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

: . 1 ,

Изобретение относится к системам автоматического преобразования неэлектрических величин в электрический сигнал, а именно, к нреобразоватёлям угла новорота вала в код.

Известны нреобразователи угла поворота вала в код, содержащие электронно-лучевую трубку (ЭЛТ), дисковую диафрагму, установленную перед экраном ЭЛТ, фотоприемники, подключенные через усилители и коммутаторы к счетчикам, генератор импульсов и блок формирования развертки

Недостаток известных преобразователей состоит в недостаточно высокой точности н надежности.

Наиболее близким по своему техническому решению, является преобразователь угла поворота вала в код, содержащий электронно-лучевую трубку с блоком питания, дисковую диафрагму, закрепленную на валу и установленную перед экраном ЭЛТ трубки, фотопрнемник, соединенный через усилитель с одним входом коммутатора, к другим входам которого подключены выход генератора импульсов и выход последовательно соединенного с ним делителя, и счетчики, подключенные к выходам коммутатора

.------ -----:-----,:---.-----.К недостаткам этого преобразователя

следует отнести ограниченный диапазон измерения, который не превышает 360°, наличие погрешности в определении моментов начала и окончания временного интервала,

пропорционального угловому положению подвижного чувствительного элемента относительно неподвижного чувствительного элемента, погрешность эксцентриситета кольцевой развертки на ЭЛТ, вызываемой

нестабильностью амплитуды и фазы формирующих напряжений.

Целью настоящего изобретения является увеличение диапазона измерения угла, повышение точности при измерении временного интервала, пропорционального измеряемому углу, уменьшение погрешности эксцентриситета кольцевой развертки электронно-лучевой трубки. Поставленная цель достигается за счет

того, что в преобразователь угла поворота вала в код введены цифро-аналоговый преобразователь (ЦАН), дополнительные усилители, усредняющий блок, подключенный к выходам счетчиков, и дисковый светосборник, выход которого оптически связан с фотоприемником, расположенный неподвижно на валу соосно с дисковой диафрагмой и экраном электронно-лучевой трубки, отклоняющие пластины которой через дополнительные усилители подключены к выходам

ЦАП, вход которого соединен с выходом генератора импульсов.

На фиг. 1 представлена структурная схема описываемого изобретения; на фиг. 2 представлены временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Преобразователь угла поворота вала в код содержит ЭЛТ 1 с кольцевой разверткой, которая обеспечивается при помощи ЦАП 2, выходы которого через дополнительные усилители 3, 4 подключены к отклоняющим пластинам ЭЛТ. Питание ЭЛТ 1 осуществляется от блока 5 питания. Импульсы генератора 6, кроме управления работой ЦАП 2, поступают на делитель 7 и электронный коМйутйтор 8, который уйравлйет работой идентичных счетчиков 9. Выходы счетчиков 9 подключены к усредняющему блоку 10. Непрозрачная дисковая диафрагма И с прозрачными оптическими щелями, размещенными равномерно по окружности диска, закреплена на входном валу 12. Дисковый Светобборнйк 13 с tdpцевым оптическим входом устанавливается неподвижно соосно в параллельных плоскостях с экраном ЭЛТ 1 и дисковой диафрагмой 11. Фотоприемник 14 оптически связан со светосборником 13. Выход фотоприемника 14 через усилитель 15 подключен к. электронному коммутатору 8.

Количество щелей на диске диафрагмы 11 равно N; коэффициент деления на делителе 7 выбирается таким, чтобы за полный оборот луча на экране ЭЛТ 1, что соответствует прохождению строго определенного Коли:чейтба импульсов генератора 6 в ЦАП 2, йа выходе делителя 7 формировалось N ийпуЛЪсов, коТорые йвляютсй ttaptuTsbiMk сигналами. При прохождений по окружн оСТй на экране ЭЛТ 1 за полный свой оборот луч последовательно npoxo t iepes Л оптических щелей дисковой диафрагМы 11 и Через светосборник Поступает на оптический вход фотоприемника 14. Таким образом, на выходе фотоприемника 14. за полный оборот луча на экране ЭЛТ 1 сформируется N импульсов, которые йвЛяются стоПовыми. Придание индивидуальных йризйаКов стартовым и стоповым сигйалам происх&дат следующим образом. Из N пар стартовых и стоййбых сигналов индивидуальный прйэтнак йрисёаиваётся только одной паре, определение остальных пар происходит при помощи электронного коммутатора 8. Для стартовой последовательности индивидуальньш признаком может служить, например совпадение импульса от делителя 7 с импульсом генератора 6, формирующего положительный переход через ноль одного из напряжений, обеспечивающих кольцейую разв ёртку луча. Для стоповой импульсйой последовательности индивидуальным йризнаком может служить, НайриМер увеличение ййрины Щели, что вызывает увеЛйчёййе длительности получаемого импульса с фотоприемника, который в электронном коммутаторе 8 JiloJRHo ВЪтделить при помощи схемы селектирования импульсов по длительности. Каждая пара стартовых и стоповых имйуль&бЬ уйра1бАяет работой соответственного счетчика 9, которйй запьлнйется импульсами от t-eriepaTopa 6. СосТбЙййя счетчиков 9 усредняются усредняющим блоком 10. Каждый стартовый сигнал при раio боте устройства соответствует определенному положению луча на окружности, формируется от генератора 6 импульсов, поступает в электронную схему без дополнительных преобразоййний, йоэтому точНоСТь оп15 ределения начала временногб интервала йропорйиональйбго углу, зависит только от стабильности работы генератора 6 импульсов. Временные диаграммы работы преобразователя угол-код представлены на фиг. 2. На рисунке показаны: I - последовательность импульсов генератора б; II и ill йайряЖения Ux и Uy соотвеТСТвёййб, обеспечивающие получение кольцевой развертки

5 йа экране ЭЛТ, которые получшы от ЦАЙ 2 и сформированы на усилителях 3 и 4; IV - последовательность стартовых импульсов, полученных от делителя 7; (символом О отмечены импульсы, обладающие инS ДйвйДуалЬйЬтМй признаками, описанными выше); V - последовательность стоповых импульсов, полученных с фотоприемника 14 (символом А отмечены импульсы, обладающие индивидуальными признаками, описанными выше); VI, Vll, VIII- импульсы от генераТбра 6 имйуЛьсОв, йрошеД1ийе й& kaнаЛам эЛекТроййо о KoMMyfaiTopa 8 на (йбТЁетсТвующиё c eTiHKH 9; IX -результат усреднения показаний сч€тЧй1 :ов 9, снймае0 мый с блока 10.

Использование изобретения позволит уп рОСтйТь конструкцию преобразователя, повысйТь Диапазон измерений, так Как по

сраёненйК) с iTpotoTHHOM, исключена сйсТе5 ма неподвижного чувствительного элемента. Кроме Того, йрйменение в качестве старто вых импульсо:в йЮульсов от генератора значительно уменьщает погрешность выДеленйя моментов старта. Применение цнфро0 аналогового преобразОвателя, связанного с генератором импульсов, позволяет повысить точность формирования кольцевой развертки электронного луча на экране ЭЛТ, ЧТО также йОвЫШает тоедость преобраЗоватеДя.

5 Использование усреднения по Л кайа-лйМ Позволяет уменьшить влияние эКсцейТрйСйтета, повышает точностные характеристики предложенного преобразователя.

0Формул а изобретения

Преобразователь угла поворота йалй в КОД, содержащий элекТронно-лучевувэ трубку с блоком питания, дйскбйую диафрагму, закрепленную на валу и установленную Нёред экраном электронно-луче зой трубки, фо