Фотоэлектрический преобразователь угла поворота вала в код Советский патент 1977 года по МПК G08C9/06 

Изобретение относится к преобразователям неэлектрических величин в электрический сигнал, в частности к фотоэлектрическим преобразователям угла поворота вала в код, и может быть использовано для измерения угла поворота, вала несбалансированных машин. Известен фотоэлектрический преобразователь угол-код, содержащий кодовый диск иосветитель, выполненный в виде импульсной ксеновой лампы световой поток от которой формируется щелевой диафрагмой в тонкий плоский луч. Сформированный луч, просвечивая по радиусу кодовый диск, выбирает одну кодовую комбинацию из кольцевого кода кодового диска. Световой поток, промодулированный темными ячейками ко дового диска, попадает на фоточувстви тельные элементы, преобразующие свето вое воздействие в электрические импульсы параллельного кода Грея. Импульсы кода направляют затем в усили тель и выдаются в линию передачи информации l. Однако это устройство имеет сравнительно низкую точность преобразования угловой величины в код и сложную схему декодирования кодового сигнала Наиболее близким по технической сути к изобретению является фотоэлектрический преобразователь угла поворота вала в код, содержащий последовательно расположенные первую группу фотоприемников, кодовый диск, закрепленный на входном вашу, первую щелевую диафрагму, осветитель, вторую щелевую диафрагму и вторую группу фотоприемников, причем выходы первой группы фотоприемников соединены с первой группой входов компаратора кодов, выход Которого соединен со входом усилителя 2. Однако такой преобразователь ненадежен в работе при несбалансированных валах машин и при их вибрациях, так как ва счет вибраций возникает неоднозначность считывания кода и сбои в кодовой комбинации выходного сигнала. Целью изобретения является повышение надежности и точности работы фо- тоэлектрического преобразователя угла поворота в а па в код. Для этого в преобразователь уголкод введены многоканальный фазорегулятор, гибкая кинематическая передача и дополнительный кодовый диск, который закреплен на выходном валу и раположен между второй щелевой диафрагмой и второй группой фотоприемников, один конец гибкой кинематической передачи соединен с входным вэлом, а; второй - ,с выходным валом, входы многоканального фазорегулятора соединены с выходами второй группы фотоприемников, а выходы - со второй группой вхо дов компаратора кодов. Такое выполнение позволило повысит точность измерения угла поворота вала исключить влияние небаланса вала, уменьшить влияние вредных вибраций механизма или машины на результат измерения угловых перемещений. На чертеже приведено схематическое изображение угла поворота преобразователя вала в код. Преобразователь содержит основной кодовый диск 1, закрепленный на входном валу 2, щелевые диафрагмы 3 и 4, осветитель 5, дополнительный кодовый диск 6,закрепленный на выходном валу 7, гибкую кинематическую передачу 8, первую и вторую группы фотоприемников 9 и 10, многоканальный фазорегулятор 11, компаратор 12 кодов, усилитель 13 и индикатор 14 фазового сдвига. Входной вал 2, на котором закреплен основной кодовый диск 1, соединяется с валом машины, угловое перемеще ние которого исследуется (на чертеже не показан). Дополнительный кодовый диск 6, расположенный на выходном валу 7, механически связан с основным кодовым диском 1 через гибкую кинематическую передачу 8. Осветитель 5 излучает световой поток на основной и дополнительный кодовые диски 1 и 6, причем щелевые диафрагмы 3 и 4 формируют тонкий плоский луч, который, про свечивая по радиусу основной и дополгнительнып кодовые диски 1 и 6, выбира ет одну кодовую комбинацию из кольцевого узора, нанесенного на кодовые диски 1 и 6. При повороте входного вала 2 с помощью основного кодового диска 1 формируется кодовый сигнал, соответствующий угловому положению входного вала в каждый момент времени. Бели вал исследуемой машины несбалансирован или подвергнут вибрации, тр выходные импульсы с выходов первсГй группы фотоприемникОв 9 будут нестабильны во вре мени и по фазе. Поскольку между входным и выходным валами 2 и 7 установлена гибкая кинематическая передача 8, эти колебания или вибрации не передаются на дополни тельный кодовый диск, т.е.гибкая кине матическая передача 8 их демпфирует. Однако гибкая кинематическая передача 8 создает некоторое запаздывание по фазе в формировании кода с дополнител тельного кодового диска 6, которое устраняется мнo oкaнaльным фазорегуля тором 11. Кодовые сигналы с первой и второй групп фотоприемников 9 и 10 поступают на соответствующие группы входов компаратора кодов 12. Кодовая комбинация на выходе компаратора кодов 12 появляется в тот момент, когда передние фронты нестабильных во времени и по фазе кодовых импульсов от фотоприемников 9 первой группы флуктуируют внутри стабильных кодовых импульсов .от фотоприемников 10 второй группы Вых;одной кодовый сигнал усиливартся усилителем 13 и поступает в бдок считывания кода (на чертеже не показан) . Предложенный преобразователь угол-код может использоваться при измерении угловых перемещений несбалансированных валов машин, или подвергаемых вибрациям. Кроме того предложенный преобразог ватель может быть использован для динамической балансировки валов машин и механизмов. В этом случае компаратор 12 кодов вырабатывает сигнал рассогласования, характеризующий небаланс входного вала 2, по которому судят о степени небаланса ротора машин или механизма. Экономический эффект от использования предложения для балансировки валов машин и механизмов составит ориентировочно 1,0 тыс.руб. Формула изобретения Фотоэлектрический преобразователь угла поворота вала в код, содержащий последовательно расположенные первую группу фотоприемников, кодовый диск, закрепленный на входном валу, первую щелевую диафрагму, осветитель, вторую щелевую диафрагму и вторую группу фотоприемников, выходы первой группы фотоприемников соединены с первой группой входов компаратора кодов, вы,ход которого соединен со входом усч-. лителя, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и точности преобразователя, в него введены многоканальный фазорегулятор, гибкая кинематическая передача и дополнительный КОДОВЫЙ диск, который закреплен на выходном валу и расположен между второй целевой диафрагмой и второй группой флтоприемников, один конец гибкой кинематической передачи соединен с входным валом, а второй с выходным валом, входы многоканального фазорегулятора соединены с выходами второй группы Фотоприемникоа, а выходы - со второй группой входов компаратора колов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1 .Onstrumentb ani automatJOM 1956 Т.VI,с.1109 2. Авторское свидетельство №184661, кл. G 08 с 9/06, 29.04.65.