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

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть применено в системах автоматического регулирования и управления,

Целью изобретения является упрощение преобразователя.

На фиг. 1 представлена функциональная схема преобразователя; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.

Преобразователь содержит источник 1 света с линзой 2, кодовый диск 3 с дорожкой А, индикаторный диск 5 с дорожкой 6, делители 7 и 8 частоты, импертор 9, нуль-органы 10-12, триггер 13, элементы И 14 и 15, счетчик 16, регистр 17, фотоприемник 18 и формирователь 19 импульсов. На фиг. 2 20-26 эпюры сигналов,

Преобразователь работает следующи образом.

При вращении кодового диска 3 от- HOt HTc.abno индикаторного диска 5 происходит модуляция светового потока от источника 1, которая воспроизводятся (Ьотоприемником 18 в виде сигнала U, (фиг. 2, сигнал 20),

и, (2 + l)ut, период Т, которого равен

1 ()U .

где ,2,3,.,.,т;

Q- угловая скорость вращения

диска 3.

Сигнал и,, предварительно преобразованный в формирователе 19 в сигнал 21 прямоугольной формы той же частоты, поступает на вход инвертора 9 и на входы делителей 7 частоты, обеспечиваюпще деление входной частоты соответственно на 2 и (), С делителей 7 и 8 частоты снимаются сигналы T2J Тэ прямоугольной формы, периоды которых равны (фиг, 2, сигналы 20 и 21)

Т г

1

()u 1

При вращении кодового

гигналы Т, Tj смещаются по фазе один 55 Ды нуль-органов 10 и 11, в которых

от осительно другого. При этом только в одном положении их фазы совпадают и это положение принимается за пач.яло отсчета. Если рассматривать

формируются управляющие импульсы 24 я 25 в моменты перехода сигналов че рез нуль в положительном направлени Эти импульсы управляют триггером

фазовые соотношения этих сигналов в моменты, когда они переходят через нуль в положительном направлении, то при перемещении на угол, равный целому числу (j) периодов Т, сигнала с делителя 8 частоты, фазовьш сдвиг между сигналами Т, Т, пропорционален соотношению

10

M--(T,-T)j (2 +T)u

(2)

5

где ,2,3,,.., .

Принимая во внимание выражение (1), полученное соотношение примет вид

(3)

. сигнала 23 с делителя 8 частоты является эквивалентом углового смещения на величину

(3) углоuTj Tj , Так как период Т.

г И 2

то с учетом выражения

вому перемещению на величину

Ь

2

ста0

вится в соответствие тоже количество j периодов Т, сигнала 20 с фотопри- емника 18, которое размещается во временном интервале uTj, равном фазовому сдвигу между сигналами Т и Т,

Из выражений (2) и (3) видно, что начало отсчета, соответствующее нулевому фазовому сдвигу (), при . Угловому перемещению на 1Г соот

ветствует условие, т,е

когда J 2

и

фазовый сдвиг

2()сО этом случае равен половине перио

котором укладыва

сигнала Т.. Угловому смещению диска 3 на 2Т соответствует условие, когда , при этом

V фазовый сдвиг в этом случае равен периоду сигнала Т, в котором укладывается 21Г периодов сигнала Т;, .

Съем информации об угловом перемещении относительно начала отсчета,, которым является момент совпадения фаз сигналов Т, и Т, обеспечивается следующим образом.

Сигналы Т, и Т, поступают-на вхоформируются управляющие импульсы 24 я 25 в моменты перехода сигналов через нуль в положительном направлении. Эти импульсы управляют триггером

13, на прямом выходе которого формируется прямоугольный сигнал 26, длительность которого равна фазовому сдвигу между сигналами 22 и 23 с делителей 7 и 8 частоты.

Прямой и инверсный сигналы с триггера 13 подаются на входы элементов И 14 и 15, Импульсы 21 с формирователя 19, предварительно проинверти- рованные, поступают на вход нуль-органа 12 и далее на вторые входы элементов И 14 и 15,

В счетчик 16 поступают импульсы, число которых (j) в каждом цикле измерения равно угловому смещению относительно канала отсчета на величину

211 2

Цикл измерения, равный периоду

сигнала Т , каждый раз завершается в момент появления сигнала 25 с нуль- органа I1, который одновременно дает разрешение на стирание в регистре 17 информации об угле, произведенной в предыдущем цикле измерения, и дает разрешение на перезапись в обнуленный регистр 17 текущей информации об угле из счетчика 16. Счетчик 16 обнуляется первым импульсом с элемента И 15, следующим во времени непосредственно за импульсом с нуль-органа 1I, Этим самым счетчик 16 подготавливается для приема информации об угле в следующем цикле измерения. Информация же об измеренном угле хранится в регистре 17 до момента завершения цикла, равного периоду сигнала Т

или повороту за угол, равный .

Формула изобретения

Фотоэлектрический преобразователь перемещений в код, содержащий оптически соединенные источник света, линзу, кодовый и индикаторные диски с нанесенными на них дорожками в виде штрихов, число N которых одинаково

0 для обоих дисков и равно 2(2 + 1), где п - целое число, и фотоприемник, выход которого соединен с входом формирователя импульсов, выход которого соединен с входами первого делите5 ля частоты и инвертора, выход которого соединен через первый нуль-орган с первыми входами первого и второго элементов И, выход первого делителя частоты через второй нуль-орган соединен с первым входом триггера, первый выход которого соединен с вторым входом первого элемента И, а второй выход соединен, с втхэрым входом второго элемента И, выходы первого и вто5 рого элементов И соединены соответственно с первым и вторым входами счетчика, выходы которого соединены с информационными входами регистра,выходы которого являются выходами преоб0 разователя, выход третьего нуль-органа соединен с вторым входом триггера и управляющим входом регистра, отличающийся тем, что, с целью упрощения преобразователя, в не- го введен второй делитель частоты, вход которого соединен с выходом формирователя импульсов, а выход соединен с. входом третьего нуль - органа.

-

-и-и

7 I-0

0

.

«n

«Ч

fl

yh

«q

1

N

Mi

N

4

:

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для измерения перемещений в системах автоматического регулирования и управления. Целью изобретения является упрощение преобразователя. Преобразователь содержит источник света с лиизой, кодовый диск с одной кодовой дорожкой и индикаторный диск с другой кодовой дорожкой (дорожки имеют по 2() штрихов), делители частоты, инвертор, нуль-органы, триггер, элементы И, счетчик, регистр, фотоприемник, формирователь импульсов. При вращении кодового диска на выходе фотоприемника формируется сигнал, период которого определяется скоростью вращения кодового диска и числом штрихов на его дорожке, С помощью делителей этот сигнал дополнительно делится, и на выходе нуль- органов формируется три последовательности сигналов различной частоты, Две последовательности сигналов предназначены для управления работой триггера и элементов И, а третья последовательность служит для формирования сигнала в цифровой форме, эквивалентного углу поворота кодового диска, 2 ил. (Л оо со to СП оо ю

К.

Q

Составитель Ю.Котов Редактор И.Шулла Техред Л.Сердюкова

Заказ 3848/55

Тираж 901Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и (эткрытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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

Корректор Е.Рошко