Преобразователь угла поворота вала в код Советский патент 1991 года по МПК H03M1/30 

Ё

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано для измерения текущего значения угла поворота вращающегося вала с учетом изменения направления вращения. Целью изобретения является повышение точности преобразователя. Для этого в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий фотоэлектрический преобразователь, два триггера, два элемента ИЛИ, два формирователя импульсов, два элемента И, реверсивный счетчик, введены три элемента Исключающее ИЛИ, два формирователя импульсов, элемент ИЛИ - НЕ, реверсивный счетчик и элемент обнуления. Поставленная цель достигается за счет получения четырех счетных импульсов за один период последовательности импульсов, поступающих с фотоэлектрического преобразователя. 2 ил.

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано для измерения текущего значения угла поворота вращающегося вала с учетом изменения направления движения.

Цель изобретения - повышение точности преобразователя

На фиг 1 приведена функциональная

схема преобразователя, на фиг. 2 (ао) временные диаграммы, поясняющие его работу

Преобразователь угла поворота вала в код содержит фотоэлектрический преобразователь 1 выполненный в виде источника 2 света, диска 3 с прозрачными и непрозрачными участками фотоприемников 4, 5 и формироватрлей 6 , 7 импульсов, триггеры 8, 9, элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 10- 12, формирователь импульсов, элемент 17 обнуления, элементы И 18, 19,

элементы ИЛИ 20. 21 реверсивный 22, элемент ИЛИ-НЕ 23.

Преобразователь угла поворота вата в код работает следующим образом.

При подаче питания на преобразователь элемент 17 через элемент И 19 производит стробирование триггеров 8 и 9, на выходах которых устанавливаются соответствующие сигналы тогЪ же уровня, ч го и на выходе формирователей 6 и 7. При вращении диска 3 через прозрачные участки засвечиваются фотоприемники 4 и 5 и на выходах формирователей 6 и 7 появляются сигналы низкого потенциала, сдвинутые по фазе на 1 /4 периода (фиг 2, поз. а и б).

Предположим, что сигнал с формирователя 7 опережает на 1 /4 периода сигнал с формирователя 6 В этом случае происходит следующее

О

о VJ ю ел о

На выходе элемента 10 появляется последовательность импульсов (фиг. 2. поз. в) с частотой, вдвое большей, чем с формирователей 6 и 7, причем моменты переключений совпадают как с положительными, так и с отрицательными фронтами последовательностей импульсов с формирователей 6 и 7. Прямоугольный сигнал с выхода элемента 10 поступает на прямой вход формирователя 13 и на инверсный вход формирователя 14. Формирователи 13, 14 генерируют короткие импульсы по положительным фронтам на их входе. Указанные короткие импульсы с инверсных выходов формирва- телей 13, 14 (фиг. 2, поз. д) поступают на входы элемента И 18. на выходе которого (фиг. 2, поз. е) формируются четыре коротких отрицательных импульса за один период. Эти импульсы через второй элемент И 19 стробируют триггеры 8 и 9. При этом на выхода триггеров 8 (фиг. 2, поз. ж) и 9 (фиг. 2, поз з) с задержкой времени, определяемой длительностью коротких импульсов, появляются те же последовательности импульсов, что и с формирователей 6 и 7. но сдвинутые на величину коротких импульсов. что позволяет определить направление вращения вала в момент прихода каждого короткого импульса, поступающею с выхода элемента И 18 на входы элемечточ ИЛИ 20, 21 (фиг. 2, поз. л и м). Направление вращения определяется следующим образом: на элементах 11 и 12 происходит сравнение сигналов, поступающих с Формирователей 6 и 7 и выходов триггеров 8 и 9. При положительном направлении вр щения вала на выходе элемента 12 (фиг 2 поз. и) появляется сигнал низкого уровня в момент следования коротких импупь- сов, а на элемент 11 (фиг. 2, поз. к) в эго время приходят сигналы высокого уровня Следовательно, короткие импульсы через элемент 20 (фиг. 2, поз. л) проходят на инверсный вход формирователя 15 импульсов, а на инверсном входе формирователя 16 постоянно присутствует сигнал высокого уровня (фиг. 2, поз. м).

При смене направления вращения вала на выходе элемента 11 появляется сигнал низкого уровня в момент следования коротких импулсов, а на выходе элементе 12 в эти моменты будут присутствовать сигналы высокого уровня.Короткие отрицательные им пульсы проходят на инверсный вход формирователя 16 через элемент ИЛИ 21 Счетные импульсы с инверсных выходов формирователей 15, 16 поступают н входы прямого и обратного соответственно (.чета реверсивного счетчика 22.

Элемент ИЛИ-НЕ 23 служит для блокировки формирователей 15 и 16 в момент реверса вала на границе прозрачного и непрозрачного участков диска 3.

Формула изобретения Преобразователь угла поворота вала в код. содержащий фотоэлектрический преобразователь, выполненный в виде источни0 ка света, оптически соединенного через диск с прозрачными и непрозрачными участками с двумя фотоприемниками, выходы которых соединены с входами первого и второго формирователей импульсов, выхо5 ды первого формирователя импульсов соединен с первым входом первого триггера, второй триггер, два элемента ИЛИ, третий формирователь импульсов, выход которого соединен с первым входом первого элеменQ ТУ И. четвертый формирователь импульсов, второй элемент И, реверсивный счетчик, о j- л и чающийся гем. что, с целью повышения точности преобразователя, в него введены три элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ,

5 пятый и шестой формирователи импульсов, элемент ИЛИ-НЕ, элемент обнуления, выход первого формирователя импульсов соединен с первым входом первого и второго элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход

0 второго формирователя импульсов соединен с первым входом второго триггера, вторым входом первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и первым входом третьего элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ,

5 выход первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединен с входами третьего и четвертою формирователей импульсов, выход четвертого формирователя импульсов соединен с вторым входом первого элемен

0 та И, выход которого соединен с первыми оходй ми пятого и шесюго формирователей импульсов, элементов ИЛИ и второго элемента И. выход которого соединен с вторыми входами первого и второго триггеров,

5 выходы которых соединены с вторыми входами соответственно третьего и второго элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ. выходы которых соединены с вторыми входами первого и второю эл-ементов ИЛИ выходы коQ торы соединены с входами элемента ИЛИ-НЕ и вторыми входами соответственно пятого и шестого формирователей импульсов, выходы которых соединены с входами реверсивною счетчика, выходы ко5 горою являются выходами преобразователя угла поворота вала в код, выход элемента ИЛИ- НЕ соединен с третьими входами элемен гоиИЛИ, вход элемента обнуления соединен с шиной питания а иыход - с вторым входом второго элемента И

о

LO CN

ГtOЈ

з HIT U U 41ПППЛПЛПП

SJ

s rl

1Г

erLTLTLrU 51ПППППППГ

10

шпппппги

-;.

a ITU Ш

einnnnnnnn

JLJ L .l I-I Г

U.

f.

.ТПППППППГ

лШПППЛЛЛГ

Фиг. 2