Фотоэлектрический преобразователь перемещения в код Советский патент 1987 года по МПК H03M1/24 

1 . Изобретение относится к области автоматики и может быть использовано -ДЛЯ систем преобразования линейных или угловых перемещений в код.

Целью изобретения является повы- шение точности преобразователя.

На фиг. приведена структурная схема преобразователя; на фиг.2 временные диаграммы его работы.

Преобразователь содержит излучатель 1, в который входят осветитель и фокусирующая линза, диски 2 и 3 с кодовыми дорожками 4, фотоприемник 5, блок 6 умножения, формирователь 7 импульсов, делитель 8 частоты, инвертор 9, нуль-органы 10-12, триггер 13, элементы И 14 и 15, счетчик 16 и регистр 17.

Преобразователь работает следую- щим образом.

При перемещении диска 2 относительно диска. 3 световой поток от излучателя 1 модулируется кодовыми дорожками 4 и поступает на фотоприем- ник 5. На его выходе формируется сигнал 18 (фиг.2):

и, и sin (2 +r)ot,

период которого равен

Т, 1/(2%1)и,

где п 1,2,... - любое целое число;

, СО - угловая скорость перемещения

диска 2 относительно диска 3.

Сигнал 18 в блоке 6 умножается на число 2 и преобразуется в сигнал 19 (фиг.2) с амплитудой

и, и.„ sin 2 (,) cot.

и периодом следования

Т 1/2()со.

После преобразования в формирователе 7 сигнал I9 преобразуется в пос ледовательность импульсов (20 на фиг.2) и поступает на вход делителя 8 частоты, где осуществляется его деление на число (). На выходе делителя 8 формируется сигнал 21 с пе- риодом Т

Т 1/2(о.

Таким образом, в преобразователе формируются три последовательности сигналов 18, 20 и 21, при этом сигнал 21 при перемещении диска 2 смещается по фазе относительно сигнала с выхода фотоприемника 5. Так как

5

o

п

5

30

г

40

50

55

112

период сигнала 21 является эквивалентом перемещения диска 2 на вели2Т

чину -„т,-, то очевидно, что в преобразователе перемещению на величину

2fr . 7, j ставится в соответствие такое

же число j периодов сигнала 18, которое размещается во временном интервале дТз, равном фазовому сдвигу между сигналами 18 и 21.

В преобразователе начало отсчета соответствует нулевому сдвигу фазы при j 0. Перемещению на 180 соответствует условие, при котором фазовый сдвиг между сигналами 18 и 21 равен половине периода сигнала 18.

Угловому смещению диска 2 на 21Г соответствует условие, при котором фазовый сдвиг между сигналами 18 и 21 равен периоду сигнала 18, в котором укладывается 2 периодов сигналов 19.

При позиционном Съеме информации о перемещении диска 2 сигналы 18, 20 и 21 подаются на входы нуль-органов 10-12 соответственно. На выходах нуль-органов 10 и 11 формируются управляющие сигналы 22 к 23 в моменты перехода сигналов 18 и 20 через нуль. Они управляют работой триггера 13, на прямом выходе которого формируются сигналы 25 длительностью, равной фазовому сдвигу между сигналами 18 и 21. Сигналы 24 с формирователя 7 инвертируются инвертором 9 и после нуль-органа 12 поступают на входы элементов И 14 и 15. С элемента И 14 сигналы 26 с числом в каждом цикле измерения, равным смещению относительно начала отсчета на величину

2 ir . - j, поступают на счетный вход

счетчика 16. ,

Цикл измерения, равный периоду сигнала 21, каждый раз завершается в момент появления сигнала 23, который одновременно дает разрешение на стирание информации в регистре 17, записанной в предыдущем цикле. Он дает разрешение на перезапись в обнуленный регистр 17 текущей информации о величине перемещения из счетчика 16, которьгй сбрасывается в нуль первым сигналом с выхода элемента И 15 (27 на фиг.2). Информация в регистре

12

17 хранится до момента завершения цикла, равного периоду сигнала 21.

Формула изобретения Фотоэлектрический преобразователь перемещения в код, содержащий опти- чески соединенные излучатель, линзу первый диск с кодовой дорожкой, второй диск с кодовой дорожкой и фотоприемник, выход которого соединен с входом первого нуль-органа, выход которого соединен с первым входом триггера, второй нуль-орган, выход которого соединен с вторым входом триггера и входом управления регистра, третий нуль-орган, выход которо- го соединен с первыми входами первого и второго элемента И, первый выход триггера соединен с вторым входом первого элемента И, второй выход триггера соединен с вторым входом второго элемента И, выходы первого

;

Редактор А.Петров

Фиг2

Составитель Ю.Котов Техред Л.Сердюкова Корректор Г.Р&шетник

Заказ 7823/58

Тираж 922Подписное

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

и второго элементов И соединены с информационным входом и входом управления счетчика соответственно, выходы счетчика соединены с соответст вую- щими входами регистра, отличающийся тем, что, с целью повьше- ния точности преобразователя, в -него введены блок умножения, формирователь импульсов, делитель частоты и инвертор, а кодовые дорожки первого и второго дисков выполнены с числом штрихов N 2 +1 , где п - натуральное число, выход фотоприемника соединен с входом блока умножения, выход которого соединен с входом формирователя импульсов, выход которого соединен с входами инвертора и делителя частоты, выход которого соединен с входом второго нуль-органа, выход инвертора соединен с входом третьего нуль-органа.

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и предназначено для использования в преобразователях угловых перемещений в код. Целью изобретения является повышение точности преобразователя. Дпя этого в преобразователь, содержащий излучатель, кодовые диски с кодовыми дорожками, фотоприемник, три нуль-органа, триггер, элементы И, счетчик и регистр, введены блок умножения, формирователь импульсов, делитель частоты и инвертор, а кодовые дорожки дисков имеют по +1 штрихов. При относительном перемещении дисков световой поток излучателя модулируется дисками и поступает на фотоприемник. С его выхода через нуль-орган сигналы поступают на триггер. Сигналы с фотоприемника одновременно поступают в блок умножения, где осуществляется их умножение на число 2. Эти сигналы через формирователь импульсов, инвертор и нуль- орган поступают на входы элементов И, управление работой которых осуществляет триггер. С выхода формирователя импульсов сигналы одновременно поступают на вход делителя частоты, где они делятся на число (). С его выхода сигналы проходят нуль-орган и управляют работой триггера и регистра. С выходов элементов И сигналы управляют работой счетчика. При этом с выхода элемента И они каждый раз сбрасывают счетчик в исходное состояние, а с выхода другого элемента И формируют информационное число в счетчике. Каждый раз при обновлении кода регистр и счетчик обнуляется. Это позволяет повысить точность преобразователя при позиционном съеме информации. 2 ил. i О)