Оптико-электронный преобразователь угла поворота вала в код Советский патент 1990 года по МПК H03M1/48 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для связи источников аналоговой информации с цифровым вычислительным устройством.

Цель изобретения - повьшение точности и расширение диапазона преобразования.

На чертеже представлена структурная схема преобразователя. .

Преобразователь содержит отражатель в виде многогранной призмы 1, вал 2, объектив 3, отражающую призму 4, фотоприемник 5, оптический компенсатор 6, дополнительный отражатель 7, пентапризму 8, первый 9, второй 10, третий 11 и четвертый 12 источники света с конденсорами 13-16, светоделитель 17, блок 18 формирования сигнала рассогласования, привод

9:, отсчетный блок 20, концевые вы- кл очатели 21 и 22, упоры 23 и 24,, аналого-цифровой преобразователь 25, ко мпараторы 26 и 27, элементы И 28 и 29, триггер 30, сдвоенный переключатель 31, блок 32 питания.

Блок 18 формирования сигнала рассогласования содержит дифференциальный усилитель 33 и фазочувствитель- выпрямитель 34.

I Преобразователь работает следуюпр м образом.

При единичном выходном сигнале тр иггера 30 блок 32 питания через сдвоенный переключатель 31 запитывапротивофазными напряжениями первый

ei

и второй 10 источники света. Свет

oi источников 9 и 10 проходит через кфнденсоры 13 и 14, отражающую приз- Mi 4, светоделитель 17, оптический кфмпенсатор 6, объектив 3, дополнительный отражатель 7 и отражается от многогранной призмы 1, Отраженный 25 от многогранной приз1-1ы 1 свет источников 9 и 10 проходит на фотоприем- нИк 5 через дополнительный отража- т|ель 7, объектов 3, оптический ком- п1енсатор, 6 и светоделитель 17. В за- JQ вИсимости от углового положения вала 2 световое пятно с 1ещается на поверхности фотоприемника 5. Блок 18 из выходных сигналов фотоприемника 5 формирует сигнал рассогласования, пропорциональный смещению светового пятна относительно диафрагмы фртопри- емника 5. Привод 19 перемепшет оптический компенсатор 6, выполненный в йиде клина, до получения нулевого 0 сигнала рассогласовэ 1ия. Перемещение оптического компенсатора 6 преобразуется в электрический сигнал блоком 20f в качестве которого может быть использован потенциометр. В случае 5 достижения оптическим компенсатором 6 концевого выключателя, например 21, и упора 23 и дальнейшего вращения вала 2 в том же направлении произойдет увеличение сигнала рассогласова- ния и сработает компаратор 26, ас учетом наличия сигнала на выходе концевого выклю,чателя 21 появится сигнал на выходе элемента И 28. Триггер 30, работающий в счетном режиме по каж- . дому входу, перебросится и блок 32 питания через сдвоенный переключатель 31 запитает источники 11 и 12 света вместо источников 9 и iO света. Если после срабатывания концевого выключателя 21 вал 2 остановится или а:чнет вращаться в противоположную сторону, то сигнал рассогласования не превысит порога срабатывания компаратора 26 и переключения источников света не произойдет. После переключения свет от источников 11 и 12 прохоJQ дит через конденсоры 15 и 16, отражающую призму 4, светоделитель 17, оптический компенсатор 6, объектив 3, пентапризму 8, отражается от другой грани многогранной призмы 1 и че15 рез пентапризму 8, объектив 3, оптический компенсатор 6 и светоделитель 17 поступает на фотоприемник. За счет двойного отражения света в пентаприз- ме 8 при одном направлении вращения вала 2 световое пятно смещается на .фотоприемнике 5 в разные стороны при запитывании источников 9,О и 11,12 света. При этом происходит перемещение оптического компенсатора 6 от одного упора до другого и обратно. Аналого -цифровой преобразователь 25 преобразует выходную информацию блока 20 в прямой или дополнительный код в зависимости от выходного сигнала триггера 30.

Таким образом, использование многогранной призмы расширяет диапазон измеряемь х положений вала 2 и повышает точность преобразования за счет уменьшения расхождения отраженных от многогранной призмы лучей.

Формула изобретения

Оптико-электронный преобразователь угла поворота вала в код, содержащий жестко связанный с вращаю- пшмся валом отражатель, первый и второй источники света с конденсорами э оптически связанные соответственно с первой и второй гранями отра- р;ающей призмы, привод, кинематически связанный с отсчетным блоком и оптическим компенсатором с упорами, объектив, оптически связанный с оптическим компенсатором, фотоприемник выход которого соединен с одним входом блока формирования сигнала рассогласования,, другой вход которого подключен к одному выходу блока питания 5 а выход, соединен с входом привода а отличающийся теМ( что 5 с целью распгирения диапазона измерения и повьш1екия точности

5,

преобразопателя, в него введены третий и четвертый источники света с конденсорами, светоделитель, дополнительный отражатель, пентапризма, два концевых выключател.я, два компаратора, два элемента И, триггер, сдвоенный переключатель и аналого- цифровой преобразователь, связанный с вращающимся валом отражатель выполнен в виде многогранной призмы, третий и четвертый источники света с кoндeнcopa ш оптически связаны соответственно с первой и второй гранями отражающей призмы, первая и вторая грани отражающей призмы, оптически связанные с первым-и вторым источниками света, оптически связаны через светоделитель, оптический компенсатор, объектив и дополнительный отражатель с одними гранями многогранной призмы, первая и вторая грани отражающей призмы, оптически связанные с третьим и четвертым источниками света, оптически связаны через светоделитель, оптический компенса876 1 .6

тор, объектив и пентапризму с другими гранями многогранной призмы, светоделитель оптически связан с фотоприемником, выход блока формирования сигнала рассогласования соединен с , входами первого и второго компараторов, выходы которых соединены с первыми входами соответственно первого

0 и второго элементов И, вторые входд. которых подключены соответственно к выходам одного и другого жестко связанными с соответствующими упорами концевых выключателей, выходы эле}5 ментов И соединены с входами триггера, выход которого соединен с управляющим входом сдвоенного переключателя и управляющим входом аналого-цифрового преобразователя, информацион20 ный вход которого подключен к выходу отсчетного блока,выходы блока питания соединены с информационными гахо- дами сдвоенного переключателя, выходы которого соединены соответственно

25 с входами источников света.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для связи источников аналоговой информации с цифровым вычислительным устройством. С целью повышения точности и расширения диапазона преобразования в оптико-электронный преобразователь угла поворота вала в код, содержащий связанный с валом отражатель в виде многогранной призмы, объектив, отражающую призму, оптический компенсатор с упорами, первый и второй источники света с конденсаторами, фото-приемник, блок формирования сигнала рассогласования, привод, отсчетный блок и блок питания, введены дополнительный отражатель, пентапризма, третий и четвертый источники света с конденсорами, светоделитель, два концевых выключателя, аналого-цифровой преобразователь, два компаратора, два элемента И, триггер и сдвоенный переключатель. Смещение лучей источников света относительно диафрагмы фотоприемника при вращении многогранной призмы компенсируется перемещением оптического компенсатора с помощью управляемого блоком формирования сигнала рассогласования привода. Аналого-цифровой преобразователь преобразует выходной сигнал отсчетного блока, пропорциональный перемещению оптического компенсатора, в прямой или дополнительный код в зависимости от номера запитываемых источников света. 1 ил.