Фотоэлектрический преобразователь угла поворота вала в код Советский патент 1976 года по МПК G08C9/06 

(54) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД

f1оставленная цель достигается тем, чт. в предложенный 11р(;.:|браЭО агель введень коммутатор, блок выделения ошибки, блок точного отсчета и блок формирования цифрового отсчета угла. Каждая пара фотоприемпиков, ширина светочувствительных полосок которых равна шагу штриха вращающегося измерительного диска, разметена в опра-. рзе со смешением одного фотоприемника от носительно друдюго на расстояние, равное

К /t ), а ось каждой последующей оправы смещена по окружности относительно оси предыдущей на угол;.

-mii-cr,..),:

ITU гп;

||де tn -число оправ, t - щтрихов вращающегося диска, t - радиус диска, i П - число щтрихов вращающегося диска, Ротоприемники дополнительно подключены k рабочему входу коммутатора, управляюШий вход которого подключен к выходу . блока грубого отсчета угла. Один выход Коммутатора соединен со входом блока выделения ошибки, другой - со входом блока отсчета угла. Корректирующий вход блока формирования цифрового отсчета угла подключен к выходу блока выделения ошибки, а рабочий вход блока формирования цифрового отсчета соединен с выходок |5лока точного отсчета угла, Такое расположение фотоприемников создает вращающееся синхронно с диском эталонное распределение электрических сигналов, одновременно снимаемых с фотоприемзшков, симметричное относительно иденти|фииируемого углового положения вала с крутизной в отСчетных точках, обеспечива;ющеЙ заданную чувствительность к ошибкам, превышающим допустимую величину,

По величине отклонения сигналов от эта лонного распределения, вызываемого динамической ошибкой, определяется необходимая степень коррекции углового положения диска. Искажение эталонного распределе- , ния определяется в соответствующих иден-i тифицируемому направлению отсчетных точках.

Контроль за положением оси симметрии распределения и выделение динамической ошибки происходят в электронном блоке обработки информации путем сопоставления проверочных комбинаций сигналов, формиругемыл на основе предварительной опенки величины углового положения диска. Результат оце11ки отклонения используется для автоматической коррекции углового отсчета, отягощенного динамической ошибкой. Это повыщает точность работы пре.лбрлас.вателя.

iia -icpnijt.r- иредстаьлсил функциональная схема фото- лектрическог о преобразователя поворота вала в код.

i реобра.зователь содержит растровый

диск 1, htVi 2, неподвижнмй диск 3 с располо.кеш1ыми радиально на диске группами 4 фотоприемников 5 и осветитель 6, состоящий из оптических конусов 7 и 8, источ1|и ка света О и объектива 10. Каждая впара I

фотоприемников размещена в оправах (на чертеже не показаны).

Электронная схема обработки сигна лов включает блок грубого отсчета угла 11, осушествляющий грубое измерение угла .для ориентирования коммутатора 12, ц коммутатор 12, формирующий по сигналам i блока отсчета угла 11 контрольные выборкд комбинаций поступающих сигналов, блок i точного отсчета угла 13, блок выделения

ошибки 14 и блок формирования цифрового отсчета угла 15.

Преобразователь работает следуюш им образом.

Свет .от источника 9 проходит через

объектив 10 и, отражаясь от оптических конусов 8, 7, принимает форму кольцевого потока параллельных лучей, падающих на вращающийся диск 1, Доля светового потока, прошедшая через прозрачные участки диска 7 и являющаяся функцией углового положения вала, фиксируется чувствительными полосками фотоприемников 5, СигнаЛ1 1 от 2 m фотоприемников поступают одновременно на блок грубого отсчета угла 11 и коммутатор 12, который направляет соответствующие предварительной оценке угла комбинации поступающих сигналов для контрольной проверки в блок выделенияошибки 14 и блок точного отсчета угла 13, С выхода блока формирования цифрового отсчета угла 15 снимается точное значение угла поворота вала в цифровой форме с коррекцией погрешности, возникающей за

счет биет1й и эксцентриситета подшипников. II

Блок грубого отсчета угла 11 может быть выполнен на пороговых схемах сравнения, блоки точного отсчета угла 13 и

выделения ощибки 14 - на многОвходовых схемах сравнения и мажоритарных элементах.

Использование функционально зависимо-. го расположения 2т фотоприемников и.

обработки избыточной информации в предлагаемом преобразователе позволяет уменьшить динамическую погрешность, обуслов- , ленную биением и эксцентриситетом подшипников устройства, и повысить точность его

работы.

Применение изпс-.;тных интерполирующих схем позволяет осуществить деление щага prtcTfia с конт юлнруемой достоверностью отсчета.

Предлагаемый преобразователь может быть использован в качестве угломерного устройства высокой точности, осуществляющего предварительную обработку информации датчиков перед вводом в ЭВМ для борнтовых систем с жесткими требовашшми к надежности входящих в нее устройств и для автоматического определения ошибки изго.товления и работы аналогичных преобразователей.

Формула изобретения

Фотоэлектрический преобразовате/ш угла поворота вала в код, содержащий последовательно расположенные осветителЬ), вращающийся измерительный диск с радиальными равномерно нанесенными щтриха-ми из прозрачных и непрозрачнь1х полос, неподвижный диск с попарно расположенными фотоприемниками, размещенными по окружности диска и подключенными ко вхог ду блока грубого отсчета угла, о т д и -; ;чающийся тем, что, с целью повыишния точности работы преобразователя, в него введены коммутатор, блок выделения ошибки, блок точного отсчета и блок формирования цифрового отсчета угла, а каждая пара фотоприемников, щирина светочувствительных полосок которых равна

щагу штриха вращающегося. измерительного диска, размещена в оправе со смещением одного фотоприемника относительно другого на расстояние, равное ( t t/4/ а ось каждой последующей оправы смешена по окружности относительно оси предыдущей на угол / 160 t

()

: .. JTR m

где m. - число оправ;

t - щаг щтрихов вращающехося диска и - радиус диска,

П - число щтрихов вращающегося диска.

Фотоприемники дополнительно подключе ны к рабочему входу коммутатора, управляющий вход которого подключен к выходу блока грубого отсчета угла один выход коммутатора соединен со входом блока выделения ощибки, другой - со входом блока точного отсчетаугла; корректирующий вход блока формирования шгфрового отсчегга угла подключен к выходу блока вьшеле,ния ошибки, а рабочий вход блока формирования цифрового отсчета соединен с выходом блока точного отсчета угла. :; Источники, принятые во внимание при .экспертизе:.. ,

1. Авт. св. № 395884, СССР |кл. G08 С 9/06 от 28.О8.73 г. .

2. Преснухин Л. Н. Фотоэлектрические преобразователи информации, Машиностроение, 1974 г.X ; 3. Заявка № 48-27943, Япония,|кл. 105 А, от 28.08.73 г.

М,