ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГОЛ—КОД Советский патент 1973 года по МПК H03M1/24 

Изобретение относится к дискретным системам автоматического контроля, управления и регулирования. Известны преобразователи угол-код, содержащие в каждом разряде датчики угла, кинематически соединенные между собой редукторами и выполненные в виде статора, в который вмонтированы чувствительные элементы, и кодового барабана со щелями, кинематически соединенного с валом преобразователя. Одни выходы чувствительных элементов датчиков угла нулевого разряда подключены к пороговому устройству, а другие выходы подключены через логические элементы «ИЛИ-НЕ и «НЕ к чувствительным элементам датчика угла первого разряда. Описываемое устройство отличается тем, что в нем в статоре датчика угла каждого разряда установлены дополнительные чувствительные элементы, а против них на кодовом барабане выполнены дополнительные щели, причем в первом разряде установлен один дополнительный чувствительный элемент, а в каждом последующем - по два дополнительных чувствительных элемента. Это позволяет повысить точность преобразователя в работе. На фиг. 1 приведена функциональная схема преобразователя (на примере двух разрядов); на фиг. 2 изображен датчик угла; на фиг. 3 приведены развертка кодового элемента датчика младщего нулевого разряда и развертка кодового элемента датчика ненулевого разряда. Преобразователь угол-код содержит датчики угла 1 и 2, логические схемы «НЕ 3-5 и «ИЛИ-НЕ б, пороговое устройство 7 и редукторы 8, чувствительные элементы 9, дополнительные чувствительные элементы 10 и 11 (I-X - номера чувствительных элементов в каждом разряде). Кроме того, датчик угла, входящий в каждый разряд, содержит обойму 12, кодирующий элемент 13 со щелями а, б и источник 14 возбуждения. Передаточное число каждого из редукторов 8 осуществляющих связь между валами двух соседних датчиков 1, 2 угла, равно числу чувствительных элементов 9 датчика старшего разряда (из двух соседних), т. е. числу, равному основанию системы счислений, в которой работает датчик старщего разряда. На кодирующем элементе 13 в одном сечении (см. фиг. 2) имеется щель а, а в другом сечениищелей б (п - основание систеМЫ счисления данного разряда, например ). Против щели а в обойме 12 установлено п чувствительных элементов 9, а против щелей б - чувствительные элементы 10 и И. Угловой размер b щели а лежит в пределах: «э ло4firi , угловой размер

360

, где Д - угловой размер

щели 6-d-диафрагмы чувствительных элементов.

Датчик 1 младшего разряда отличается от датчика 2 тем, что содержит только один чувствительный элемент 10. Чувствительные элементы 9 каждого датчика объединены в две группы (четных и нечетных). Каждая

я

группа имеет - выходов и общую шину, к

которой подключается напряжение питания.

К общим щинам АО и АО, объединяющи г одноименные концы {в фотоэлектрическом датчике ими, например, могут быть аноды фотодиодов) соответственно нечетных и четных чувствительных элементов 9 датчика 1, подается питание с помощью порогового устройства 7, управление которым осуществляется дополнительным чувствительным элементом 10. Последний может находиться в возбужденном состоянии, когда против него находится одна из щелей б, или в невозбужденном состоянии, когда он от воздействия источника 14 перекрыт кодирующим элементом 13.

в первом случае, устройство 7 подводит питание только к щине АО и, следовательпо, только на одном из выходов I, III, V,... появляется сигнал одного из возбужденных нечетных чувствительных элементов 9, а во-втором случае - к шине АО, благодаря чему только на одном из четных выходов О, II, IV... появляется сигнал возбужденных чувствительных элементов 9. Взаимное расположение щелей а и-б таково, что, если возбужден элемент 10, то в возбужденном состоянии обязательно находится и один из нечетных чувствительных элементов.

Таким образом, при возбужденном чувствительном элементе 10 на одном из нечетных выходов нулевого разряда появляется полезный сигнал, условно «1, в то время как на остальных выходах будут отсутствовать полезные сигналы, т. е. будут сигналы, условно равные «О. Если чувствительный элемент 10 невозбужден, то сигнал «1 появляется на одном из четных выходов, в то время как на остальных выходах будут «О. С точностью до единицы номер выхода, на котором должен появиться сигнал «1, определяется положением щели а относительно чувствительных элементов 9. Точный номер выхода (уже из возможных двух) выявляется устройством определения нечетности выходного сигнала, которое состоит из чувствительного элемента 10 устройства 7 и кодирующего элемента 13 со щелями б.

Роль определителя нечетности номера выхода в каждом старшем разряде играют логические схемы 3, 6, 4, 5, донолнительные чувствительные элементы 10 и II совместно с кодирующим элементом 13 своего датчика, в котором выполнены щели б. Например, для первого разряда признак нечетности, сформированный в виде сигнала «1, появляется на выходе схемы 5 (на выходе схемы 4 в это время соответственно «О) в следующих случаях:

а)если вал датчика первого разряда повернут так, что через одну из щелей б источник 14 возбуждает дополнительный чувствительный элемент 10 и угол поворота вала датчика предыдущего (в данном случае нулевого) разряда относительно своего гулевого ноложения не превышает 180°, т. е. когда на каком-либо из выходов чувствительных элементов О, I,

II... (1) датчика предыдущего разряда

имеется сигнал

б)если в возбужденном состоянии находятся оба дополнительных чувствительных элемента 10 и 11;

в)если в возбужденном состоянии находится дополнительный ч вствительный элемент 11 и угол поворота вала датчика предыдущего разряда относительно своего нулевого положения превышает или равен 180°.

в первом случае на один из - входов схеJL

мы «или-НЕ 6 будет подан сигнал «1, что вызовет появление сигнала «О на ее выходе и сигнала «1 на выходе схемы 3, благодаря чему питание будет переключено от чувствительного элемента 11 к чувствительному элементу 10.

Таким образом, на вход схемы 4 поступит сигнал «I от возбужденного чувствительного элемента 10, который вызовет появление сигнала «О на выходе схемы 4 и сигнала «1 на выходе схемы 5. При этом питание будет подано только к нечетной шине Ai. Во втором случае, независимо от положения вала датчика предыдущего разряда, на один из возбужденных чувствительных элементов 10 или И будет подано питание, так как на выходе одной из схем 3 или 6 имеется сигнал «1, и следовательно, так же как в предыдущем случае к нечетной щине будет подведено питание. В третьем случае на все - входов схеft

мы 6 поступают сигналы, равные «О, что приводит к появлению сигнала «1 на выходе схемы 6 и сигнала «О на выходе схемы 3. В этом случае питание будет подключено к чувствительному элементу 11, который находится в возбужденном состоянии. На вход схемы 4 будет опять подан сигнал «1, и следовательно, к щине AI подключено питание.

При всех других положениях вала датчика первого разряда и при прочих сочетаниях выходных сигналов схем 3 и 6 возбужденных состояний чувствительных элементов 10 и 11 на вход схемы 5 поступает сигнал, равный «О, так как либо не будет подано питание на возбужденные чувствительные элементы 10 или 11, либо не будут возбуждены сами чувствительные элементы. Поэтому на выходе схемы 4 будет сигнал «1, а на выходе схемы 5 - сигнал «О, т. е. питание будет подано на четную щину AI.

Предмет изобретения

Преобразователь угол-код, содержащий в каждом разряде датчики угла, кинематически соединенные между собой редукторами и выполненные в виде статора, в который вмонтированы чувствительные элементы, и кодового барабана со щелями, кинематически соединенного с валом преобразователя, причем одни выходы чувствительных элементов датчиков угла нулевого разряда подключены к пороговому устройству, а другие выходы подключены

через логические элементы «ИЛИ-НЕ и «НЕ к чувствительным элементам датчика угла первого разряда, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразователя

в работе, в нем в статоре датчика угла каждого разряда установлены дополнительные чувствительные элементы, а против них на кодирующем элементе выполнены дополнительные щели, причем в первом разряде установлен

один дополнительный чувствительный элемент, а в каждом последующем - по два дополнительных чувствительных элемента.

Вшоды первого разряда

О IIтпJштш1

Выходь нулвбого разряда

О I жш Ж1штш1.

BxudfiOiJ вал

а

fO

Ю

Фиг 2

7t/n

(риг.З