Преобразователь угла поворота вала в код Советский патент 1987 года по МПК H03M1/24 

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

Целью изобретения является повышение точности преобразователя.

На чертеже приведена структурная схема преобразователя,

Преобразователь содержит источник излучения (не показан), измерительны диск 1 с кольцевыми дорожками 2 и 3, щелевые диафрагмы А-7, чувствительные элементы 8-11, дифференциальные усилители 12 и 13 и блок 14 формирования выходного кода.

Преобразователь работает следующим образом.

При вращении измерительного диска 1 излучение источника излучения, модулированное сопряжением ограничивающих активные участки доролсек 2 и 3 окружнос тей; (радиусы R, R, R , R) и щелевых диафрагм 4-7, попадает на чувствительные элементы 8-11, на выходах которых формируются электрические сигналы.

Закон перемещения точки пересече- ния ограничивающих окружностей с осью проходящей через середины щелевых диафрагм и центр О вращения вала, от угла поворота 0 имеет вид

, R+ cfcose c/-V2R ,

где R - радиус ограничивающей активный участок дорожки окружности;

сГ - величина эксцентриситета ограничивающей окрух ;ности, Тогда функция пропускания П,, сопряжения п елевой диафраг мы 4 с дорожкой 2 равна

П,- F(e)(R, +cr,cosa -cff/2R,sin20 - b)d(R,-l,)d + + сГ d cos . sin 0 ,

где 1.- расстояние мелэду центром О

вращении и нияснеи кромкой

щелевой диафрагмы Д; ширина щелевых диафрагм, радиус внешней, ограничивающей активный участок, окру7кности дорожки 2; величина эксцентриситета ОА

ограничивающей окружности,

Так как эксцентриситет (ОБ) сдвинут относительно эксцентриситета ; (ОА) на 90, то функция пропускания П сопряжев ия щелевой диафраг- мы 5 с дорожкой 2 равна

П2 4-F(9.go,d(l2-R2)d - - 0 d sin0 +Л/2К ,

где l,j- расстояние между центром О вращения и верхней кромкой щелевой диафрагмы 5; Rj- радиус внутренней, ограничивающей активный участок, окружности дорожки 2. Так как эксцентриситеты (Г , (ОВ,ОГ) ограничивющих активный участок дорожки 3 окружностей сдвинуты относительно эксцентриситетов d , с/ (ОА, ОБ) на ° каний П, П афрагм 6 и ветственно °.

180, т о функции пропус- сопрчжений щелевых ди- с дорожкой 3 равны соот

3 С

ГР.

(йчео-lj(Rj-l)d - cos 6 -cf372R3 d sin 0

.г7и :и-К4)й +

+ 4 d sin б ,/2E. d ,

де 1

3

расстояние между центром О вращения и нижней кромкой ще.- левой диафрагмы 6; - R,- радиус внешней, ограничивающей активный участок, окружности дорожки 35 cf - величи а эксцентрнсистета ОБ

ограничиваю;цей окружности; расстояние чежд,у центром О

вращения и зерхнзй кромкой щелевой диафрагмы 7; R/, радиус внутренней, ограничивающей акти)зный участок, окружности дорожки 3; S i величина эксцентриситета ОГ ограничивающей окружности, При величи1:ы эксцентриситеов сА, ( S огракичиваюш 1х окружностей (радиусы Rj;, 4- выбираются такими, чтобы выполнялось равенство

cj j-/2Ri /2R,

ПрИ этом на выходах чувствительных элементов 8-11 формируются сигналы и.

.и

4

,cos0 - Ulr, ,

ii Uo-u sine+ , ,cos6- u; ,

U4 Uo+Uni4siri0 + Ufn cos e,

где Uc

m

-постоянная составляющая сигналов, зависящая от ()d или (l-R)d;

-амплитуды гармонических составляющих сигналов, зависящие отс/ , 0/2 , «Л,, соответственно;

-амплитуды паразитных сигналов, зависящие от c,V2R, .

Тогда крутизны характеристик чувствительных элементов 9-11 выбирают- ся таким образом, чтобы 11,3

Um4 Ц.г

Сигналы и, и и Uj, и поступают на входы дифференциальных усилителей 12 и 13, на выходах которыхфор мируются симметричные относительно нуля гармонические сигналы Uj, U

cos6 -и, „ siting - -Uo +U| cos0+ 2 U,

Jm cos9;

Ufc U4 - U 2 U sine.

поступающие на выходы блока 14 формирования выходного кода, который является преобразователем синусно-коси- нусных сигналов в код. Ограничение активных участков каждой дорожки ок- ружностями, центры которых сдвинуты на 90, попарное смещение центров, ограничивающих активные участки дорожек, .соответствующих, окружностей, на 180 между собой (внешних и внут- ренних), а также расположение первого 8 и второго 10 чувствительных элементов над внешними окружностями, ограничивающими активные участки соответственно первой и второй дорожек,и третье 9 и четвертого 11 чувствительных элементов над внутненними окружностями, ограничивающими активные

ВНИИПИ Заказ 1465/55 Тираж 902 Подписное Производств.-полиграф, пр.ед-е, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

13058494

участки соответственно первой и втоpofj дорожек, позволяет на выходах дифференциальных усилителей сформировать строго гармонические сигналы и, следовательно, повысить точность преобразователя .

5

5

0

5

0 5 Q

Формула изобретения

Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий источник излучения, оптически соединенный через че- тьфе щелевые диафрагмы, расположенные против окружностей, ограничиваю- ших активные участки кольцевых доро- жек измерительного диска, и кольцевые дорожки измерительного диска с входами четырех чувствительных элементов, расположенных против щелевых диафрагм и радиально в плоскости, параллельной плоскости измерительного диска, вы- ходы первого и второго чувствительных элементов соединены .с одними входами первого и второго дифференциальных усилителей соответственно, выходы которых соединены с входами блока формирования выходного кода, выходы третьего и четвертого чувствительных элементов соединены с другими входами первого и второго дифференциальных усилителей соответственно, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения точности преобразователя, в нем первый и второй чувствительные элементы расположены против внешних окружностей, ограничивающих активные участки соответственно первой и второй кольцевых дорожек измерительного диска, центры которых расположены диаметрально противоположно относительно центра нзмерительн ого диска, тре-, тий и четвертый чувствительные элементы расположены против внутренних окружностей, ограничивающих активные участки соответственно первой и второй кольцевых дорожек измерительного , диска, центры которых расположены диаметрально противоположно относительно центра измерительного диска и смещены на 90 относительно центров внешних окружностей, ограничивающих, активные участки соответствующих кольцевых дорожек измерительного диска.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах программного управления станками, системах управления оптическими и радиотелескопами. С целью повьппения точности преобразователя, содержащего измерительный диск 1, на котором нанесены дорожки 2 и 3 переменной ширины, диафрагмы 4-7, чувствительные элементы 8-11, дифференциальные усилители 12 и 13, блок 14 формирования выходного кода, осуществлено ограничение активных участков каждой дорожки окружностями, центры которых сдвинуты на 90 между собой, а также попарно диаметрально противоположно смещены центры соответствующих (внещних и внутренних) , ограничивающих активные участки дорожек, окружностей . Первый 8 и второй 10, третий 9 и четвертый 11 чувствительные элементы расположены соответственно над внешними и внутренними окружностями, ограничивающими активные участки дорожек, 1 ил. I (Л с 00 о СП 00 4 CD