Фотоэлектрический преобразовательуглА пОВОРОТА ВАлА B КОд Советский патент 1981 года по МПК G08C9/06 

(54) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД

1

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и служит для преобразования угла поворота вала в цифровой код.

Известны преобразователи угол-код, содержащие кодовый диск, на котором нанесены в обыкновенном двоичном коде разрядные дорожки, считывающие чувствительные элементы, расположенные V-образно и соединенные со схемой формирования цифрового кода.

Во всех известных преобразователях угол-код для кодовых дисков с естественным двоичным кодом наиболее распространенным является метод V-образного расположения считывающих чувствительных элементов. По этому методу для младшего разряда кодового диска применяется один считывающий чувствительный элемент, а для остальных разрядов - два чувствительных элемента на разряд.

По мере удаления от младшего разряда расстояние между считывающими чувствительными элементами в паре возрастает. Считывающие чувствительные элементы при V-образном расположении симметрично смешаются относительно опорной линии считывания - линии считывания считывающего чувствительного элемента младшего разряда. Оптимальная величина смещения каждого считывающего чувствительного элемента равна .одной четверти длины кодового 5 участка соответствующей разрядной дорожки кодового диска | и 2.

В случае V-образного расположения и логического выбора считывающих чувствительных элементов код старшего разряда может быть определен после того, как onto ределится код во всех предыдуших разрядах. Это увеличивает время преобразования. Кодовый диск содержит число разрядных дорожек, равное числу разрядов преобразователя, а число считывающих чувствительных элементов, расположенных над ко5 довым диском, равно удвоенному числу разрядов преобразователя без одного. Увеличение разрядности преобразователя требует увеличения габаритов кодового диска, а, следовательно, и всего преобразователя. 2JJ Наиболее близким к предлагаемому является фотоэлектрический преобразователь угла поворота вала в код, содержащий кодовый диск с V-образным расположением считывающих чувствительных элементов.

подключенных к схеме формирования цифрового кода 3.

Недостатками этого преобразователя являются большое количество считывающих чувствительных элементов и большие габариты.

Цель изобретения - уп-рош.ение конструкции преобразователя.

Поставленная цель достигается за счет того, что в фотоэлектрический преобразователь угла поворота вала в код, содержаш,ий кодовый диск, на котором нанесены разрядные дорожки в двоичном коде, против разрядной дорожки младшего разряда установлен первый считывающий элемент мпадшего разряда, а против остальных разрядных дорожек - первые и вторые считывающие элементы соответствующей разрядной дорожки на расстоянии друг от друга, равном 1/2 кванта соответствующей разрядной дорожки, первые и вторые считывающие элементы соответствующей разрядной дорожки соединены с соответствующими первыми и вторыми входами блока формирования кода, введены считывающие элементы, а размеры квантов предыдущей разрядной дорожки в восемь раз меньще размеров квантов последующей разрядной дорожки, против разрядной дорожки младщего разряда установлен второй считывающий элемент младщего разряда на расстоянии 1/2 кванта младщего разряда от первого, третьи и четвертые считывающие элементы соответствующих разрядных дорожек установлены против каждой разрядной дорожки на расстоянии 1/4 кванта соответствующей разрядной дорожки от первого и второго считывающих элементов соответственно, третьи считывающие элементы всех разрядных дорожек установлены на одной прямой, которая перпендикулярна направлению движения кодового диска, выходы третьих и четвертых считывающих элементов соединены с третьими и четвертыми входами блока формирования кода соответственно. Кроме этого, в фотоэлектрическом преобразователе угла поворота вала в код блок формирования кода выполнен на полусумматорах и блоке преобразования кода, первые и вторые входы блока формирования кода соединены с первыми и вторыми входами первых полусумматоров и с первыми и вторыми входами блока преобразования кода, третьи и четвертые входы блока формирования кода соединены с первыми и вторыми входами вторых полусумматоров, выходы которых связаны с третьими входами блока преобразования кода и третьим входом первых полусумматоров, выходы которых соединены с четвертыми входами блока преобразования кода, выходы которого связаны с выходами преобразователя.

На чертеже представлена схема предлагаемого преобразователя угол-код (развертка п-разрядного кодового диска). Фотоэлектрический преобразователь содержит кодовый диск 1, у которого величина кванта п-ой разрядной дорожки обозначена Хп, разрядные считывающие чувствительные, элементы 2 с V-образным расположением

над кодовым диском 1, дополнительные считывающие чувствительные элементы 3, расположенные по линии считывания считывающего чувствительного элемента младщего разряда кодового диска с разрядными дорожками, выполненными в обыкновенном двоичном коде, дополнительные считывающие чувствительные элементы 4, расположенные в центрах нулевых градаций разрядных дорожек, полусумматоры 5-10, .инверторы 11 -16, блок 17 преобразования

кода.

Фотоэлектрический преобразователь угла поворота вала в код работает следующим образом.

При перемещении кодового диска 1 его заштрихованные (нулевые) и незаштрихованные (единичные) участки различным образом располагаются под неподвижными считывающими чувствительными элементами 2-4. Считывающие чувствительные элементы 2 (разрядные) дают сигналы непосредственно в блок 17 преобразования кода для формирования кода разрядных дорожек, нанесенных на кодовый диск 1, а также на входы полусумматоров 5, 7 и 9, которые вырабатывают сигналы для формирования разряда преобразователя на два разряда

0 младше, чем нанесенный на разрядную дорожку. Сигналы с дополнительных считывающих элементов 3 и 4 подаются на входы полусумматоров 6, 8 и 10, которые вырабатывают сигналы для формирования разряда преобразователя на один разряд младше, чем нанесенный на разрядные дорожки кодового диска 1, и на входы полусумматоров 5, 7 и 9. С выходов полусумматоров 6, 8 и 10 сигналы поступают непосредственно через инверторы 12, 14 и 16 соответственно

0 в блок 17 преобразования кода. С выходов полусумматоров 5, 7 и 9 сигналы поступают непосредственно через инверторы 11, 13 и 15 соответственно в блок 17 преобразования кода. Таким образом, на выходе блока 17 преобразования кода формируется цифровой код преобразователя.

На примере рассмотрим реализацию предлагаемого преобразователя угол-код с кодо вым диском, на котором нанесены в обыкновенном двоичном коде разрядные дорожки. С каждой разрядной дорожки формируются три разряда преобразователя. На каждой разрядной дорожке устанавливается четыре считывающих чувствительных элемента . При реализации пятнадцатиразрядного преобразователя угол-код необходимо на кодовом диске написать пять разрядных дорожек в обыкновенном двоичном коде с интервалом в два разряда, начиная с младщего разряда, и установить над ними двадцать считывающих чувствительных элементов. В cxeivfy обработки.считанных с кодового диска сигналов включаются дополнительно десять полусумматоров и десять инверторов, которые легко поддаются микроминиатюризации и могут быть выполнены в интегральном исполнении. Для реализации пятнадцатиразрядного преобразователя по известной схеме необходимо иметь кодовый диск, на котором нанесены все пятнадцать разрядных дорожек в обыкновенном двоичном коде. При V-образном считывании в этом случае над разрядными дорожками нужно установить двадцать девять считывающих чувствительных элементов, по сигналам с которых блок преобразования

кода формируется цифровой код преобразователя.

Таким образом, предлагаемая схема преобразователя угол-код позволяет повысить точность преобразователя при сохранении его габаритов, обеспечивает уменьщение трудоемкости изготовления кодового диска преобразователя за счет сокращения числа разрядных дорожек, дает возможность уменьшить число считывающих чувствительных элементов и тем самым повысить надежность преобразователя, а также позволяет уменьшить габариты преобразователя и дает возможность упростить размещение считывающих чувствительных элементов в устройстве.

Формула изобретения

1. Фотоэлектрический преобразователь угла поворота вала в код, содержащий кодовый диск, на котором нанесены разрядные дорожки в двоичном коде, против разрядной дорожки младшего разряда установлен первый считывающий элемент младшего разряда, а против остальных разрядных дорожек - первые и вторые считывающие элементы соответствующей разрядной дорожки на расстоянии друг от друга, равном 1/2 кванта соответствующей разрядной дорожки, первые и вторые считывающие элементы соответствующей разрядной дорожки соединены с соответствующими первыми и вторыми входами блока формирования кода.

отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции, в него дополнительно введены считывающие элементы, а размеры квантов предыдущей разрядной дорожки в восемь раз меньше размеров квантов последующей разрядной дорожки-против разрядной дорожки младшего разряда установлен второй считывающий элемент младшего разряда на расстоянии 1/2 кванта младшего разряда от первого, третьи и четвертые считывающие элементы соответствующих разрядных дорожек установлены против каждой разрядной дорожки на расстоянии 1/4 кванта соответствующей разрядной дорожки от первого и второго считывающих элементов соответственно, третьи считывающие элементы всех разрядных дорожек установлены на одной прямой, которая перпендикулярна направлению движения кодового диска, выходы третьих и четвертых считывак5щих элементов соединены с третьими и четвертыми входами блока формирования кода соответственно.

2. Фотоэлектрический преобразователь угла поворота вала в код в п. 1, отличающийся тем, что блок формирования кода выполнен на полусумматорах и блоке преобразования кода, первые и вторые входы блока формирования кода соединены с первыми и вторыми входами первых полусумматоров и с первыми и вторыми входами блока преобразования кода, третьи и четвертые входы блока формирования кода соединены с первым и вторым входами вторых полусумматоров, выходы которых соединены с третьими входами блока преобразования кода и третьим входом первых полусумматоров, выходы которых соединены с четвертыми входами блока преобразования кода, выходы которого соединены с выходами преобразователя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Филиппов В. Г. Цифраторы перемещений. М., Воениздат, 1965, с. 24.

2.Меськин И. В. Фотоэлектрические преобразователи угловой величины в цифровой код. Л., Судпромгиз, 1962, с. 10-12.

3.Фотоэлектрические преобразователи информации. Под ред. Л. Н. Преснухина.

М., «Мащиностроение, 1974, с. 28-33 (прототип). (пф пр п-1)р ( {n-3jp

lfl-5 p dp P IP