Бесконтактный кодирующий переключатель Советский патент 1987 года по МПК H03K17/78 

Изобретение относится к автоматике и телемеханике, в частности к бесконтактным коммутирующим устройствам с механическим управлением поворотного типа.

Цель изобретения - упрощение путем уменьшения числа датчиков.

На фиг.1 представлена конструкция предлагаемого устройства| на фиг.2 - Q конструкция платы с тремя разрядными датчиками и первым подвижным элементом; на фиг,3 - обратная сторона платы с (п+1)-м датчиком и STopbnv подвижным элементом; на фиг.4 - функ- g циональная схема устройства.

Бесконтактный кодирующий переключатель содержит орган 1 управления поворотного типа, на выходной оси 2 которого закреплены подвижные элемен- JQ первому варианту с двумя циклами

держит преобразовательный элемен резисторную оптопару с открытым ческим каналом , в состав которой входит светодиод 11.1 и фоторези 11.2 и формирователь 12 выходног сигнала соответствующего разряда интегральном таймере. Фоторезисто 11.2 одним выводом соедиие с общ минусовой шиной источника питания вторым подключен к резистору 13, разующему с ним резистивный дели напряжения, общая точка которого подключена к входу формирователя Выходы соответствующих датчиков 10 (обозначим их как А,В,С,Д) составляют выходной кодовый сигнал реключателя .

Рассмотрим работу устройства п

ты 3 и 4. Внутри корпуса 5 неподвижно закреплена плата 6 с установленными на ее поверхностях оптоэлек- тронными датчиками 7 - 9 на одной стороне и датчиком 10 - на другой. Датчики 7-9 установлены радиально по дуге окружности на смежных фиксированных позициях с равным угловым шагом между ними и взаимодействуют циклически в коде Джонсона с первым подвижным элементом 3. Последний выполнен в виде плоского диска по форме двух диаметрально противоположных секторов с центральным углом каждый, обеспечивающим перекрытие смежных фиксированных угловых положений органа управления (а тем самым и подвижных элементов 3 и 4). Второй подвижный элемент 4 выполнен в виде сектора с центральньм углом, обеспечивающим перекрытие смежных фиксированных положений. Поверхности подвижных элементов, обращенные к датчикам, выполнены зеркальными. В этом варианте конструкция первого подвижного элемента обеспечивает за один оборот органа управления два цикла переключений в коде Джонсона с разрядными датчиками 7-9.

. Возможен вариант выполнения первого подвижного элемента 3 с тремя симметрично расположенными секторами, при этом на обратной стороне платы 6 должны быть установлены два датчика радиально по дуге окружности со смещением в смежных фиксированных положений.

Оптоэлектронные датчики выполнены по идентичной с хеме, Кс1ждая со35

переключений в коде Джонсона за о оборот органа управления.

Б исходном положении органа 1 управления при включенном источни

25 питания +U подвижные элементы 3 и не взаимодействуют с включенными разрядными датчиками 7 - 10. Све вой поток светодиода 11.1 каждого из разрядов поглощается стенками

30 корпуса переключателя и не попада на соответствующий фоторезистор Сопротивление последнего велико ставляет несколько десятков МОм) превышает как минимум в четыре ра сопротивление резистора 13. Напря ние на выходе формирователя имеет низкий потенциал И ( 0. Таким о разом, состояние всех выходов буд нулевым, т.е. , , ,

40 При повороте органа 1 управлен по часовой стрелке и установке ег в первое фиксированное положение подвижный элемент 3 перекрывает д чик 7. Световой поток светодиода

45 11.1, отражаясь от поверхности пе вого подвижного элемента 3, попад на фоторезистор 1 1., 2 той же onjron ры. Сопротивление фоторезистора П датчика первого разряда уменьшает

gQ до величины сотен ом. На выходе ф мирователя 12 формируется единичн выходной сигн;1л. Второй подвижный элемент в первом фиксированном по жении не взаимодействует с четвер

gg разрядным датчиком, и состояние д чика 10, как и датчиков 8 и 9, не изменяется. Таким образом, в перв фиксированном положении органа уп равления формируется кодовый выхо

первому варианту с двумя циклами

держит преобразовательный элемент - резисторную оптопару с открытым оптическим каналом , в состав которой входит светодиод 11.1 и фоторезистор 11.2 и формирователь 12 выходного сигнала соответствующего разряда на интегральном таймере. Фоторезистор 11.2 одним выводом соедиие с общей минусовой шиной источника питания, а вторым подключен к резистору 13, образующему с ним резистивный делитель напряжения, общая точка которого подключена к входу формирователя 12. Выходы соответствующих датчиков 7 10 (обозначим их как А,В,С,Д) составляют выходной кодовый сигнал переключателя .

Рассмотрим работу устройства по

5

переключений в коде Джонсона за один оборот органа управления.

Б исходном положении органа 1 управления при включенном источнике

5 питания +U подвижные элементы 3 и 4 не взаимодействуют с включенными разрядными датчиками 7 - 10. Световой поток светодиода 11.1 каждого из разрядов поглощается стенками

0 корпуса переключателя и не попадает на соответствующий фоторезистор 11,2, Сопротивление последнего велико (составляет несколько десятков МОм) и превышает как минимум в четыре раза сопротивление резистора 13. Напряжение на выходе формирователя имеет низкий потенциал И ( 0. Таким образом, состояние всех выходов будет нулевым, т.е. , , , .

0 При повороте органа 1 управления по часовой стрелке и установке его в первое фиксированное положение подвижный элемент 3 перекрывает чик 7. Световой поток светодиода

5 11.1, отражаясь от поверхности первого подвижного элемента 3, попадает на фоторезистор 1 1., 2 той же onjrona- ры. Сопротивление фоторезистора П.2 датчика первого разряда уменьшается

Q до величины сотен ом. На выходе формирователя 12 формируется единичный выходной сигн;1л. Второй подвижный элемент в первом фиксированном положении не взаимодействует с четвертым

g разрядным датчиком, и состояние датчика 10, как и датчиков 8 и 9, не изменяется. Таким образом, в первом фиксированном положении органа управления формируется кодовый выходной сигнал , , , . Во втором фиксированном положении органа управления первый подвижньй элемент взаимодействует; одновременно с двумя разрядными датчиками 7 и 8, на их выходах фор «1руются единичные напряжения , а состояния остальных разрядных датчиков не меняются. Выходной сигнал, соответствующий второму фиксированному положению органа управления, имеет вид , , , D4).

Аналогично происходит процесс формирования выходного кодового сигнаСовмещение в одном задающем устройстве двух видов взаимодействия разрядных датчиков: первых п-датчи- ков циклически в коде Джонсона, а последующего (п+1)-го датчика позиционно, каждого со своим подвижным элементом, соосно установленным на : одной оси, позволяет сократить изт- быт очность используемого кода, сократив число необходимых датчиков, либо при их сохранении увеличить число идентифицируемых позиций переключения .

Формула изобретени

Бесконтактный кодирующий переключатель, содержащий первый подвижный элемент, кинематически связанный с органом управления, имеющим механизм фиксации, установленные на плате задающего устройства п-е датчики

13289354

ла при последовательной установке органа управления в остальные фиксированные положения, включая XI. Пер- вые три разрядных датчика 7 - 9 за один оборот органа управления переключаются за два цикла в коде Джон- рона.

1Q Четвертый разрядный датчик 10 взаимодействует позиционно с вторым подвижным элементом 4, .начиная с У1 позиции.

Входные кодовые состояния датчи15 ков сведены в таблицу.

взаимодействующие с первым подвижным элементом в коде Джонсона, (п+1)й датчик, отличающийся тем, что, с целью упрощения путем уменьшения числа датчиков, дополнительно введен второй подвижный элемент, установленный соосно первому, причем первый подвижный элемент выполнен не менее чем с двумя симметрично расположенными секторами, каждый из которых имеет центральный угол, обеспечивающий перекрытие п смежных фиксированных положений, второй подвижный элемент выполнен по форме сектора с центральным углом,

обеспечивающим перекрытие 2п смежных фиксированных положений,а (п+1)-й датчик, взаимодействующий с вторым подвижным элементом, установлен на обратной стороне платы задающего

устройства.

J, Ц,9 Ю 4

Бесконтактный кодирующий переключатель (БКП) содержит орган 1 управления поворотного типа с подвижными элементами (ПЭ) 3,4, закрепленными на оси 2. Внутри корпуса на плате находятся датчики 7-9, установленные радиально по дуге окружности на смежных фиксированных позициях с равным угловым шагом между ними и взаимодействующие циклический в коде Джонсона с ПЭ 3, который выполнен в виде плоского диска по форме двух диаметрально противоположных секторов с центральным углом каждый, обеспечивающим перекрытие смежных фиксированных угловых положений органа управления. ПЭ 4 вьтолнен в виде сектора с центральным углом, обеспечивающим перекрытие смежных фикси- , рованных положений. Датчик 10 размещен на другой стороне платы. БКП- прост коструктивно и позволяет сократить избыточность используемого кода. 4 ил, 1 табл. (Л ф1/г4

S

т

Редактор Н.Бобкова

Составитель Л.Багян Техред И.Верес

Заказ 3497/57 Тираж 901Подписное

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

Корректор Л.Пилипенко