Преобразователь угла поворота вала в код Советский патент 1979 года по МПК G08C9/06 

1

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники, Б частности к устройствам для представления аналогичных величин в дискретной форме, и предназначено для работы в оптико-механических приборах и координатно-расточных станках в качестве грубой системы отсчета угла.

Известны преобразователи угол - код, содержащие кодовый диск с нанесенной на него кодовой дорожкой, закрепленной на валу диск его считывающими щелями, импульсные источники света, подключенные через формирователь к генератору возбуждения и фотоприемники, подключенные через вентили к входам счетной схемы, кольцевой камертон с катущкой возбуждения, на котором закреплен диск со считывающими щелями 1.

Наиболее близким техническим рещенйем к предложенному является преобразователь угла поворота вала в код, содержащий осветитель и последовательно расположенные за ним диафрагмы, одна из которых закреплена на ножке камертона с системой возбуждения, кодовый диск, закрепленный на входном валу, и фотоприемники, выходы фотоприемников старших разрядов через соответствующий логический блок подключены ко входам триггеров старщих разрядов, выходы триггера млатппегО разряда шедййены с первым и вторым входами логических блоков 2.

Известные преобразователи не обладают достаточной точностью.

Цель изобретения - увеличение точности путем увеличения отнощения сигнал/помеха на выходе фотоприемника при сохранении мощности источника света.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь введены блок совпадения и формирователь импульсов, вход которого соединен с системой возбуждения камертона, а первые два выхода - с третьим и четвертым входами ЛотичеСких блоков, третий выход формирователя импульсов соединен с первым входом блока совпадения, второй вход которого соединен с выходом фотоприемника младщего разряда, а выход - с другим входом триггера младшего разряда, диафрагмы выполнены с радиальной щелью, причем другая диафрагма закреплена на противоположной ножке камертона. При этом угловой размер щели одной диафрагмы равен угловому делению кодовой дорожки

младшего разряда, а угловой размер щели другой диафрагмы - утроенному угловому делению кодовой дорожки младшего разряда.

Такое выполнение диафрагм и установка ИХ на противоположные ножки камертона позволяют значительно увеличить ширину щелей и тем самым увеличить полезный световой поток, поступающий на фотоприемники.

На фиг. 1 показана блок-схема, преобра- Q зователя; на фиг. 2 - щелевые диафрагмы.

Кодовый диск Г (с нанесенной на нем кодовой шкалой с кодовыми дорожками) закреплен на входном валу 2, угол поворота которого требуется измерить. Диафрагма 3 с радиально расположенной щелью закреп- 15 лена на ножке камертона 4. Камертон 4 приводится в колебательное движение системой возбуждения, включающей в себя усилитель 5, катушки обратной связи 6 и возбуждения 7. Импульсы поступают на формирователь импульсов 8, где вырабатываются из системы возбуждения электрические управляющие импульсы, отражающие при колебаниях камертона 4, пространственное положение диафрагмы 3 и диафрагмы 9, закрепленной на другой ножке (на чертеже 25 не обозначены) камертона 4. Щели диафрагм 3 и 9 перекрывают все дорожки кодового диска L Оптимальный угловой размер ширины щелей с точки зрения получения максимального отнощения сигнал/помеха для щели диафрагмы 9 равен угловому размеру деления кодовой дорожки младшего разряда, для щели диафрагмы 3 - втрое больще, причем угловая амплитуда колебания должна быть не менее полусуммы угло- вых размеров щелей. В статическом положеНИИ диафрагмы 3 и 9 расположены одна за другой таким образом, что осевые линии щелей совпадают. Осветитель 10 (например, лампа накаливания), фотоприемники 11 (младшего разряда) и 12 старщих разрядов служат для съема информации с кодового 40 диска 1 и преобразования ее в электрический код, который запоминается триггерами :13 младшего разряда и 14 старших разрядов. Логические блоки 15 по одному на каж- . дый разряд, кроме младшего, состоящие из двух элементов И I6i и ICiz, одного элемента ИЛИ 17,служат для реализации метода «двойной щетки. Управление ими производится триггером младшего разряда 13, за- пись информации на который производится через блок совпадения 18 и импульсами с 50 формирователя импульсов 8. ,,,.,:

Преобразователь работает следующим бразом. Камертон 4 приводится в колебательноевижение системой возбуждения. При этом 55 елевые диафрагмы 3 и 9, укрепленные на азных ножках камертона 4, совершают стречное колебательное движения. Амплиуда колебаний должна быть не менее полу643940

суммы ширины щелей диафрагм 3 и 9. При колебаниях диафрагм 3 и 9 их шели будут периодически совпадать. В момент совпадения щелей вырабатываются световые импульсы, испбльзуемые для считывания информации с кодового диска 1. В зависимости от углового положения кодового диска 1 на фотоприемники II и 12 либо поступают световые импульсы, либо нет. Наличие импульсов соответствует «I кода, отсутствие - «О. Считывание информации с фотоприемников

11и 12 производится в момент появления коротких импульсов на входе формирователя импульсов 8, причем с фотоприемника младшего разряда 11 информация считывается в момент прохождения щелью диафрагмы 9 среднего .положения, а с фотоприемников

12- в момент прохождения щелью положения, сдвинутого от среднего на половину цены деления младшего разряда влево или вправо. Выбор момента считывания информации с фотоприемников ,12 осуществляется в соответствии с методом «двойной щетки по значению младшего разряда с. помощью логических блоков 15. Управляющие импульсы с формир9вателя импульсов 8 разрешают прохождение сигналов с фотоприемников 12 через элементы И 16i только тогда, когда диафрагма 9 сМестится влево на половину цены деления младшего разряда, а через элементы И IGj-при смешении вправо. Для прохождения сигналов с фотоприемников 12 требуется разрешение с триггера 13 младшего разряда. Если значение кода младшего разряда «О, то разрешение поступает на элементы И 16 и на запоминающие триггеры 14 с фотоприемников 12 проходят сигналы при левом смещении щели диафраг.мы 8, если значение кода «1, то разрещение поступает на элементы И 16 и на триггеры 14 проходят сигналы с фотоприемников 12 при правом смещении щели. Определение значения кода младшего разряда осуществляется каждые полпериода в момент прохождения диафрагмой 9 среднего положения,

При этом из формирователя импульсов 8 на блок совпадения 16 поступает разрещающий импульс и на триггер 13 млади1его разряда записывается информация с фотоприемника 12.

Установка на противоположных ножках камертона щелевых диафрагм увеличивает вдвое их взаимную скорость перемещения, что, в свою очередь, позволяет увеличить ширину щели, т. е. увеличить величину светового потока поступающего на фотоприемник и тем самым повысить чувствительность преобразователя путем улучшения отнощения сигнал-шум.

Формула изобретения

1. Преобразователь угла поворота валка в код, содержащий осветитель и последовательно расположенные за ним диафрагмы, одна из которых закреплена на ножке камертона с системой возбуждения, кодовый диск, закрепленный на входном валу, и фотоприемники, выходы фотоприемников старших разрядов через логический соответствующий блок подключены ко- входам триггеров старших разрядов, выходы триггера младшего разряда соединены с первыми и вторыми входами логических блоков, отли- д чающийся тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в него введены блок совпадения и формирователь импульсов, вход которого соединен с системой возбуждения камертона, а первые два выхода - с третьим и четвертым входами логических 15 блоков, третий выход формирователя импульсов соединен с первым входом блока совпадения, второй вход которого соединен с выходом фотоприемника младшего разряда, а выход - с другим входом триггера младш го разряда, диафрагмы выполнены с радиальной щелью, причем другая диафрагма закреплена на противоположной ножке камертона.

2. Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что угловой размер щели одной диафрагмы равен угловому делению кодовой дорожки младшего разряда, а угловой размер щели другой диафрагмы - утроенному угловому делению кодовой дорожки младшего разряда кодового диска.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 430422, кл. G 08 С 9/06, 1972.

2.Авторское свидетельство СССР № 442505, кл. G 08 С 9/06, 1973.

Й7г.2