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

центры внешней и внутренней окружностей дорожки измерительного диска рас- :полагаются на одной прямой относительно центра вращения диска, причем эксцентриситет внешней окружности больше эксцентриситета внутренней дорожки, а длина щели перед первым чувствительным , .элементом каждой пары меньше наименьшей ширины-дорожки, длина щели перед вторым чувствительным элементом каждой пары,больше наибольше ширины дорожки. При вращении вала

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах программного управления станками, в системах управления оптическими и радио тёлескопами..

Цель изобретения - повьшение точности и уменьшение габаритов пр еоб- разователя.

На чертеже приведен преобразователь, угла поворота вала- в код.

Преобразователь содержит измери- тельньй диск I с дорожкой 2, индикаторный диск (не показан) со щелями 3-6, источник возбуждения (не показан) , чувствительные элементы 7-10, дифференциальные усилители 11 и 12 и блок 13 преобразования амплитудно-мо дулированных сигналов в код.

Преобразователь работает следую- ,щим образом..

При вращении измерительного диска 1 излучение источника возбуждения, модулированное дорожкой 2 и щелями 3 и 5 индикаторного диска, попадает на чувствительные элементы 7 и 9. Внешняя ограничивающая окружность имеет эксцентриситет L, ОА относи- .тельно оси вращения вала, а внутренняя ограничивающая окружность - эксцентриситет Ь„ ОБ, причем L,, L.

Из лучение, достигающее чувствительного элемента 7, определяется функ-ди ей пропускания сопряжения щели 3 и дорожки 2.

Пропускание П определяется выражением

6373

преобразователя модулированные щелями индикаторного и дорожками измерительного дисков световые потоки поступают на чувствительные элементы. На их выходах формируются сигналы, пропорциональные углу поворота диска и не содержащие погрешности, с которой нанесена дорожка.,Преобразование, выходных налов с чуствительнцх элементов . в код осуществляется . в блоке. 1 ил.

П- Е (Х - X)d,

(1)

где Е - освещенность сопрягаемого

поля; расстояние между внешней

ограничивающей окружностью и осью О вращения диска i; X., - расстояние между внутренней ограничивающей окруж- костью и осью О вращения

диска 1;

d - ширина щелей 3. Но так как ограничивающие активный участок дорожки 2 окружнойти имеют эксцентриситеты ОБ и ОА относительно оси вращения О и направления эксцентриситетов противоположны, то

1 s.in20+Vos(ete.); (2)

.

|ч1й2в+,со5(е1е„), (з)

2R,

1

величина эксцентриситета внешней ограничивающей окружности;

о, - величины эксцентриситета, обусловленная биением измерительного диска 1;

9 - угол поворота вала преобразователя}

Oj, - величина эксцентриситета внутренней ограничивающей окружности;

,R - радиусы внешней и внутренней окружностей соответственно;

QO начальный фазовый сдвиг.

3

Подставляя выражения (2) и (3) в (1), получаем

П

E, (S + S }cosQ- +

Si

+ -sin0-KS, COS (в t{

2R - (5x cos (0te) d .

Как видно из выражения (4) для полной компенсации

/от ,j

погрешности

необходимо, чтобы S /2R 6 /2R, Для этого выбирается

Подставляя выражение (5) в (4), получаем20

П + ( i + 5;, )cosej. (6)

Как видно из выражения (6), функция пропускания сопряжения изменяется 25 по гармоническому закону и не зависит от биения измерите..ьного диска 1.

Излучение, модулированное дорожкой 2 и щелью 3 попадает на чувствительный элемент 7, на выходе кото- Q рого образуется сигнал U :

1 - о

+ и.., cose,

35

где Uo - постоянная составляющая,

зависящая от (R -R)d; и„ - амплитуда, зависящая от

(S, + &,)d.

Так как щель 5 сдвинута относительно щели 3 на 90 , то на выходе чувст- р вИтельного элемента 9 образуется сигнал и :

0 и„ + .

В связи с тем, что длина щелей

4 и 6 меньше минимальной ширины до- рожки 2, то на чувствительные элементы 8 и 10 попадают постоянные световые потоки. Изменением крутизны характеристик чувствительных элементов 8 и 10 добиваются, чтобы напряжение на их выходах стало равным U.

Сигналы с выходов чувствительных элементов 7-10 поступают на соответствующие входы дифференциальных уси- лителей 11 и 12, на выходах которых

ВНИИПИ

Заказ 4022/56 Тираж 816

+

12463734

образуются симметричные относительно нуля сигналы Uj и U.:

Uj U cosS; U Ursine,

10

f5

20

25

Q

35

45

50

55

раж 816

поступающие на блок 13 преобразования амплитудно-модулированных сигналов в код, который является .преобразователем синусно-косинусных сигналов в код и может быть построен по любому известному принципу (следящего уравновешивания, поразрядного взвешивания, интерполятора на основе потенцио- метрического фазовращателя и т.д.).

Формула изобретения

Преобразователь угла поворота вала , в код, содержащий источник возбужде- ния, оптически соединенный через первую и вторую щели индикаторного диска и дорожки измерительного диска с первой и второй парами чувствительных элементов, установленными со сдвигом один относительно другого на 90°, выходы первой и второй пар чувствительных элементов подключены к входам одноименных дифференциальных усилителей, выходы которых соединены с входами блока преобразования амплитудно-модулированных сигналов в код, при этом активный участок дорюж- ки измерительного диска ограничен внешней и внутренней окружностями, центр внутренней окружности смещен относительно центра из 1ерительного диска на величину эксцентриситета L, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения точности и зт еньшения габаритов, в нем индика- торньй диск выполнен с третьей и чет- вертой щелями, центр внешней окружности расположен на прямой, .проходящей через центр внутренней окру«.ности и центр измерительного, диска по дру- гуто сторону от него и смещен относительно центра измерительного диска на величину эксцентриситета L, причем L i Ц, длина первой и второй щелей индикаторного диска перед одним чувствительным элементом каждой пары меньше минимальной ширины дорожки измерительного ди,ска, а длина третьей и четвертой щелей индика-- торного диска перед другим чувствительным элементом каждой пары больше максимальной ширины дорожки измерительного диска.

Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и предназначено для измерения угловых перемещений в системах программного управления станками, в системах управления оптическими и радиотелескопами. Целью изобретения является повышение точности и уменьшение габаритов преобразователя. С этой целью СО Выход