Преобразователь угол-код Советский патент 1979 года по МПК G08C9/06 

1

Изобретение относится к аналогоцифровым измерительным устройствам, .используемым для представления в цифровой форме угловых величин, например перемещения вала исполнительного двигателя следящей системы, и является усовершенствованием известного преобразователя, описанного в авт. свид. 486343.

По авт.св. № 486343 известен многооборотный преобразователь угла поворота в код, содержащий осветитель, оптически связанный с волоконно-оптическим кодирующим устройством через отражатель, выполненный в виде многовитковой зеркальной винтовой линии, размещенной на цилиндре, который жестко связан с входным валом. Между осветителем и отражателем размещена щелевая диафрагма, жестко соединенная с ползуном, связанным с ВХОДНЕЛМ валом резьбовым соединением и расположенным между параллельными направляющими .

Недостатком известного преобразователя является недостаточная разрешающая способность, обусловленная тем, что преобразователи связаны с пропорциональным уменьшением шага квантования оптико-волоконного кодирующего устройства и ужесточением требований к кинематической точности его механического узла. Вместе с тем современные требования к метрологическим свойствам преобразователя во многих случаях не обеспечиваются технологическими возможностями его изготовления.

Целью дополнительного изобретения является повышение разрешающей способности известного преобразователя.

Указанная цель достигается тем, что в преобразователь по основному авт.свид. 486343 введены дополнительный осветитель и кодирующий преюбразователь TO iHoro отсчета, которые оптически связаны между собой через мно1говитковую зеркальную винтовую линию отражателя, интервал расположения входов кодирующего преобразователя точного отсчета и расстояние между витками отражателя выполнены в соответствии с интервалом делений опорной и нониусной шкал.

Предлагаег-гый преобразователь схематично представлен на чертеже.

Преобразователь содержит канал грубого отсчета, выполненный из осветителя 1, оптически связанного со входами 2 оптико-волоконного кодирующего устройства 3 при помощи отражателя, выполненного в виде многовитковой зер кальной винтовой линии 4f размещенно на боковой поверхности цилиндра 5, ко торый жестко связан с входным валом 6. Между осветителем и отражателем в канале грубого отсчета размещена щелевая диафрагма.7, жестко соединенная с ползуном 8, связанным с входнш валом резьбовым соединением. Ползун расположен в параллельных направляющих -9 . Выходы 10 кодирующего устройства грубого отсчета оптически связаны с блоком разрядных фотоприемников 11. Канал точного отсчета преобразователя состоит из дополнительного осветителя 12, оптически связанного со входами 13 кодирующего преобразователя точного отсчета 14, который выполнен из оптико-волоконного кодирующего устройства 15:, выходы 16 которого оптичЙЙ и связаны с фотоприемниками 17.,;Ш люченными к блоку формирования . 18.. Выходы этого блока подклю-чйкр кщ.||ходам преобразо вателя кода-19,, .. w Интервал расположения входов коди рующего преобразователя точного отсчета и ме;1шитковое расстояние отражателя грубого отсчета выбраны в соответствии с интервсшом делений опорной и нониусной шкал. Описываемый преобразователь работ ет следующим образом. При повороте входного вала 6 приводится во враще ние .укрепленный на нем цилиндр 5 с винтовым отражателем 4, что в совокупности с пропорциональным перемещением ползуна 8, а следовательно, и диафрагмы 7 приводит к линейному перемещению светового луча, отраженног от участка зеркальной линии 4, распо ложенного в границах щели диафрагмы 7. При этом каждому повороту вала на 360° соответствует перемещение отра женного луча относительно входов 2 на величину разрешающей способности оптико-волоконного кодирующего устро ства 3. В результате этого в канале грубого отсчета формируется код угло BorQ положения вала через каждые 360 Принцип получения цифрового эквивалента в точном отсчете основан на выделении моментов геометрического совмещения элементов нониусной и опо ной шкал, функции которых в.данном длучае выцолняют входы 13 кодирующег преобразователя 14 и набор световых лучей, сЗюрмированных в результате отражения светового потока, создава емого дополнительным осветителем 12, от многовиткового отражателя 4. При каждом повороте вала 6 на 360° шка- ла отраженных лучей совершает линейное перемещение на величину, равную межвитковому расстоянию отражателя. При этом светопропускание каждого из входов 13 кодирующего преобразователя 14 изменяется от нуля до максимального значения, причем функции изменения оптических сигналов на соседних входах сдвинуты по пространственной фазе на величину-3 , где; п число входов блока 14. Полученные таким образом сигналы через соответствующие фотоприемники 17 поступают в блок формирования кода Т8. Это устройство путем сравнения входных сигналов с некоторым пороговым значением формирует п - разрядный единичный позиционный код точного отсчета. Любое из ri чисел в этом коде может быть представлено комбинацией ( п -1), нуля и одной единицы, вес которой определяется ее положением (позицией) в последовательности цифр, изображающих кодируемое число. Для приведения кода точного отсчета к системе счисления, общей с кодом грубого отсчета, единичный позиционный код обрабатывается в преобразователе кода 19. Важным положительным свойством описанного преобразователя является постоянство инструментальной погрешности нониусного сопряжения по каждому из входов 13. Этот вывод вытекает из того факта, что код точного отсчета в пределах каждого оборота входного вала формируется при помощи одних и техже витков отражателя. Постоянство инструментальной погрешности делает возможной ее полную компенсацию за счет регулировки порогов сравнения блока 18 по каждому из входов. Формула изобретения Преобразователь угол-код по авт. свид. .t 486343, отличающийс я тем, что, с целью повышения разрешающей способности преобразователя, в него введены дополнительный осветитель и кодирующий преобразователь точного отсчета, которые оптически связаны между собой через многовитковую зеркальную винтовую линию отражателя, интервал расположения входов кодирующегоiпреобразователя точного отсчета и расстояние между витками отражателя выполнены в соответствии с интервалом делений опорной и нониусной шкал.