Устройство для измерения угловогопЕРЕМЕщЕНия Советский патент 1981 года по МПК G01F23/12 

1

Изобретение относится к устройствам для измерения углового перемещения и может быть использовано, например, в уровнемерах с дистанционным измерением, используе1 плм в различных отраслях промышленности,в приборах технологического контроля и т.д.

Известно устройство для измерения углового перемещения, включающее индикатор углового перемещения, датчик и приемник. Индикатор представляет собой кодирующее устройство с определенным количеством цифровых дисков, в которые встроены магнитные сегменты. Датчик выполнен в виде .неподвижных колец-держателей, каждое из которых охватывает цифровой диск. В кольца-держатели вмонтированы герконы против каждой цифры Цифрового диска Ull.

Показания датчика передаются на расстояние с помощью устройства передачи сигнала, имеющего блоки по числу разрядов счетчика. Каждый блок включает схему защиты и преобразователь десятичного кода в двоично-десятичный, сигналы с которых поступают в приемник, выполненный в виде цифрового индикатора.

Недостатки устройства:

-низкая надежность датчика,включающего в себя механический элемент;

-наличие кодирующего устройства

с большим количеством контактных пар;

-.сложность датчика из-за наличия в нем электронного устройства передачи сигнала, имеющего блоки по числу разрядов счетчика, причем каждый

10 блок включает схему защиты и преобразователь десятичного кода в двоично-десятичный, и наличия усложненной связи датчика и приемника.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату

15 является устройство для измерения углового перемещения, входящее в состав весового дозатора и содержащее зубчатый диск, установленный на оси, угол поворота которой измеряется,

20 два основных датчика (регистратора) , смещенных относительно друг друга на 1/4 шага зубчатого диска, два дополнительных датчика, включенных в

25 схему измерения, содержащую рва элемента ИЛИ, формирователь управляющего сигнала, импульсный регулятор и реверсивный электронн%1й счетчик этого устройства сложная схема, .что снижает его надежность.

30

Целью данного изобретения является повышение надежности.

Поставленная цель достигается за счет того, что устройство имеет более простую схему измерения благодаря введению дифференцирующей цепи, подключенной к выходу первого регистратора и счетному входу реверсивного электронного счетчика, и инвертора, соединенного с одной стороны со вторым регистратором и шиной сложения упомянутого счетчика, а с другой - с его шиной вычитания.

На фиг.1 представлено предлагаемое устройство для измерения углового перемещения, на фиг.2 и 3 представлены временные диаграммы/ иллюстрирующие работу устройства при вращении зубчатки соответственно по часовой стрелке и против нее,где а, б сигналы с выходов датчика; в - сигнал с выхода дифференцирующей цепи, д - сигнал с выхода инвертора.

Предлагаемое устройство для измерения углового перемещения содержит датчик 1, дифферен1шрующую цепь 2, инвертор 3 и реверсивный электронный счетчик 4.

Датчик 1 состоит из зубчатого диска 5, устанавливаемого на валу, угловое перемещение которого измеряется, и двух-регистраторов прохождения зубьев 6,7, расположенных друг относительно друга так, что сигналы с ни смещены по фазе на 1/4 периода. Выходы регистраторов б,7 являются выходами а и б датчика 1.

Выход а датчика 1 подключен через дифференцирующую цепь 2 к счетному входу в реверсивного, электронног& счетчика 4, а выход б - к шине сложения г и через инвертор 3 - к шине вычитания д реверсивного электронного счетчика 4. ;

Логика построения предложенного устройства сводится к разделению функций регистраторов: один из них является датчиком количества импульсов , соответствующих количеству считаемых зубьев, а другой - датчиком направления вращения зубчатого диска, т.е. элементом, определяющим операции сложения или вычитания в зависимости от направления враицения зубчатого диска.

При вращении зубчатого диска 5 на выходе регистраторов прохождения зубьев 6,7 возникают сигналы, представляющие собой последовательности импульсов с длительностями импульсов и пауз между ними, равными соответственно времени прохождения зубьев и промежутков между зубьями. При равенстве ширины зубьев и промежутков между ними длительность импульсов равна паузе между импульсами.

Благодаря смещению регистраторов 6 и 7 относительно друг друга на 1/4 шага зубчатого диска при его вращении по часовой стребке сигнал с выхода 6 датчика 1 опережает сигнал с выхода а на 1/ периода (см.фиг.2, диаграмма б). Эти сигналы положительны/ и реверсивный электронный счетчи работает от положительных импульсов на счетном входе и производит их сложение при подаче положительного пот ёциала на шину г и вычитание при подаче положительного потенциала на шину д

Положительные импульсы с выхода дифференцирующей цепи, регистрируемы реверсивным электронным счетчиком 4/ поступают на его вход в моменты времени, когда на шине сложения г присутствует положительный потенциал, а на шине вычитания д - нулевой. Следовательно, при вращении вала по часовой стрелке имеет операция сложения, т.е. происходит увеличение показаний счетчика.

При вращении- вала против часовой стрелки (см. фиг.З) для выбранного взаимного расположения регистраторов прохождения зубьев сигнал с выхода а будет опережать на 1/4 периода сигнал с выхода б датчика 1.

Из фиг.З следует, что положительные импульсы с выхода дифференцирующей цепи 2, регистрируемые реверсивным электронным счетчиком 4, поступают на его счетный вход в моменты времени, когда на шине сложения г нулевой потенциал, а на шин.е вычитания д - положительный. Таким образом, при вращении вала против часовой стрелки имеет место операция вычитания, т.е. происходит уменьшение показаний счетчика.

Основные достоинства данного предложения - простота схемного решения, высокая надежность устройства и широкая область его использования.

Формула изобретения

Устройство для измерения углового перемещения, содержащее установленный на поворотной оси зубчатый диск и два регистратора, смещенные относительно друг друга на 1/4 шага зубчатого диска и соединеннь1е с реверсивным электронным счетчиком, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, в него введены дифференцирующая цепь, подключенная к выходу первого регистратора и счетному входу счетчика, и инвертор, соединенный с одной стороны со вторым регистратором и шиной сло;жения счетчика,а с другой - с его шиной вычитания.

Источники ийформации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 587337, кл.С 01 F 23/12, 1976.

2.Авторское свидетельство СССР № 602788, кл.С 01 G , 1976

(прототип).

a

S,

6