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

диска 5 выполнены в виде концентрических окружностей, излучатель 9 соединен оптически через диафрагмирующий элемент 2 и дорожку 6 индикаторного и измерительного дисков 1,5 с фотоприемником И, а блок 13 обработки сигналов выполнен на компараторе 14 и счетчике 15. При вращении измерительного диска 5 световые потоки излучателей 9 и 10 моделируются диафрагмирующими элементами 2,3 индикаторного диска 1, растровой и кольцевой дорожками 6,7 измерительного диска 5 и поступают на фотоприемники 11,12. На выходе фотоприемника 1 1 формируется информационный сиг- нал, в состав которого может входить погрешность, обусловленная эксцентриситетом измерительного диска 5. Для ее компенсации на выходе фотопри1

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для использования в преобразователях угловых перемещений в цифровой код.

Целью изобретения является повышение технологичности и точности преобразователя.

На фиг.1 представлена структурная схема преобразователя; на фиг.2 - диаграммы, поясняющие работу преобразователя.

Преобразователь содержит индикаторный диск 1 с диафрагмирующими элементами 2 и 3, установленный в корпусе 4, измерительный диск 5 с растровой 6 и кольцевой 7 дорожками, вал 8, излучатели 9 и 10, фотоприемники 11 и 12, блок 13 обработки сигналов, содержащий компаратор 14 и счетчик 15.

На фиг.2 обозначены: сигнал 16 с выхода фотоприемника 11, сигналы 17 с выхода фотоприемника 12 и сигналы 18 с выхода компаратора 14.

Преобразователь работает следующим образом,

Промодулированный с помощью диафрагмирующего элемента 2 и дорожки 6 световой поток от излучателя 9 поемника 12, соединенного с излучателем 10 через элемент 3 и кольцевую дорожку 7 измерительного и индикаторного дисков, формируется компенсирующий сигнал, который подается на опорный вход компаратора 14 блока 13 обработки сигналов. На информационный вход компаратора 14 подается информационный сигнал. При эксцентриситете амплитуда компенсирующего сигнала меняется в зависимости от угла поворота вала 8, соединенного с измерительным диском 5, и величины эксцентриситета. На выходе компаратора 14 формируются сигналы, практически свободные от погрешности эксцентриситета, которые просчитываются счетчиком 15, формирующим на выходе код, пропорциональный углу поворота вала. 2 ил.

падает на фотоприемник 11, на выходе которого появляется пилообразный сигнал 16, несущий информацию об изменении угла d поворота вала 8. В результате возможного эксцентриситета f диска 5 в информационном сигнале 16 возникает фазовая погрешность. Для ее устранения выходной сигнал фотоприемника 11 подается на вход

компаратора 14 блока 13, где сравнивается с компенсирующим сигналом 17, формирую1цимся на выходе фотоприемни- ка 12 за счет модуляции светового потока от излучателя 1 1 с п омощью

элемента 3 и дорожки 7.

На выходе компаратора 14 формиру- . ется последовательность импульсов 18, расположение фронтов которых определяется моментами равенства сигналов 16 и 17, при этом компенсирующий фазовый сдвиг формируется таким образом, чтобы расположение передних фронтов получаемой последовательности импульсов совпадало с расположением передних фронтов последовательности импульсов 18 при отсутствии эксцентриситета g диска 5. С выхода компаратора 14 импульсы 18 поступают на вход счетчика 15, на выходе

которого формируется значение кода.

пропорциональное углу поворота вала 8. При использовании счетчика импульсов, работающего по переднему фронту импульсов (например, серии К155ИЕ7), в выходном сигнале преобразователя будет отсутствовать фазовая погрешность, определяемая эксцентриситетом установки подвижного диска 5.

Выходные сигналы 16 и 17 фотоприемников 11 к 12 поступают на входы коьшаратора 1Д. В момент равенства сигналов формируется фронт выходного импульса 18 компаратора,, 14, При от- сутствии компенсирующего сигнала и О формируется последовательность импульсов 18, расположение фронтов которых определяется моментами равенства сигнала 16 фотоприемника 11 и опорного сигнала 17 напряже

нием и.

-У.ь

При этом передний

о 2

фронт импульсов 18 формируется при значениях угла п е, где п изменяется

от О до N, oL(f -п- N - число меток дорожки 6,

Появление эксцентриситета р вы- зьгеает смещение фронтов (определяемых моментами равенства сигнала 16 и опорного напряжения 17) последовательности импульсов 19 и появление фазовой погрепшости измерения d- (f sinc. Для устранения погрешности на вход компаратора 14 поступает компенсирующий сигнал 17, который вызывает изменение порога срабатывания компаратора 14 таким образом, чтобы расположение передних фронтов импульсов 19 совпадало с расположением передних фронтов импульсов 18. В этом случае при использовании счетчика 15, работающего по переднему фронту импульсов 18-2О,уменьшается погрешность, обусловленная эксцентриситетом.

Таким образом, использование компенсирующего сигнала 17 с выхода фотоприемника I2 позволяет снизить погрешность преобразователя, обуслов- ленную эксцентриситетом измери

тельного диска 5. Использование индикаторного диска 1, выполненного с диафрагмирующими элементами 2 и 3, аналогичными выполнению растровой дорожке 6 и кольцевой дорожке 7 измерительного диска 5 (фиг,1), позволяет повысить технологичность преобразователя за счет однотипности используемых дисков и возможности тем самым их взаимозаменяемости.

Формула изобретения

Фотоэлектрический преобразова- тель угла поворота вала в код, содержащий первый и второй излучатели, разнесенные в пространстве на 90, первый излучатель через диафрагмирующий элемент индикаторного диска, ус- тановленного в корпусе, и кольцевую дорожку измерительного диска, соединенного с валом, оптически соединен с первым фотоприемником, измерительный диск выполнен с растровой дорож- кой, второй фотоприемник, выходы

первого и второго фотоприемников соединены с входами блока обработки сигналов, отличающийся тем,

что, с делью повьщ1ения технологичiHocTH и точности преобразователя, в нем блок обработки сигналов выполнен из компаратора и счетчика, а кольцевая дорожка измерительного диска выполнёна концентрично растровой дорожке, диафрагмирующий элемент индикаторного диска выполнен в виде кольцевой дорожки, а на индикаторном диске нанесена растровая дорожка, соосная

растровой дорожке измерительного диска, второй излучатель оптически соединен через растровые дорожки индикаторного и измерительного дисков с вторым фот.оприемником, информационный вход компаратора соединен с выходом второго фотоприемника, опорный вход компаратора соединен с выходом первого фотоприемника, выход компаратора соединен с входом счетчика, выход которого является выходом пре- рбрааователя.

16

37fJ2

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и предназначено для использования в преобразователях угловых перемещений в цифровой код. Для повышення технологичности и точности, в преобразователе, содержащем излучатели 9,10, фотоприемники 11,12, индикаторный и измерительный диски 1,5, блок 13 обработки сигналов, диафрагмирующий элемент 3 индикаторного диска и кольцевая дорожка 7 измерительного KI 8 § (Л

Составитель Е.Бударина Редактор А.Мандор Техред Л.Олейникi Корректор Г.Решетник

..« -- - - - -- -. - « - --- - - - -- - - - -- - - - -- - Заказ 1979/56 Тираж 902Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.А/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4