Преобразователь углового положения объектов в код Советский патент 1981 года по МПК G08C9/06 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано дЛя преобразования в код углового положения объектов, удал.енных от преобразователя и расположенных в одной плоскости. Известны преобразователи углового положения в код, содержащие задающий и чувствительный элементы, генератор импульсов, соединенный через ключ со счетчиком импульсов fl , Недостатками этих преобразователей является низкая точность и малая производительность при измерении углЬв . между объектами, расположенными в пространстве. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является преобразователь углового положения тов в код, содержащий генератор импульсов, подключенный через блок пита ния к двигателю, на валу которого под углом-к оси его вращения установлено зеркало, источник излучения, оптически связанный через зеркало с первым фотоприемником, а через зеркало, отражатели, установленные на объектах перемеи1ения и коническое зеркало со вторым фртоприемником, выход которого подключен к одному входу коммута тора, выход второго фотоприемника подключен к другому входу коммутатора, выходы которого подключены к каналам формирования кода, число которых соответствует числу объектов перемещения , каждый из каналов формирования кода состоит из элемента И, один вход которого подключен к выходу соответствующего коммутатора, а выход подключен к счетчику, а другие входы элементов И всех каналов, соединены с выходом генератора 2. Недостатком известного преобразователя является низкая точность, вызванная неравномерностью вращения двигателя. Цель изобретения - повышение точности работы преобразователя. Поставленная цель достигается тем что в преобразователь углового положения объектов в код, содержащий генератор импульсов, подключенный через блок питания к двигателю, на вал которого под углом к оси его врап1ени установлено зеркало, источник излучения, оптически связанный через зер кало с первым фотоприемником, а чере зеркало, отражатели, установленные на объекте перемещения, и коническое зеркало-- со вторым фотоприемником, выход которого подключен к одному входу коммутатора, выход второго фотоприемника подключен к другому вход коммутатора, выходыкоторого подключены к каналам формирования кода, число которых соответствует числу объектов перемещения, каждый из каналов формирования кода состоит из элемента И, один вход которого подключен к выходу соответствующего коммутатора, а выход подключен к сче чику, введен диск с прорезями, трети фотоэлемент, а в каждый из каналов формирования кода введены последовательно включенные триггер, второй эл мент И, элемент ИЛИ и реверсивный счетчик, диск с прорезями установлен на валу двигателя, источник излучени через прорези диска оптически связан с третьим фотоэлементом, выход котор го подключен к другим входам первых элементов И и нулевым входам триггеров каждого из каналов формирования кода, единичные входы триггеров соединены с соответствующими выходами коммутатора, единичные выходы триггеров и выходы вторых элементов И подключены соответственно к управляющим входам вычитания реверсивных счетчиков и к другим входам элементов ИЛИ предыдущих каналов формирования кода а генератор импульсов подключен к дру гим входам вторых элементов И каждого из каналов формирования кода. На чертеже представлена структурна схема преобразователя. Преобразователь.содержит генератор 1 импульсов, подключенный через блок 2 питания к двигателю 3, на валу которого установлен диск 4 с прорезями и зеркало 5. Зеркало 5 установлено под углом АЗ к оси вращения двигателя. Источник 6 излучения оптически связан через зеркало 5 с первым фотоприемником 7, отражатели 8, установле ные на объектах перемещения., и коническое зеркало 9 - с вторым фотоприем 44 НИКОМ 10, а через прорези диска 4 с третьим фотоприемником I. Выходы фотоприемников 7 и Ю подключены к коммутатору 12, выходы которого подключены к каналам 13 формирования кода. Вход каждого из каналов 13 подключен к единичному входу триггера 14 и одному входу первого элемента И 15, выход которого подключен к счетчику 16. В каждом из каналов 13 единичный выход триггера 14 подключен к одному входу второго элемента И 17, выход которого через элемент ИЛИ 18 подключен к одному входу реверсивного счетчика 19. Выход фотоприемника 11 подключен к другим входам всех элементов И 15, выход генератора 1 подключен -к другим входам всех элементов И 17.. Единичные выходы триггеров 14 и выходы элементов И 17 каждого канала 13 подключены соответственно к управляющим входам вычитания реверсивных счетчиков 19 и к другим входам элементов ИЛИ 18 предыдущего канала. В .предлагаемом устройстве за один цикл измерения формируется последовательность временных интервалов, относительная величина которых определяется угловым положением объектов. Однако абсолютная величина временных интервалов в значительной степени зависит от скорости вращения двигателя; 3, Для увеличения точности преобразователя заполнение временных интервалов при .измерении их величины производится импульсами, сформированными фотоприемником 11. Частота этих импульсов пропорциональная скорости вращения двигателя 3. Дробные части начала -и конца временных интервалов измеряются путем их заполнения импульсами высокой частоты. Величина каждого временного интервала tgy определяется в виде суммы импульсов К с периодов Тф фотоприемника М , ук:тадывающихся в границы временного интервала от старт- до стоп-импульса, и суммы К 2 импульсов (с периодом Т) генератора 1 от последнего импульса фотоприемника 11 данного временного интервала до стоп-импульса, за вычетом количества К. импульсов генератора 1 от импульса фотоприемника 11, предшествующего старт-импульсу, до старт-импульса этого временного интервалаВИ (К2; К.,,) Поскольку стоп-импульс предыдущего временного интервала является стартимпульсом следующего временного интервала, то выразив Kji и первого временного интервала через число 4-1 42. импульсов 1 от старт-импульса первого и второго временного интервала до следующего за ним импул са фотоприемника 11 ги ГИ ГИ получим, выражение ,, которое реали в данном преобразователе зовано t ЧВИ ф- -ги 42 Аналогичные выражения получаются и для всех остальных временных интервалов . , Преобразователь работает следующим образом. Световой поток от источника 6 излучения освещает зеркало 2 и диск 4. При вращении вала двигателя 3 с той же скоростью вращается диск 4 и световой луч, отраженный от зеркала 5. Вращающийся диск 4 с прорезями модулирует световой поток и фотоприемник 11 вырабатывает последовательность импульсов, поступающую на входы элементов И 15. Вращающийся свер ТОБОЙ луч, отраженный от зеркала 5, последовательно попадает на уголковые отражатели 8, установленные на объектах и регистрируется фотопри емником 10. Цикл измерения начинается при Попадании светового луча на фотоприемник 7, выходной сигнал которого производит установку в исходное поло жение всех счетчиков и реверсивных счетчиков и поступает на коммутатор 12. Сигнал с первого выхода коммутатора 12 переключает триггер 14, элементы И 15, и 17 открываются, реверсивный счетчик 19 переводится в режим вычитания, ,0т генератора 1 импульсы через открытый элемент 17 поступают на реверсивный счетчик 19 и вычитаются из записанного в нем до начала измерения кода угла, соответствующего временному интервалу ТХ, а через элемент ИЛИ 18. импульсы поступают на реверсивный счетчик 19/, суммируясь с записанным в нем до начала измерения кодом угла, соответст вующим временному интервалу-Тф. По приходу очередного импульса от фотоприемника 11 триггер 14 возвращается в исходное состояние, закрывает элемент , прекращая поступление . импульсов на реверсивные счетчики 19 и 19(1 от генератора 1 и переводит ре 46 версивный счетчик 19 в режим сложения. К этому времени в реверсивном счетчике 19. зафиксирован.код временного интервала Тф + Через открыт.1й элемент 15 импульсы от фотоприемника 11 поступают на счетчик 16, в котором до начада измерения записывают девятки. В процессе вращения двигателя, световой луч попадает на уголковый отражатель 8 первого объекта. После отражения от отражателя 8 и конического зеркала 9 световой луч попадает на фотоприемник 11, где вырабатывается электрический сигнал, поступающий на коммутатор 12. В коммутаторе 12 происходит переключение сигналов с первого выхода на второй. Элемент 15 закрывается, прекращая поступление импульсов в счетчик 16. . В результате в счетчике 16 сформируется код,соответствующий временному интервалу ( ОТл. Сигнал со второго выхода коммутатора 12 переключает триггер 142, элементы 15 и 172. открываются, реверсивньй счетчик 19 переводится в режим вычитания. От генератора 1 импульсы через открытый элемент 17 через элемент ИЛИ ISj - на реверсивный счетчик 19 и вычитаются из записанного в нем кода. По приходу очередного импульса от фотоприемника 11 триггер 142 возвращается в исходное состояние. закрывает элемент 17 , прекращая заполнение реверсивных счетчиков i -у/ и 19г и переводит реверсивный счетчик 19j в режим сложения. В реверсивном счетчике 92 зафиксирован код,соответствующий временному интервалу Тф 4i Ги реверсивном счетчике 19-1 - код соответствуетВремен-, ному интервалу Тф + ( К42.ГИ В результате в счетчиках 16 и 19 записан код первого временного интервала t g |соответствующий угловому положению первого объекта. Аналогичным образом формируются коды углового положения остальных объектов. При этом погрешность от неравномерности вращения двигателя значительно уменьшается, так как уменьщаются временные интервалы, заполняемые импульсами высокочастотного генератора. Формула изобретения Преобразователь углового положения объектов в код, содержащий генератор импульсов, подключенный через блок питания к двигателю, на валу ко торого под углом к оси его вращения установлено зеркало, источник излучения, оптически связанный через зер кало с первым фотоприемником, а чере зеркало, отражатели, установленные на объектах перемещения, и коническое зеркало - с вторым фотоприемнико выход которого подключен к одному вх ду соммутатора, выход второго фотоприемника подключен к другому входу коммутатора, выходы которого подключены к каналам формирования кода, число которых соответствует числу объектов перемещения, каждый из каналов формирования кода состоит из элемента И, один вход которого подключен к выходу соответствующего ком мутатора, а выход подключен к счетчику,- отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в него введен диск с прорезями, третий фотоэлемент, а в каждый из каналов фЬрмирования кода введены последовательно включенные триггер, второй элемент И, элемент 48 ИЛИ и реверсивный счетчик, диск с прорезями установлен на валу двигателя, источник излучения через прорези диска оптически связан с третьим фотоэлементом, выход которого подключен к другим входам первых элементов И и нулевым входам триггеров каждого из каналов формирования кода, единичные входы триггеров соединены с соответствующими выходами коммутатора, единичные выходы триггеров и вьрсоды вторых элементов И подключены соответственно к управляющим входам вычитания реверсивных счетчиков и к другим входам элементов ИЛИ предыдущих каналов формирования коца, а генератор импульсов подключен к другим входам вторых элементов И каждого из каналов формирования кода. Источники информадии, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР N 467383, кл. G 08 С 9/00, 1973, 2.Авторское свидетельство СССР № 419935, кл. G 08 С 9/00, 1973 (прототип).