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

1 Изобретение относится к автоматике и может быть использовано для пре образования углового положения вала в прямой двоичный код. Целью изобретения является повыше ние точности преобразователя. На фиг.1 приведена структурная схема преобразователя; на фиг. 2 блок выделения сигнала. Преобразователь содержит блок 1 основных излучателей, кодовый элемент 2, блоки 3 и 4 фотоприемников, фотоприемник 5 младшего разряда, блок 6 дополнительных излучатешей, генератор 7, блок 8 вьщеления сигнала, преобразователь 9 кода, блок 10 преобразования кода, генератор 11, объектив 12, блок 10 преобразования кода содержит формирователи 13 сигналов, усилители 14, преобразователи 15 сигналов в код, формирователи 13 сигналов содержат конденсаторы 16, вьшрямителн 17, трансформаторы 18, первый преобразователь 15 сигналов в код содержит элементы И 19 и 20, элемент ИЛИ-НЕ 21, инвертор 22, элементы ИЛИ 23 и 24, остальные преобразователи 15 сигналов в код содержат элемент И 25, элементы ИЛИ 2628, элементы И-НЕ 29 и 30, блок 8 вы деления сигнала содержит ключ 31, счетчик 32 и формирователь 33 сигналов. Преобразователь работает следующим образом.При вращении кодового элемента 2 связанного с валом, угловое положение которого измеряется, свет от излучателей блока 1 модулируется дорож ками , выполненными в двоичном коде, и попадает на фотоприемники блока 3 Фотоприемники блока 3 соединены меж ду собой попарно, кроме фoтoпpиe fflика в старшем разряде, по дифференциальной схеме - первые фотоприемни ки блока 3 в каждой riape соедд шены с положительным полюсом источника п тания 5 а вторые - с отрицательным полюсом источника питания. I Сигналы с фотоприемников блока 3 поступают на соответствующие усилители 14, где они усиливаются., и затем - на входы преобразователей 15. Свет с излучателя младшего разряда блока 1 поступает через объектив 12 на вход фотоприемника 5, который выполнен на линейном приборе с зарядовой связью (ИЗС), имеющем 1024 эле62 ,J мента. Объектив 12 предназначен для получения оптического изображения прозрачного или непрозрачного для света участка дорожки, равного линейному размеру всех чувствительных элементов ПЗС фотоприемника 5. По сигналу опроса с генератора 7 на выходе фотоприемника 5 формируются сигналы, которые поступают на входы блоков 8 и 9.- Сигналом с другого выхода генератора 7 дается команда блоку 8 на подсчет числа засвеченных (или незасвеченных) элементов ПЗС относительно его первого элемента. Преобразователем 9 это число формируется в код точного отсчета преобразователя. Блок 8 работает следующим образом. Сигнал с ПЗС фотоприемника 5 поступает на информационный вход ключа 31, открытого в момент прихода сигнала от первого элемента при опросе ПЗС. Управление ключом 3 происходит от счетчика 32 через формирователь 33. На вход счетчика 32 поступают импульсы с генератора 7. Емкость счетчика 32 равна числу элементов ПЗС. При заполнении счетчика 32 им вырабатывается положительный перепад напряжения, которое подается на формирователь 33. Ключ 31 открывается и пропускает в блок 10 информацию о состоянии первого элемента ПСХ фотоприемника 5, которая управляет формирователем сигналов старших разрядов преобразователя. При облучении фотоприемников блока 3 возможны ситуации, когда они будут нахо;щться к зонах неоднозначного считывания кода. В этом случае какой-либо из фотоприемников блока 3 будет.засвечен неполностью. На выходе дифференциальной схемы, соответ-ствутощей данному фотоприемнику, появится прямоугольное разнополярное напряжение, обусловленное тем, что свет от излучателя блока 6, расположенного против фотоприемника блока 4, спаренного с недозасвеченным фотоприемником блока 3, сформирует на нем прямоугольный сигнал. Этот сигнал усилится усилителем 14 и поступит на вход соответствующего формирователя 13, на выходе которого появится сигнал. При полной засветке фотоприемни ков блока 3, расположенньрс против дорожек кодового элемента 2, или отсутствии засветки этих фотоприемников, влияние излучателей блока 6 на состояние фотоприемников блока 3 в дифференциальной схеме не оказывается. В этом случае на выходе соответствующих усилителей 14 и формирователей 13 будет сформирован сигнал логического нуля.

Формирование сигналов старших разрядов на выходах блока 10 осуществляется с учетом управляющего сигнала, полученного на выходе блока 8. Этим самым достигается устранение неоднозначности кода тех разрядов, фотоприемники блока 3 которых расположены в зоне неоднозначного егоформирования кодовым элементом 2.

Формула изобретения

1. Фотоэлектрический преобразователь угла поворота вала в код, содержащий блок основных излучателей, оптччески соединенный через кодовой э. емент с дорожками с первым блоком фотоприемников, число которых равно числу дорожек, второй блок фотоприемников с фотоприемниками, кроме младшего и старшего разрядов, выходы первого блока фотоприемников соединены с информационными входами блока преобразования кода, выходы которого являются выходами преобразователя, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в него введены блок дополнительных излучателей, два генератора, преобразователь кода, блок вьщеления сигнала и объектив, излучатели блока дополнительных излучателей расположены напротив фотоприемников второго блок.а фотоприемников, объектив расположен между кодовым элементом и фотоприе1 иком младшего разряда первого блока фотоприемников, выход которого соединен с первыми входами преобразователя кода и блока вьщеления сигнала, первый выход одного генератора соединен с входом фотоприемника младшего разряда первого блока фотоприемников, второй выход соединен с вторыми входами преобразователя кода и блока выделения сигнала, выход которого соединен с входом управления блока преобразования кода, выходы фотоприемников второго блока-фотоприемников соединены с соответствующими информационными входами блока преобразования кода, выходы другого

генератора соединены с входами блока дополнительных излучателей.

2,Преобразователь по п.1, о т личающийся тем, что блок преобразования кода содержит усилители по числу информационных, входов формирователи сигналов и преобразователи сигналов в код, ,ы усилителей являются информационными входами блока, выходы первого и второго усилителей соединены с одноименными информационными входами первого преобразователя сигналов в код, выход которого является первым выходом блока, выходы остальных усилителей соединены с первыми информационными входами соответствующих преобразователей сигналов в код, выходы которых являются остальными выходами блока, выходы усилителей, кроме первого, соединены с входами соответствующих формирователей сигналов, выходы каждого из которых соединены с вторым

и информационным входом соответствующего преобразователя сигналов в код, выходы которых являются остальными выходами блока, выходы усилителей, кроме первого, соединены с входами соответствующих формирователей сигналов, выход каждого из которых соединен с вторым информационным входом соответствующего преобразователя сигналов в код и с последним информационным входом последующего преобразователя сигналов в код, а входы управления всех преобразователей сигналов в код объединены и являются входом управления блока.

3.Преобразователь по п.2, отличающийся тем, что первый преобразователь сигналов содерлшт два элемента ИЛИ, инвертор, два элемента И и элемент ИЛИ-НЕ, первые входы первого элемента И и элемента ИГШ-НЕ являются первым информационным входом преобразователя, первый вход первого элемента ИЛИ является вторым информационным входом преобразователя, вход инвертора является последним информационным входом преобразователя, вторые входы первого элемента И и элементаИЛИ НЕ являются входом управления преобразователя, выходы первого элемента И, элемента ШШ-НЕ и инвертора соединены с входами второго элемента -И, выход которого соединен с; первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, выход второго элемента И является выходом преобразователя. 4. Преобразователь угла поворота вала в код поп.2, отличающ и и с я тем, что каждый из остальных преобразователей сигналов содержит два элемента И-НЕ,, три элемента ИЛИ и элемент И, первый вход первого элемента ИЛИ является первым информационньм входом преобразователя, второй вход первого элемента ИЛИ, первые входы первого и второго элементов ИЛИ-НЕ объединены и являются вторым информационным входом преобразователя, первый вход второго элемента ИЛИ является входом управления преобразователя, третий вход первого элемента ИЛИ, второй вход первого элемента ШШ, второй вход первого элемента И-НЕ и первый вход третьего

элемента ИЛИ объединены и являются последним информационным входом преобразователя, выхода первого и второго элементов И-НЕ соединень с вторыми входами второго и третьего элементов ИЛИ соответственно, выходы всех элементов ШШ соединены с входами элемента И, выход которого является выходом преобразователя.

5. Преобразователь по п.2, о т личающий с я тем, что формирователь сигналов содержит конденсатор, трансформатор и выпрямитель, первьй вывод конденсатора является

входом формирователя, второй вывод соединен с первым выводом трансформатора, второй вывод которого соединен с шиной нулевого потенциала, третий и четвертый выводы - с входами выпрямителя, выход которого является выходом формирователя.

Изобретение относится к автоматике и предназначено для преобразования углового положения вала в код. Целью изобретения является повьшение точности преобразователя, для чего в преобразователь, содержащий блок основных излучателей, кодовый элемент , первый и второй блоки фотоприемников, блок преобразования кода, введены два генератора, блок дополнительных излучателей, блок вьщеления сигнала, преобразователь кода объектов, а фотоприемник младшего разряда первого блока фотоприемников выполнен линейным на приборе с зарядовой связью (ПЗС). При перемещении кодового элемента на выходах фотоприемников блоков фотоприемников формируются сигналы, преобразуе1 1е блоком преобразования кода в выходной код. В случае неоднозначного считывания в каком-либо разряде преобразователя, кроме младшего и старшего, на выходах блоков фотоприемников, фотоприемники в которых попарно соединены по дифференциальной схеме, формируется радиополярное напряжение, (Л которое через формирователи воздействует на преобразователи сигналов в код, запрещая выдачу кода данного разряда. Мпадшие разряды формируются фотоприемником на ПЗС с помощью преобразователя кода. Управление работой преобразователей сигналов в код осуществляется сигналом с блока выделения сигналов. 4 з.п.ф.и. 2 ил.

Риг.г