Преобразователь угол-код Советский патент 1976 года по МПК G08C9/04 

1

Изобретение относится к области электромеханики, автоматики и телемеханики и предназначено для преобразования угловых перемещений вала в цифровую форму, и может найти применение в системах индикации и числового управления технологическим оборудованием и вычислительной технике.

Известен преобразователь угол-код, в котором считывание осуществляется герконами или магнитоуправляемыми контактами. Преобразователь (механический кодировщик угла) имеет десять уравнений квантования, т. е. за один оборот ротора на выходе считываются десять дискретных сигналов, а сигналы на выходе - в распределительном коде. Преобразователь содержит ротор, в котором смонтирована магнитная система для возбуждения магнитоуправляемых контактов, и статор, в котором равномерно по окружности установлены десять магнитоуправляемых контактов. Магнитная система ротора представляет собой постоянный магнит, по краям которого установлены по одному такому же постоянному компенсирующему магниту с протнвоположной полярностью для увеличения крутизны фронта магнитного поля в направлении вращения ротора. Кроме того, у каждого -магпитоуправляемОго контакта установлен поляризующий постоянный магнит для устранения

переключения магнитоуправляемых контактов под действием компенсирующих постоянных магнитов (1).

Недостатком устройства является неоднозначность считывания информации с ротора, при этом возможны два случая в зависимости от угловой протяженности магнитного поля: угловая величина фронта магнитного поля ротора меньше углового шага между магнитоуправляемыми контактами. В этом случае на выходе преобразователя возникают разрывы в выдаче информации, что недопустимо при использовании преобразователя в системах позиционирования и индикации положения рабочих объектов; угловая величина магнитного поля ротора больше углового шага между магнитоуправляемыми контактами. В этом случае на выходе преобразователя возникают ложные коды, для устранения которых необходимы специальные схемы, нечувствительные к ним, что усложняет систему с преобразователем угол-код.

Известны преобразователи угол-код, содержащие статор с переключающими магнитоуправляемыми контактами и ротор, активный участок которого выполнен из постоянных магнитов (2).

Однако такие преобразователи имеют неарифметический выход и требуют специальных преобразователей однопеременных кодов

в распределительный, что снижает быстродействие системы, усложняет и удорожает ее.

С целью упрощения конструкции предлагаел1ый преобразователь угол-код снабжен дополнительными магнитоуправляемыми контактами, которые расположены симметрично основным относительно ротора, равномерно с шагом в два кваита, причем первый осповной замыкающий магннтоуправляемый контакт через четвертый дополнительный замыкающий магнитоуправляемый контакт подключен к нулевому выводу преобразователя, а через последовательно соединенные четвертый дополнительный -размыкающий магнитоуправляемый контакт и второй дополнительный размыкающий магнитоуправляемый контакт соединен с первым выводом преобразователя, а через последовательно соединенные четвертый дополнительный магнитоуправляемый контакт и дополнительный первый замыкающий магнитоуправляемый контакт - с вторым выводом преобразователя, а первый осповной размыкающий магнитоуправлкемый контакт через последовательно соединенный основной замыкающпй и второй дополнительный размыкающий магнитоуправляемые контакты подключен к третьему выводу преобразователя, а через последовательпо соединенные вторые основной и дополнительный замыкающие магнитоуправляемые контакты - к четвертому выводу преобразователя, первый основной размыкающий магнитоуправляемый контакт соединен с третьим основным переключающим контактом, замыкающий контакт которого через замыкающий контакт третьего дополнительного магнитоуправляемого контакта подключен к пятому выводу преобразователя, а через замыкающий контакт третьего дополнительного магпитоуправляемого контакта - к шестому выводу преобразователя, третий основной размыкающий магнитоуправляемый контакт через последовательно соединенные четвертый осповной замыкающий и пятый осповной размыкающий контакты подключен к седьмому выводу преобразователя, а через последовательно соединенные замыкающие четвертый и пятый основные магнитоуправляемые контакты - к восьмому выводу преобразователя, четвертый основной размыкающий магнитоуправляемый контакт соединен с девятым выводом преобразователя.

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого преобразователя угол-код; па фиг. 2 - расположепие магнитоуправляемых контактов относительно ротора; на фиг. 3 - схема соединения магнптоуправляемых контактов.

Преобразователь угол-код содержит ротор 1, статор (на чертеже пе показан) с основными магнитоуправляемыми контактами 2-6 и дополнительным контактами 3, 4 5 и 6 постояпные магниты 7 и 8, расположенные на роторе 1, нулевые выводы преобразователя 9 «7 --16; .

В роторе 1 по окружности укреплены постоянные магниты, по краям активного участка установлены такие же (компенсирующие) постоянные магниты с противоположной полярностью. Угловая величина активного участка ротора составляет 108°, что соответствует 3/10 длины соответствующей окружности. Магнитоуправляемые контакты расположены в статоре двумя группами, пять равномерно

10 расположенных по окружности магнитоуправл.иемых контактов 2-6 образуют основную группу считывающих элементов, которые при взаимодействии с активным участком ротора считывают однопеременный Код «1,12, 2,23,

15 3,34, 4,45, 5,51 - десять одпопеременных кодовых комбинаций за один оборот ротора. Симметрично основным считывающим элементам относительно ротора расположены дополнительные магнитоуправляемые контакты:

20 3, 41, 5 и 64

Таким образом, магнитоуправляемые контакты 3 и 3, 4 и 4 5 и 5 6 и 6 срабатывают примерно одповременпо, примерно потому, что магиитоуправляемые контакты имеют разброс по магнитодвижущей силе срабатывания. Все магыитоуправляемые контакты объединены соединительными приводами (фиг. 3) и образуют релейный дешифратор однопеременного кода считываемого магнитоуправляемого

0 контакта в распределительный.

Преобразователь угол-код работает следующим образом. При вращении ротора 1 происходит пере5 ключепие магнитоуправляемых контактов в результате чего формируются одновременные кодовые комбинации: 1,12; 2,2; 3,3; 3,4; 4,7; 5,5. Все магиитоуправляемые контакты образуют одновременно дешифратор одноперемен0 ного кода в распределительный, поэтому при срабатывании основного первого магнитоуправляемого контакта 2 появляется сигпал па десятом выводе преобразователя (см. фиг. 3), при дальнейшем вращении ротора срабатыва5 ют второй основной контакт 3 и первый до полнительный контакт 3 причем одновременность их срабатывания пе требуется, та-к как при замкнутом первом основном контакте 2 второй основной контакт 3 не влияет на сос0 тояние выходов преобразователя.

При дальнейшем вращении ротора происходит отключение первого основного контакта 2, но второй осповной контакт 3 переключается и сигнал появляется па (третьем) выводе двенадцатого преобразователя и т. д. При обратном вращении ротора все происходит аналогично.

Таким образом, на выходе возникает распределительный код, неоднозначности считывания пет, потеря информации за промежуток времени на переключение магнитоуправляемого контакта пе препятствует широкому использованию преобразователя, поскольку время переключения магнитоуправляемого контакта очень Л1ало и ие превышает (1-2) .

Формула изобретения

Преобразователь угол-код, содержащий статор с переключающими магнитоуправляемыми контактами и ротор, активный участок которого выполнен из постоянных магнитов, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции преобразователя, в него введены дополнительные магнитоуправляемые контакты, которые расположены симметрично основным относительно ротора, равномерно с щагом в два кванта, причем первый основной замыкающий магнитоуправляемый контакт через четвертый дополнительный замыкающий магнитоуправляемый контакт подключен к нулевому выводу преобразователя, а через последовательно соединенные четвертый дополнительный размыкающий магнитоуправляемый контакт и второй дополнительный размыкающий магнитоуправляемый контакт соединен с первым выводом преобразователя, а через последовательно соединенные четвертый дополнительный магнитоуправляемый контакт и дополнительный первый, замыкающий магнитоуправляемый контакт - с вторым выводом преобразователя, а первый основной размыкающий магнитоуправляемый контакт через последовательно соединенный основной- замыкающий и второй дополнительный размыкающий магнитоуправляемые контакты подключен к третьему выводу преобразователя, а через последовательно соединенные вторые основной и дополнительный замыкающие, магнитоуправляемые контакты - к четвертому выводу преобразователя, первый основной

размыкающий магнитоуправляемый контакт соединен с третьим основным переключающим контактом, замыкающий контакт которого через замыкающий контакт третьего дополнительного магнитоуправляемого контакта подключен к пятому выводу преобразователя, а через замыкающий контакт третьего дополнительного магнитоуправляемого контакта - к шестому выводу преобразователя, третий основной размыкающий магнитоуправляемый

контакт через последовательно соеди1ненные четвертый основной замыкающий и пятый основной размыкающий контакты подключен к седьмому выводу преобразователя, а через последовательно соединенные замыкающие

четвертый и пятый основные магнитоуправляемые контакты - к восьмому выводу преобразователя, четвертый ооновной размыкающий магнитоуправляемый контакт соединен с девятым выводом преобразователя.

Источники, принятые во внимание при экспертизе:

1.Патент ФРГ № 1548709 кл. 42 dVSO опубл. 12.2.70 г.

2.Авторское свидетельство № 381874 кл. G08C 9/04 от 16.3.1971 г.

9

ys 16 (14)

izf «J18 (5)