Позиционный преобразователь угла поворота вала в код Советский патент 1960 года по МПК H03M1/26 

Для СВЯЗИ цифровой вычас.штельиой маши-ны с управляемым объектом необходимо преобразовать то;г поворота зала в цифровой код, соответствующий этому углу. Для этой цели известны раз.тичные позиционные преобразователи контактного, фотооптического, индуктивного и других типов.

Предлагаемое устройство позволяет осуществить формирозание кодовых сигналов с помощью емкостных связей между кодирзющим диском и сигнальными пластинами и обладает рядом преимуществ перед известными устройствами, заключающихся в отсутствии трущихся частей, в удобстве 1зготовления дисков в серийном производстве и быстродействии.

На фиг. 1 показана схема, нояспяюн.1,ая работу позиционного преобразователя.

Против диска /, изготовленного из нзоляционного материала н закрепленного на вращающемся валу, находится неподвижная металлическая сигнальная пластина 2. По окружности Диска / нанесены металлические пластины 3 на радиусе, равном расстоянию сигнальной пластины 2 от оси. Если подать на сигнальную пластину 2 импульс напряжения, то с нластины 5 сигнал будет снят или не снят в зависимости от углового положения диска. При -нахождении одной из пластин 3 против пластины 2 с нее будет сниматься максимальный сигнал, а при нахождении пластины 2 против изоляционного промежутка сигнал должен быть |)авен нулю. Парастание сигнала от нулевого до максимального происходит при прохождении пластиной 2 границы между изоляционным промежутком и пластиной 5 и будет тем меньще, чем уже пластина 2. Для уменьщения границы перехода изоляционный промежуток может быть за металлизирован, а затем эта металлизация

№ 128762

дол,а.-.- быть SaseMJicHjf. Г1.: астины 3 должны быть изолированы от .#Иф|

Для получения двоичного числа, соответствующего утловом}- положенИШ . f |(йносится металлическая маска (вместо пластин 1.), задрд Шая,, aпpимep, .по двоичной системе. Такая маска должна содержать столько :дорожек, сколько разрядов требуется для преоЙразованияг дорожка должна быть разделена на 2 участков |.вде п - число разрядов), следующая - на участков, последняя-на два участка. Половина из этих участков на каждом разряде должна быть заметаллизирована.

Количество сигнальных нластип 2 должно быть увеличено до числа, равного ЧИСЛУ разрядов, причем они .могут располагаться как на

одном радиусе, так и .мо)Лт оыть разнесены на уго,л -г,„, относительно сигиальной пластины младщего разряда.

Разряды преобразователя должны быть изолированы друг от друга.

Для получения однозначного отсчета (при применении, например, отраженного кода) на каждом разряде, кроме первого, ставятся две сигнальных пластины, на одну из которых подается импульс в зависимости от значения первого раз-ряда.

Каждая из пластин смещена относительно радиуса, на котором расположена пластина первого разряда, на угол не более углового значения нредыдущего разряда. Если значение младщего (внещнего) разряда равно 1 (т. е. на выходе лервого разряда появился импульс), то импульсы на считывание информации со следующих разрядов необходимо подавать на правые сигнальные пластины. В случае считывания с младшего разряда О, импульсы на считывание следующих разрядов следует подавать на левые сигнальные пластины; т. е. будет исключена зона неопределенности при переходе от одного значения кода к другому.

Величина сигнала, снимаемого с преобразователя, определяется емкостью, образованной сигнальной пластиной и кодовой маской. Для yвev ичeния сигнала количество сигнальных пластин в каждом разряде может быть увеличено до числа (где п-номер дорожки, считая от цеитра диска) и во всех разрядах, кроме первого, пластины могут быть расширены до величины, немного меньшей величины йредыдущего разряда. Центры этих пластин располагаются через угол г),,:гг

При использовании представления числа в последовательном коде (т. е. при подаче на сигнальные пластины импульсов не одновременно, а последовательно: сначала на первый разряд, потом на второй, затем на третий и т. д.) на кодовом диске разряды могут быть объединены между собой и с них сделан один вывод. Второй вывод делается для заземленной части диска. Такое построение кодовой маски позволяет также использовать один усилитель считывания.

Кодовый диск целесообразно делать вращающимся, а сигнальные пластины-неподвижными. При этом с вращающимся диском необходимо осуществить два соединения (одно из них-заземление-может быть вообще исключено, если осуществить заземление на вал, на котором закреплен диск). Вращающиеся соединения наиболее просто осуществляются с помощью токосъемных колец с трущимися контактами. Исключить трущиеся соединения можно применением связи через емкость.

На обратной стороне кодового диска накосится металлизация, соединенная с кодовой маской. Если на кодовой маске появляется им360°

пульс, то он передается на металлизацию и оттуда-на неподвижный съемный диск через емкость «металлизация-съемный диск. Эта емкость может быть сделана достаточно большой, так чтобы не ослаблять сигнал. Та же часть металлизации, которую необходи.мо заземлить, соединяется с валом преобразователя и через него заземляется.

Наиболее точным и технологическим методом, с помощью которого может быть изготовлена кодовая маска и сигнальные пластины, является способ фотопечати. При этом изоляционный промежуток между кодовой маской и заземленной частью диска может быть сделан порядка 0,5 мм без особых трудностей. Величина металлизированной части может быть сделана такой же. Этими размерами и определяется количество разрядов на диске с заданным диаметром.

На фиг. 2 изображен двоичный позиционный преобразователь угла поворота вала с использованием емкостного принципа, где 4-верхняя крышка; 5-корпус; 6-ось диска; 7-кодовый диск; 8-сигнальная пластина; 9-токосъемные кольца; 10-пружинные контакты; //- нижняя крышка. Для простоты количество разрядов принято равным шести. Для съема и.мпульсов с кодового диска использованы токосъемные кольца.

На фиг. 3 изображен кодовый диск с нанесенной па нем кодовой маской. Диаметр диска равен 100 мм. Черные линии соответствуют изоляционным промежуткам. Сам диск изготовлен из текстолита. Маска нанесена способом фотопечати. Вывод с диска сделан на токосъемные кольца.

На фиг. 4 изображена сигнальная пластина. Сигнальные пластины каждого разряда изготавливаются в виде лепестков и запрессовываются в текстолит.

Предмет и з о б р е т е и я

Позиционный преобразователь угла поворота вала в код, содержащий кодирующий диск и сигнальные пластины, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и упрощения конструкции, в нем на диске нанесена кодовая маска с модификацией кода в виде участков из проводящего и непроводящего материалов, и сигнальные пластины соединены с диском емкостной связью.

J 2

фаг 2