного диска -1 относительно индикаторного диска 2 излучения источников 3 и 4 возбуждения, модулированные щелями индикаторного диска 2 и кольцевой дорожкой измерительного дисйа 1, попадают на считывающие элементы 5-8. Ввиду того, что кольцевая дорожка имеет зксцентриситет относительно оси вращения вала преобразователя, на выходах усилителей 9 и 10 образуются сигналы и, и и 2 соответственно

UrUo,-U,siM9-, U - orUmiSinQ,

.где DO постоянная составляющая

сигнала на выходе усилите-

ля 91

..I UQI - постоянная составляющая

сигнала на выходе усилителя 10;

Umi - амплитуда сигнала, зависящая от параметров схемы преобразователя; Q - угол поворота вала преобразователя.

Амплитуда сигналов ( и U, уравнивается регулированием коэффициента усиления одного из усилителей 9 и 10 Неравенство постоянных составляющих и04 и UQ обусловлено погрешностью размещения считывающих элементов 5 и 6 по радиальному направлению.

Ввиду того, что считывающие элементы 7 и 8 сдвинуты относительно считывающих элементов 5 и 6 на 90 , то на выходах усилителей 11 и 12, входы которых соединены с выходами считываилдих элементов 7 и 8, аналогичным образом образуются сигналы

Uj,

U2--Uo2 UrT 2C{ ee

U-j Uo -tlmaCoee,

где и 02 постоянная составляющая

сигнала на выходе усили, теля 11} Uo2 постоянная составляющая

сигнала на выходе усилителя 12;

Uni2 амплитуда сигнала, зависящая от параметров преобразователя.

; Сигналы U, , И, и 2. U поступают на входы суммирующих блоков 13 и 14 и на вычитающие входы суммирую150844

ще-вычитаюпщх блоков 17 и 18 соответственно.

I На выходах суммирующих блоков 13 и 14 формируются напряжения Uj и 5 и5 соответственно

l5 onUm,5ine+Uo,-U,5inS Uo,u;, « ,собв + .Uo-, иоя .

Q Напряжения Uj и U подаются на

входы блоков 15 и 16 деления напряжений со-ответственно.

В блоке 15 деления напряжений фор.мируются напряжения, равные по вели чинам UQ и Ll0;| , а в блоке t6 напряжения, равные по величине ll и

Uo2

Напряжения с выходов блока 15 и

16 поступают на соответствукяцие входы суммирующе-вычитающих блоков 17 и 18 соответственно, на выходах которых образуются напряжения Ну и Ug

U7-VUoi+2U,5in9-Uo,tUo,.2U,stn0;

5 Og iJo2-Uo242ll,cose-Uoj Uo,2U,cos9.

Как видно, в сигналах Uy и (Jg отсутствуют постоянные составляющие. Увеличение (уменьшение) мощности но- то.чников 3 и 4 возбуждения, или чув ствительности считывающих элементов 5-8 не приведет к появлению постоянных составляющих и, соответственно, к ошибке преобразования.

5 Сигналы с выходов суммирующих

блоков 13 и 14 поступают на входы вычитающего усилителя 20, разностный сигнал с выхода которого поступает на регулирующий вход источника 4

0 возбуждения. При этом разностный сигнал с выхода суммирующего усилителя 20 изменяет мощность источника 4 возбуждения до тех пор, пока постоянные нгшряжения на его входах не сравня5 ются.

Таким образом, увеличение (уменьшение) мощности источника 3 возбуждения и чувствительности считывающих элементов 5 и 6 приводит к сооТветст0 вующему увеличению (уменьшению) мощности источника 4 возбуждения, что приводит к равенству амплитуд сигна- . лов на выходах усилителей 9-12 и, следовательно, не приводит к ошибке

5 преобразования.

Экономический эффект от использования изобретения обусловлен его техническими преимуществами.

Iff

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД, содержащий неподвижный индикаторный диск со щеля1 и, установленный на валу измерительный диск с кольцевой дорожкой, эксцентричной относительно оси вращения вала, источники возбуждения, соединенные через щели индикаторного диска и кольцевую дорожку измерительного диска с установленными по радиусу на кольцевой дорожке первым и вторым, а также с третьим и четверTbw считывающими элементами, сдвину тыМи относительно первого и второго считывающих элементов на 90 , блок преобразования амплитудно-модулированных сигналов в код, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в него введены первый и второй суммирующие блоки, первый и второй блоки деления напряжений, первый и второй суммирующе-вычитающие блоки и вычитающий усилитель, а один источник возбуждения выполнен регулируемым, выходы первого и второго считывающих элементов соединены соответственно с первым и вторым входами первого суммирующе-вычитающего блока и с входа-. МИ первого суммирующего блока, первый выход которого соединен с входом первого блока деления напряжений, выходы третьего и четвертого считывающих элементов соединены соответственно с первым и вторым входами второго суммирующе-вычитающего блока и с входами второго суммирующего блока, 5 первый выход которого соединен с входом второго блока деления напряжений, выходы первого блока деления на пряжений соединены с третьим и четвертым входами первого суммирунщевыЧитающего блока, выходы второго блока деления напряжений соединены с третьим и четвертым входами второго суммирунмце-вычитакндего блока, выходы суммирующих блоков соединены с первым СЛ и вторым входами вычитающего усилитеО 00 ля, выход которого соединен с входом регулируемого источника возбуждения, а выходы суммирующе-вычитающих бло4; ков соединены с первым и вторым входами блока преобразования амплитудно-модулированных сигналов в код.