Преобразователь угла поворота в код Советский патент 1990 года по МПК H03M1/26 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения угла поворота : взаимоподвижных частей с возможностью их относительного поступательного движения по двум осям.

Цель изобретения расширение области применения за счет обеспечения возможности изменения угла при линей-, ном перемеигэнии емкостного чувстви- тельног о элемента.

На фиг. 1 приведена функциональная схема преобразователя; на фиг. 2 - пример использования преобразователя; на фиг. 3 - схема чувствительного элемента; на фиг. 4 зависимости емкостей пластин от угла поворота ротора.

Преобразователь угла поворота в код содержит емкостной чувствительный элемент 1, управляемый генератор 2,. элементы И 3 и 4, реверсивный счетчик 5, регистр 6, генератор 7, икотульсов, триггеры 8 и 9, однсвибра- торы to к 11, мультиплексор 12. Емкостной чувствительной элемент 1 выполнен в виде ротора 13 и статора 14. Ротор 13 выпсшнен в виде токопроводя- щей пластины. Статор 14 вьтолнен в виде токопроводящей крестовины 15, разделенной на секции 16-20.

СЗ

сд

00

00

Преобразоватать тла поворота в код работает следуюиздм образом.

Крестовина 15 образует с ротором 13 две емкости С1 и С2, При движении отора 13 по координатам X и У емкости С1 и С2 не изменяются. При повооте ротора 13 относительно крестовины 15 статора 14 изменяются емкости С1 и С2 между ротором 13 статором 14, причем угол поворота пропорщонален разности емкостей

Cf С1 - С2,,(1)

где О - угол поворота ротора 13 от- |

носит ел ьно статора 14, С1 - емкость между ротором 13 и

секциями 16, 18, 20, С2 - емкость между ротором 13 и секциями 16, 17, 19с20

Последние через мультиплексор 12 подключаются к генератору 2, частота которого зависит от величины подключаемой емкости. Импульсы генератора 2 при подключенной SI KOCTH С1 через 25 элемент И 3 поступают на суммирующий вход счетчика 5. При подключении к генератору 2 емкости С2 импульсы через элемент И 4 подаются на вьин- тающий вход счетчика 5с Таким образом, реализуется вьиисление угла поворота по формуле (1). Работа счетчика 5 происходит под управлением генератора 7 импульсов, триггеров 8 и 9 и одновибраторов 10 и 11, После цикла измерешм по сигналу одно- 35 вибратора 10 код счетчика 5s пропорциональный углу поворотаS записывается в регистр 6, а по сигналу одновибратора i1 счетчик 5 сбрасывается -в нулевое состояние 40

Зависимость площадей перекрытия секций 16-20, ротора 13 и, соответственно, емкостей С1 и С2 от угла поворота представлена на фиг, 4, Разность .площадей представлена кривой В , - которая показывает, что в диапазоне ±20 преобразователь линеен и может быть использовав: для от ределеш1я угла поворота. За точку отсчета берется угол между пластиной ротора 1350 и секхщями 17 и 19, равный 45°о

Формула изобретения

Преобразователь угла поворота в код, содержащий емкостной чувстви- 55

30

Q

0

5 5 0

- 0

5

0

тельньй элемент, вьполненный в виде ротора и статора, генератор импульсов, отличающийсятем, что, с целью расширения области применения преобразователя, в него введены управляемьй генератор, два элемента И, реверсивный счетчик, регистр, два триггера, два одновибратора и мультиплексор, ротор емкостного чувствительного элемента выполнен в виде токопроводящей пластины, статор емкостного чувствительного элемента выполнен в виде токопроводящей крестовины, разделенной на пять секций, первая из которых расположена в центре, а остальные - по ее краям, вторая секция соединена с третьей секцией, расположенной с противоположной стороны от второй секции от- носите:аьно первой секции, и с первым информационным входом мультиплексора, четвертая секция соединена с пятой секцией, расположенной с противоположной стороны от четвертой секции относительно первой секции, и вторым информационным входом мультиплексора, выход которого соединен с первой секцией токопроводящей крестовины и входом управляемого генератора, выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И, выходы которых соединены соответственно с сух- мирующим и вычитающим входами реверсивного счетчика, выход генератора импульсов соединен с входом первого триггера, инверсный выход которого соединен с вторыми входами элементов И, а прямой выход со единен с входом второго триггера, инверсный выход которого соединен с третьим входом второго элемента И, а прямой выход соединен с третьим входом первого элемента И, управляющим входом мультиплексора и входом первого одновибратора, выход которого соединен с входом записи регистра и входом второго одновибратора5 выход которого соединен с входом установки нуля реверсивного счетчика, выходы которого соединены с информационными входами регистра, выход которого является выходом преобразователя, токопроводящая пластина ротора соединена с общей шиной.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения угла поворота взаимоподвижных частей с возможностью их относительного поступательного движения по двум осям. Целью изобретения является расширение области применения. Для этого в преобразователь угла поворота в код, содержащий емкостной чувствительный элемент, выполненный в виде ротора и статора, генератор импульсов, введены управляемый генератор, два элемента И, реверсивный счетчик, регистр, два триггера, два одновибратора и мультиплексор. Поставленная цель достигается за счет выполнения емкостного чувствительного элемента, что позволяет сохранять постоянную емкость между статором и ротором при линейном их перемещении и изменять емкость между ними при вращательном движении и последующей обработкой сигналов емкостного чувствительного элемента. 4 ил.

-диэ/тектрическое основоние

ФиеЛ

Y.

редактор Н.Тупица

Фив.Составитёль А.Сидоренко Техред М.Дидык

13

Корректор С.Шевкун