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

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике н может ,

IV

быть использовано в системах програм- много управления станками, радио и оптическими телескопами для преобразования углового положения валов в цифровой код.Цель изобретения - повышение тех- йологичности преобразователя.

На фиг.1 представлена дорожка гру бого отсчета кодового диска на фиг. 2 структурная схема преобразователя; на фиг.З - диаграмма формирования выходного сигнала с дорожки грубого отсчета.

Преобразователь содержит кодовый диск 1 с прозрачными дорожками 2 грубого и точного (не показано) отсчетов индгасаторный диск 3 со п;елями 4 и 5, расположенными под углом d. друг к .другу, источник 6 излучения, фоконы 7, фотоприемники 8, аналоговый коммутатор 9 S аналого-цифровой преобразователь 10, задающий регистр 11, блок 12 ключей, сумматор 13.

Дорож1са 2 грубого отсчета выполнена в виде кольца, ограниченного изнутри окружностью, а снаружи спиралью Архимеда. Такое выполнение дорожки 2

висящий от угла поворота вала и- приме- яи Оз для его обработки линейный ана- логд-цифровой преобразователь (АЩ1)10,

35

40

позволяет получить сигнал, линейно за-зо считывания сиг-налов старшим разрядом

точного отсчета (штриховые линии на фиг.За,, S ). Согласование отсчетов в преобразователе осуществляется методом двойной щетки, для чего yrond. выбирается равным нечетному числу квантов дорожки точного отсчета.

Число, равное цифровому эквиваленту угла о(, записывается в задающий регистр 11 с точностью младшего разряда точного отсчета. Поэтому при взаимном расположении дорожек на кодовом диске 1 и щелей 4 и 5 на индикаторном диске .3, обеспечивающем опережение кода, сформированного из сиг- 45 нала U- в грубом отсчете по отношению к сигналу точного отсчета, KQ, сформированный из сигнала U, на выходах сумматора 13 будет отстающим по отношению к коду точного отсчета. При изменении кода в старшем разряде точного отсчета с логической 1 на. логический О происходит изменение кода грубого отсчета с отстающего на опережающий, т,, е. осуществляется согласование отсчетов преобразователя.

- Для устранения неоднозначности считывания, вызванной конечной шириной щели индикаторного диска, в секторе, обхватывающем область начала.витка стирали Архимеда, считывание информации производится одновременно двумя фотоприемниками 8, cдвинyтьnvп на угол ,через прозрачные щели 4 и 5, ()бхватываемые световым потоком источ- ншса 6 излучения.

Преобразователь работает следующим образом.

Световой поток от источника 6 из- .пг чения проходит через индикаторный и кодовый диски 3 и 1, фоконы 7 и по- :1туцает на фотоприемники 8. При вращении кодового диска 1 на выходах фо- тдприе никоз 8 формируются линейно изменяющиеся сигналы и и и (фиг.За), фазовьй сдвиг сИ между которыми определяется углом между прозрачными штрихами 4 и 5 индикаторного диска. Сиг- нагш с выходов фо топриемников 8 поступают на входы аналогового коммутатора 9, который управляется сигналом

50

55

Преобразователь обладает простотой констукции, так как в грубом отсчете отпадг1ет необходимость в применении :

0

5

0 5

,,

старшего разряда точного отсчета, поступающим также на управляющий вход блока 12 ключей. Если в старшем разряде точного отсчета счить1вается ло- 5 гическая 1, то на вход АЦП 10 через аналоговый коммутатор 9 проходит сиг-. нал и . Информация об угловом положении вала поступает с вькодов АЦП 10 через сумматор 13 на выход преобразователя. Наличие логической 1 на управляющем входе блока 12 ключей запирает его и на вьпсодах формируются Сигналы логических О.

При считывании логического О в старшем разряде точного отсчета на вход АЦП 10 через аналоговый коммутатор 9 поступает сигнал U, отстающий , JO фазе от U. на угол о1. Блок 12 ключей открывается и на входы сумматора 13 с выходов задающего регистра 11 переписывается цифровой эквивалент угла о., а на выходе сумматора 13 при . этом записывается код, соответствующий угловому положению вала,

Таким образом, при определенном взаимном положении дорожек кодового диска 1 и щелей 4 и 5 индикаторного диска 3 обеспечивается поочередное блокирование областей неоднозначного

Преобразователь обладает простотой констукции, так как в грубом отсчете отпадг1ет необходимость в применении :

сложной электронной схемы обработки сигнала. Одновременно отпадает необходимость освещать одним источником излучения пространственно разнесенные фотоприемники, что упрощает конструк- с тивное его выполнение, т. е., повышает в целом технологичность преобразователя .

Фо. рмула изобретения jg

1. Фотоэл€;ктрический преобразователь угла поворота вала в код, содержащий источник излучения, оптически соединенный с фотоприемниками грубого и точного отсчетов через последовательно расположенные индикаторный и кодовый диски с нанесенными на последнем дорожками грубого и точного отсчетов, о тличающий ся тем, что, с целью повьшения технологичности, в него введены аналоговый коммутатор, аналого-цифровой преобразователь, задающий регистр, блок ключей, сумматор, дорожка грубого отсчета ко- дового диска выполнена в виде кольца,

с

g

5

0

ограниченного изнутри окружностью, g снаружи - спиралью Архимеда, информационные входы аналогового коммутатора соединены с выходами фотоприемников грубого и точного отсчетов, управляющий вход аналогового коммутатора соединен с выходом старшего разряда точного отсчета и управляющим входом блока ключей, а выход - с входом аналого- цифрового преобразователя, выходы которого соединены с первой группой входов сумматора, выходы задающего регистра соединены с информационными входами блока ключей, выходы которого соединены с второй группой входов сумматора, выходы которого являются выходами преобразователя.

2. Преобразователь по п.1, о т л и- чающийся тем, что равномерно нанесенные, соответствующие дорожке грубого отсчета кодового диска щели индикаторного диска выполнены с угловой протяженностью между собой, равной нечетному числу квантов дорожки точного отсчета кодового диска.

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано в системах управления станками с числовым программным управлением, радио- и оптическими телескопами. Целью изобретения является повьпиение технологичности преобразователя. Для этого в преобразователь, содержащий источник излучения, индикаторный и кодрвьй диски, фотоприемники грубого и точного (ГО и ТО) отсчетов, введены аналоговый коммутатор, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), задающий регистр, блок ключей, сумматор, а дорожка ГО кодово го диска выполнена в виде кольца, ограниченного изнутри окружностью, а снаружи - спиралью Архимеда. Световой поток от источника излучения через индикаторный и кодовый диски поступает на фотоприемники. На их выходах формируются линейно изменяющиеся сигналы и и и , пропорциональные углу поворота кодового диска, Эти сигналы поступают на входы аналогового коммутатора, управляемого сигналом старшего разряда точного отсчета (ТО). При поступлении на управляющий вход аналогового коммутатора логической 1 он пропускает на вход АЦП сигнал U, логического - сигнал U,j. Сигнал U отстает по фазе от сигнала U, на уголо . При по- ступлении на вход сигнала ТО логического О блок ключей открывается и в сумматоре с задакщего регистра пе- реписьгоается эквивалент угла сУ., а на выходе сумматора формируется код угла поворота вала. Таким образом, в преобразователе при относительно простом в технологическом выполнении кодового диска устраняется неоднозначность считьшания сигналов. Согласование отсчетов в преобразователе осуществляется методом двойной щетки. 1 3. П..Ф-ЛЫ, 3 ил. с в (Л

Фиг.1

(/; (/2

Ргдактор А.Сабо

Фмг.5

Составитель Ю.Котов

Техред Л.Олейник Корректор В.Бутяга

Заказ 3409/57Тираж 816 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4