Преобразователь угла поворота вала в код Советский патент 1986 года по МПК H03M1/24 

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для преобразования угловых величин в цифровой код.

Целью изобретения является повышение точности преобразователя.

На фиг. 1. приведена блок-схема преобразователя( на фиг. 2 - функциональная схема блока управления.

Преобразователь содержит п-гран- ную отражающую призму , соединенную с валом (на фиг. 1 не обозначен), источник 2 света, диафрагму 3, объектив 4, полупрозрачное зеркало 5, от- ражакяцие зеркала 6-8, линейки 9 и 10 фоточувствительных элементов, элементы И 11-1,...,11-п, 12-1,...,12-п, элементы ИЛИ 13-1, 13-2,..., 13-п, блок 14 управления, элементы ИЛИ 15- 17, счетчик 18, элемент ИЛИ 19, триггер 20, инвертор 21, а блок 14 управления содержит элементы ШШ 22-24, триггеры 25-1,..., 25-п, элементы И 26-1,-..., 26-(2п-2).

Преобразователь работает следующим образом.

В исходном состоянии триггер 20 устанавливается в нулевое состояние , элементы И I2 открываются. Лучи света, падающие на грани призмы 1 смещены так, что, когда один отраженный луч попадает в начало соответствующей линейки 9 или 10, второй попадает в ее середину. При вращении призмы 1 отраженные лучи пробегают по линейкам 9 и 10. Сигналы с их выходов через элементы И 12 и элементы ИЛИ 13, 17 последова ель- но поступают-на вход счетчика 18 и вход блока 14 управления. При этом блок 14 вырабатывает сигнал управления реверса счетчиком 18.

При правом (по часовой стрелке) вращении призмы 1 на выходе элемента HJttI 16 фop шpyeтcя сигнал логической 1, а при левом вращении сигнал логической 1 формируется на выходе элемента ШШ 15. При подходе отраженного к крайнему элементу линейки 10 с блока 14 управления через элемент ИЛИ 19 поступает сигнал логической 1 на триггер 20, который устанавливается в единичное состояние. Своим сигналом он через инвертор 21, элементы И 12 открывает элементы И 11, через которые выходы элементов линейки 9 подключаются к счетчику 18 и к блоку 14 управления. При этом за счет смещения лучей отраженный луч попадает в середину линейки 9 фото- чувствительных элементов.

При дальнейшем вращении призмы 1 в любую сторону при подходе луча к крайнему фоточувствительному элементу линейки 9 происходит переключение схемы преобразователя в первоначальное (исходное) состояние.

Блок 14 управления работает следующим образом.

В исходном состоянии триггеры 25 устанавливаются в нулевое состояние.

На входы 1-п блока 14 поступают последовательно сигналы с выходов элементов линеек 9, 10. Первый сигнал с их выходов, который может быть сформирован случайно любым элементом линеек 9, 10, поступает на вход, например, 4 блока 14. Триггер 25-4 устанавливается в единичное состояние, но элементы И 26-6 и 26-7 закрыты. При движении луча, например,

вправо по линейке 9 или 10 следующий сигнал приходит на вход 3 блока 14. Триггер 25-3 при этом устанавливается в состояние логической 1 и открывает элемент И 26-6. Сигнал с

выхода триггера 25-4 через элемент И 26-6 и через элемент ИЛИ 16 поступает на управляющий вход счетчика 18. При поступлении сигнала на вход 2 блока 14 через элемент ИЛИ 23 триггер 25-4 устанавливается в состояние логического О. Триггер 25-2 устанавливается в единичное состояние, открывается элемент И 26-4 и сигнал логической 1 с выхода триггера 253 через элемент ИЛИ 16 поступает на вход счетчика 18.

При поступлении сигнала на вход 1 блока 14 триггер. 25-3 через элемент ИЛИ 22 устанавливается в нулевое состояние, а триггер 25-1 устанавливается в единичное состояние через элемент И 26-2. Сигнал логической 1 с выхода триггера 25-2

поступает через элемент ИЛИ 16 на вход счетчика 18, а также на переключение триггера 20.

При дальнейшем вращении призмы 1 в том же направлении сигнал поступит

с линейки 9 (или 10) на один из средних входов блока 14 и работа этого блока осуществляется аналогичным образом.

При вращении вала в другую сторону сигнала, например, после поступления на вход 2 блока 14 поступит на вход 3, При этом открывается элемент И 26-3, через который сигнал с выхода триггера 25-2 поступает через элемент ИЛИ 15 на управляющий вход счетчика 18. При дальнейшем движении луча блок 14 работает аналогичным образом.

При поступлении сигнала на вход п блока 14 через открытый элемент И 26-(2п-1) с выхода триггера 25- (п-1) поступает также сигнал и на переключение триггера 20, -который своим сигналом переключает линейки 9 и 10 соответствующим образом,

Ф.ормула изобретения

1. Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий источник света, оптически с ним соединенное полупрозрачное зеркало, установленное под углом 45 к оптической оси источника света, объектив, установленный на валу кодовь й элемент, оптически соединенный с фоточувствительными элементами, выходы которых соединены с входами регистрирующего устройства, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в него введены диафрагма и три отражаюпц1х зеркала, а кодовый элемент выполнен в виде п-гранной отражающей призмы, жестко закрепленной на валу и оптически соединенной по двум осям с полупрозрачным зеркалом, фоточувствительные элементы вьтолнены в виде двух линеек с п фотоприемниками в каждой линейке, диафрагма и объектив расположены последовательно на оптической оси источника света между источником света и полупрозрачным зеркалом, первое отражающее зеркало установлено так, что его отражающая поверхность обращена к кодовому элементу, второе отражающее зеркало установлено на оптической оси источника света под углом 45° к нему между полупрозрачным зеркалом и кодовым элементом и обращено отражающей поверхностью к полупрозрачному зеркалу, третье отражающее зеркало установлено параллельно второму отражающему зеркалу так, что их отражающие поверхности обращены друг к

215176

другу, первое и третье отражающие зеркала смещены в противоположные стороны от оптической оси источника света так, что расстояние между их

5 оптическими осями, направленными в сторону кодового элемента, равно (l+sine() 2Rsinu /2, где R - радиус окружности, описанной вокруг п-гранной отражающей призмы;( цен- 10 тральный угол, соответствующий углу разворота двух соседних граней п- гранной ртражающей призмы.

2.Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что реги15 стрирующее устройство содержит инвертор, счетчик, блок управления, триггер, п+4 элементов ИЛИ, две группы элементов И по п элементов в каждой группе, первые входы которых

20 являются входами устройства, выходы первых, вторых,,,,, п элементов каждой группе соединены с входами . первого, второго, ,.,, п-го элемента ИЛИ соответственно, выходы кото25 рых соединены с соответствующими входами блока управления и (п+1)-го. элемента ИЛИ, выход которого соединен с информационным входом счетчика, первая группа выходов блока

30 управления соединена с входами

(п+2)-го элемента ИЛИ, выход, которого соедине1Н с первым входом управления реверса счетчиком, вторая группа выходов блока управления сое-

,г динена с входами ()-го элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом управления реверса счетчиком, второй и (п-2)-й выходы блока управления соединены с входами

40 (п+4)-го элемента ИЛИ, выход которого соединен со счетным входом триг гера, выход которого соединен с вторыми входами п элементов И первой группы и через инвертор - с вторыми

45 входами п элементов И второй группы.

3.Преобразователь по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что блок управления содержит п-4 элементов ИЛИ, п триггеров и 2п-2 элемен50 тов И, первые входы триггеров являются входами блока, первые входы k-ro и (k+4)-ro триггеров соединены через соответствующие элементы ИПИ с вторыми входами ()-гo триггера,

55 ; вторые входы первого, второго,

.(n-l)-ro и п-го триггеров соединены с первыми входами третьего, четвертого, (п-З)-го и (п-2)-го триггеров соответственно, первые входы первого, второго, ... (n-l)-ro триггеров соединены с первыми входами второго, четвертого,,.., (2п-2)-го элементов И, а первые входы второго, третьего, ..., п-го триггеров соединены с первыми входами первого, третьего,..., (2п-3)-го элементов И, выходы первого и п-го триггеров соединены с вторыми входами первого, и (2п-2)-го

L«:

г

1 г re

J

IS

W

Ш

13-1 Г/У-л

элементов И соответственно, а выходы второго, третьего,..., (n-l)-ro триггеров соединены с вторыми входа ми второго и третьего, четвертого и пятого,..., (2п-4)-го и (2п-3)-го элементов И соответственно, выходы нечетных элементов И являются первой группой выходов блока, выходы четных элементов И являются второй

группой выходов блока.

18

Ln.

П

1 ф

Фиг.Г

/7-7

jvk

2S-{ fj-3l

П

25-п

2б-(2п-2

Редактор М, Келемеш

Заказ 912/60Тираж 818 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

фиг. 2

Составитель Ю. Котов

Техред М.Надь Корректор О. Луговая

Изобретение относится к области вычислительной техники и предназначено для измерения угловых перемещений. Целью изобретения является повышение точности преобразователя. Преобразователь содержит призму, источник света, диафрагму, объектив, зеркала, фотоприемники и регистрирующее, устройство. Свет от источника света с помощью зеркал формируется в два луча и попадает на грани призмы, устаноБлеилой на валу. Попадая на соответствующие фотоприемники, свет вызывает появление на их выходах сигналов, пропорциональных углу и направлению поворота призмы. Эти сигналы регистрируются устройством, которое формирует на выходе сигналы, переключающие фотоприемники при подходе луча света к крайнему фотоприемнику. Одновременно регистрирующее устройство приводится в первоначальное состояние. Применение призмы и фотоприемников в совокупности.с принятой схемой обработки информации дает возможность повысить точность преобразователя. 2 з.п. ф-лы, 2 ил. С (Л ю 01 | О)