Импульсный датчик угла поворота Советский патент 1992 года по МПК G01B7/00 

Изобретение относится к преобразованию аналоговой информации в дискретную.

Известны преобразователи угла поворота в двоичный код, содержащие диск с разрядными кольцами, имеющими проводящие и непроводящие электрический ток участки, и считывающее устройство, выполненное в виде токосъемных счеток.

Недостатком данных преобразователей является низкая точность преобразования, составляющая 10-11 разрядов.

Известны также преобразователи угол - код, содержащие магнитный барабан с нанесенными на его поверхность метками, количество которых зависит от точности преобразования угла, и три съемные головки.

Недостатками данных преобразователей являются: низкая точность преобразования, составляющая + 0,2%; сложность изготовления магнитного барабана с метками.

Значительное увеличение точности достигается в преобразователях угол - код с фотоэлектрическим съемом сигнала, состоящие из измерительной решетки, образованной из непрозрачных штрихов, расположенных на прозрачном диске, источника света и считывающего устройства, состоящее из щели и фотодиода.

Недостатком данного преобразователя является сложность точного изготовления решетки или необходимость использования луча лазера в качестве источника света для получения высокой точности преобразования.

Наиболее близким решением технической задачи является преобразователь угол - код, содержащий элемент поворота, соосно укрепленный на соединительной оси, представляющий собой диск, чувствительный элемент, установленный в корпусе и выполненный в виде многополюсного маг- нитопровода, и кодирующий элемент, вы(Л

С

jco ю

00

4

полненный в виде кольцевых разрядных дорожек, размещенных на диске.

Недостатками устройства являются сложность оперативного изменения разрешающей способности преобразователя; не- обходимость, и сложность изготовления подвижного диска больших геометрических размеров для получения высокой разрешающей способности.

Цель изобретения - повышение точности определения угла поворота.

Сущность изобретения заключается в гом, что в датчик введены обводные ролики, установленные внутри корпуса, выполненного в виде барабана, а кодирующий элемент выполнен в виде перфорированной ленты, соединенной в кольцо, причем чувствительный элемент выполнен в виде воспроизводящей магнитной головки, сопряженной с перфорированной магнитной лентой, размещенной на обводных роликах и на элементе поворота, выполненном в виде зубчатого барабана. Выполнение корпуса датчика в виде барабана обеспечивает простоту его изготовления и максимум внутреннего объема, что в свою очередь позволяет при размещении внутри корпуса, по его окружности, обводных роликов и элемента поворота получить максимальную длину перфорированной магнитной ленты, размещенной на них. Это приводит к получению максимально возможной точности преобразования при заданных геометрических размерах датчика. Исполнение кодирующего элемента в виде перфорированной магнитной ленты, соединенной в кольцо, с равномерно нанесенными на нее магнитными метками позволяет не только подсчитать количество меток, пропорциональных углу поворота, но и произвести при необходимости подсчет количества оборотов элемента поворота по формуле

,

m

где п - число оборотов элемента поворота;

N - число магнитных меток, считанных воспроизводящей магнитной головкой;

m - число магнитных меток, соответствующих одному обороту элемента поворота.

Наличие перфорационных отверстий, размещенных по краям магнитной ленты, в которые входят зубья зубчатого барабана, предотвращает магнитную ленту от проскальзывания при больших угловых скоростях элемента поворота.

На фиг.1 показано крепление осей обводных роликов и зубчатого барабана; на фиг.2 - перфорированная магнитная лента, соединенная в кольцо и размещенная на обводных роликах и зубчатом барабане, на

фиг.З - магнитная лента с перфорационными отверстиями.

Импульсный датчик угла поворота состоит из корпуса, выполненного в виде барабана 1, в котором размещены обводные ролики 2 и зубчатый барабан 3, оси которых закреплены в подшипниках 4, жестко связанных с корпусом, воспроизводящей магнитной головки 5, сопряженной с магнитной

0 лентой 6, концы которой соединены, а по краям имеется два ряда перфорационных отверстий 7, в которые входят зубья 8 зубчатого барабана 3, соосно закрепленного на соединительной оси 9.

5 Устройство работает следующим образом.

В исходном положении соединительная ось 9 не вращается и воспроизводящая магнитная головка 5 не считывает магнитные

0 метки, равномерно размещенные на магнитной ленте 6, концы которой соединены. При повороте соединительной оси 9 на некоторый угол повернется на этот же угол в подшипнике 4 и жестко связанная с ним

5 ось зубчатого барабана 3, зубья 8 которого, входя в перфорационные отверстия 7 магнитной ленты 6, протягивают ее по обводным роликам 2, которые, вращаясь в подшипниках 4, облегчают перемещение

0 магнитной ленты 6. В результате перемещения магнитной ленты 6 воспроизводящая магнитная головка 5 считывает равномерно нанесенные магнитные метки, число которых пропорционально углу поворота соеди5 нительной оси 9. Зубья 8 зубчатого барабана 3, входя в перфорационные отверстия 7 магнитной ленты 6, предохраняют ее от проскальзывания при перемещении. Использование в качестве чувствитель0 ного элемента датчика воспроизводящей магнитной головки, выпускаемых промышленностью, а в качестве кодирующего элемента перфорированной магнитной ленты, соединенной в кольцо, с равномерно нане5 сенными на нее магнитными метками с рас- стоянием между ними 5-10 мкм и размещенной внутри корпуса с внутренним диаметром 50 мм позволяет получить разрешающую способность в пределах 0,8 - 1,5

0 угловые минуты, что составляет 0,003 - 0,006%.

Формула изобретения Импульсный датчик угла поворота, содержащий элемент поворота, соосно

5 укрепленный на соединительной оси, чувствительный элемент, установленный в корпусе, и кодирующий элемент, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения угла поворота, в него введены обводные ролики, установленные

внутри корпуса, выполненного в виде бара- дящей магнитной головки, сопряженной с бана, а кодирующий элемент выполнен в „ перфорированной магнитной лентой, размещенной на обводных роликах и на элементе поворота, выполненном в виде

виде перфорированной магнитной ленты, соединенной в кольцо, причем чувствитель

Изобретение относится к области преобразования аналоговой информации в дискретную. Цель изобретения - повышение точности определения угла поворота. Для достижения цели в датчик введены обводные ролики, установленные внутри корпуса, выполненного в виде барабана, а кодирующий элемент выполнен в виде перфорированной магнитной ленты, соединенной в кольцо, причем чувствительный элемент выполнен в виде воспроизводящей магнитной головки, сопряженной с перфорированной магнитной лентой, размещенной на обводных роликах и на элементе поворота, выполненном в виде зубчатого барабана. 3 ил.

ный элемент выполнен в виде воспроизво- 5 зубчатого барабана.

2 Э 68