Многоразрядный кодовый датчик угловых перемещений на герконах Советский патент 1982 года по МПК H01H36/00 

)МНОГОРАЗРЯДНЫЙ КОДОВЫЙ ДАТЧИК УГЛОВЫХ П .РЕМЕЩЕНИЙ НА ГЕРКОНАХ

Изобретение относи ся к электротехнике и автоматике, предназначено дня преобразования угловых перемещений вала в цифровую форму и может быть использовано в позиционных системах числового управления техно гическим оборудованием. Известен многоразрядный (на . ЗбОО отсчетов) кодовый датчик положений на герконах. В любом многоразрядном кодовом датчике положений необходимо согласование отсчетов соседних разрядов для исключения грубых ошибок, равных весу единицы старшего разряда. Наиболее распространен метод логического выбора считывающих элемен тов старших разрядов, в частности метод двойной линии считывания. Он заключается в том, что на каждой позиции всех разрядов, кроме младшего, имеется по два считывающих элемента вместо одного. Эти элементы смещены в обе стороны от положения заменяемого ими одного считываю щего элемента и объединены соответственно в две группы опережающих и отстающих считывающих элементов. Допуск на расположение этих элементов является самым жестким в конструкции датчика, его величина определяет и габариты датчика, и его технологичность. В каждом старшем разряде сйимают сигналы с опережающих или отстающих считывающих элементов в зависимости от информации, снимаемой в младшем разряде. При переключении в нем считывающих элементов с кодовой комбинации, соответствующей цифре 9,на кодовую комбинацию, соответствующую цифре О, подается сигнал на переключение групп считывающих элементов в старшем разряде с отстающих на опережающие. При переключении в младшем разряде с О на 9 в старшем разряде происходит переключение с опережающих считы39вающих элементов на отстающие. Реализует это переключение электромагнитное реле, которое снижает быстро действие датчика, усложняет его кон струкцию, так как требует отдельного источника питания, и существенно снижает надежность всего устройCTBa l. Известен многоразрядный кодовый датчик угловых перемещений на герконах,содержащий в каждом разряде поворотный кодовый диск с установленными на нем постоянными магнитами, считывающие элементы в виде герконов, причем одни из них - осно ые герконЫр размещены на всех позициях вдоль траектории перемещения магнитов, а другие - дополнительны герконы размещены на всех позициях, кроме первой, по началу отсчета угл каждая из позиций всех разрядоВу кр ме первого, содержит отстающие и оп оежающие герконы, переключаемые эле ментом согласования разрядов. Элементы согласования в известном многоразрядном кодовом датчике представляют собой электромагнитные реле, которыми управляют геркоиы предыдущего разряда, считывающие ко довые комбинации, соответствующие цифрам О и . Недостатки такого датчика заключаются в том, что быстродействие его ограничено быстродействием элек ромагнитных реле, которое не может быть высоким , надежность системы в целом заметно снижается, так как при выходе из строя любого из этих реле датчик полностью выходит из строя; усложняется конструкция датчика, так как реле согласования имеют значительные габариты в срав.нении с кодовыми дисками и требуют отдельного питания. Цель изобретения - .увеличение быстродействия, надежности и упрюще ние конструкции многоразрядного код вого датчика угловых перемещений на герконах„ Поставленная цель достигается тем, что в кодовом датчике в качест ве герконов, размещенных на указанн первых по началу отсчета угла позициях, в каждом разряде использованы переключающие герконы, выполняющие одновременно функции упомянутых элементов согласования разрядов, причем замыкающие контакты указанных переключающих герконов соединены с группой опережающих основных герконов в следующем разряде и через замыкающие контакты последнего по отсчету угла основного геркона в своем разряде соединены с выходом О этого же разряда, размыкающие контакты указанных переключающих герконов соединены с группой отстающих основных герконов следующего разряда и через размыкающие контакты следующих по ходу отсчета угла основных герконов своего разряда, исключая последний, соединены с выходом 9 своего разряда. Соединение элементов согласования соседних старших разрядов, начиная со второго, выполнено через дополнительно введенные разделительные диоДЫ.. На фиг. 1 представлена электрическая схема первого и второго разрядов; на фиг. 2 - шкалы кодовых дисков первого и второго разрядов по схематичным указаниям расположения герконов; на фиг. 3 конструкция одного разряда на фиг. - разрез А-А на фиг-З, на фиг. 5 - разрез Б-Б на фиг.. В датчике использованы шкалы на десять уровней квантования. Герконы расположены равномерно вокруг кодового диска с шагом, равным двум уровням квантования. Первый разряд имеет пять основных герконов 1-5 j и четыре дополнительных 2 - 5(3- Герконы, занимающие одно и тоже место на шкале, имеют одинаковое цифровое обозначение. В старших разрядах (на фиг.1 и 2 показан только один из них - второй, остальные старшие разряды не отличаются от него), есть две группы герконов - опережающие и отстающие. Отстающие герконы имеют обозначения со штрихами, опережающие - без штрихов. Таким образом, в старшем разряде имеется пять равномерно расположенных по окружности кодового диска групп герконов (по четыре геркона в каждой), кроме группы, где только два геркоНа, обозначенные позициями 6 и 6 . В первом разряде (фиг.1 и 2) девять герконов: 1,2 и 2 ,3 .B и 5а.в «аждом старшем разряде восемнадцать герконрв: 6 и 6 7 и 7д V 7 и 7; 8 и 8а , 8 и 3 и 9а 108 и Ю 10 и 108 и 10 и Юа . Соединение герконов между собой представлено на фиг, 1. Если датчик имеет более двух разрядов, то соеди нять герконы, выполняющие функции переключения групп считывакяцих элементов с последующими разрядами, надо через разделительные диоды (см.фиг.1). Активный участок кодово го диска реализуется постоянными ма нитами, считывающие элементы распол жены вокруг равномерно пятью группа ми. При вращении кодового диска герконы считывают коды один и два из пяти, которые преобразуются этими же считывающими элементами в рас пределительный. Для осуществления этого преобразования непосредственн считывающими элементами в датчике применены герконы переключающего типа. Основные герконы 1,6 и б , которые считывают кодовые комбинаци расшифровываемые на выходах 11-20, соединены одновременно с последующим разрядом, бни служат и для coi- 1асования отсчетов, и для считывани информации. Учитывая, что герконы переключаю го типа имеют входной вывод - перебрасываемый сердечник и два выходны неподвижные сердечники (размыкаемый и замыкаемый) а также, что к каждом основному геркону, кроме первого, есть дополнительный, схему соединения герконов первого разряда можно описать следующим образом. Первый основной геркон 1 замыкаю щим контактом соединен с входом основного геркона 5 и входом основного геркона 6 группы опережающих считывающих элементов следующего разряда, а размыкающим контактом с входом второго основного геркона 2 и входом основного геркона 6 группы отстающих считывающих элементов следующего разряда, пятый основной геркон 5 замыкающим контак том соединен с выходом 11 разряда, а размыкающим - с входом второго дополнительного геркона 2, которияй подсоединен размыкающим контактом к выходу 12 разряда, а замыкающим контактом к выходу 13 разряда, второй основной геркон 2 замыкающим контактом подсоединен ко входу третьего дополнительного 3 ,который ра мыкающим контактом соединен с выходом 1 разряда, а замыкающим с вы ходом 15 разряда, размыкающий конта 734 второго основного геркона 2 соединен со входом третьего основного геркона 3, который замыкающим контактом соединен со входом четвертого дополнительного геркона размыкающий контакт которого соединен с выходом Тб разряда, а замыкающий- с выходом 171 размыкающий контакт третьего основного геркона 3 сое{зу нен с входом четвертого основного геркона k, замыкающий контакт которого соединен со входом пятого дополнительного геркона 5б размыкающий контакт которого соединен с выходом 18 разряда, а замыкающий - с выходом 19, размыкающий контакт четвертого основного геркона k подключен к выходу 20 разряда. В старшем разряде геркоьы каждой группы соединены между собой таким же образом, причем замыкаемые контакты герконов первых позиций через разделительные диоды соединены с входом основного геркона первой позиции группы опережающих считывающих элементов следующего разряда, а размыкающие - также через разделительные диоды с входом основного геркона первой позиции группы отстающих считывающих элементов следующего разряда„ Многоразрядный кодовый датчик угловых перемещений представляет собой ряд одинаковых секций на десять отсчетов, соединенных механическими передачами. Каждая секция состоит из двух дисков 21 и 22, соединенных винтами 23 со стойками 2. В дисках 21 и 22 в подшипниках установлен вал - шестерня 25t на котором укреплены зубчатое колесо 26, f втулка с пружиной шайбой 27 и по свободной посадке - кодовый диск 28. В держателях 29, укрепленных в дисках 21 и 22, впаяны герконы 30. Активный участок реализуется постоянными магнитами 31 по краям активного участка установлены компенсирующие магниты 32, полярность которых противоположна полярности основных магнитов. Датчик работает следующим образом. При вращении кодового диска герконы переключаются, считывая коды Герконы соединены по схеме, представленной на фиг.1, которая является дешифратором этого кода. На выходе секции получается единичнодесятичный код. Привращении кодового диска в сторону увеличения угла поворота входного вала, когда в младшем разряде появится цифра семь 5 то в пределах угла, соответствующего повороту младшего разряда от цифры семь до цифры восемь, в старшем разряде опережающие считывающие элементы начинают считывать следующую цифру, но выход старшей секции снимается с отстающих считывающих элементов. Как только в младшем разряде происходит переключение с цифры девять на ноль, напряжение через замыкающий контакт первого .геркона 1 подается на группу опережающих считывающих элементов в старшем разряде, и на выходе его, одновременно с нуля в младшем разряде появляется следующая цифра. г Предложенный датчик имеет более простую конструкцию, так как нет необходимости в отдельном источнике питания и освобождается значительное пространство, занимаемое прежде реле согласования. Надежность возрастает благодаря уменьшению числа элементов датчика, причем исключаются элементы, имеющие самую малую надежность. Быстродействие датчика становится наибольшим (при данных считывающих элементах). Быстродействр}е возрастает не менее, чем на 5-10, надежность увеличивается пропорционально числу разрядов, число реле в датчике или других элементов согласрвания уменьшается на п-1, где п число разрядов.

Формула изобретения 1.Многоразрядный кодовый датчик угловых перемещений на герконах, содержащий в каждом разряде поворотный кодовый диск с установленными н нем постоянными магнитами, считывающие элементы в виде герконов, причем одни из них - основные герконы размещены на всех позициях вдоль

траектории перемещения магнитов, а другие - дополнительные герконы размещены на всех позициях, кроме первой, по началу отсчета угла, каждая из позиций всех разрядов, кроме первого, содержит отстающие и опережающие герконы, переключаемые элементами согласования разрядов, отличающийся тем,

что, с целью повышения надежности, быстродействия и упрощения конструкции, в нем в качестве герконов, размещенных на указанных первых по началу отсчета угла позициях,

5 в каждом разряде использованы переключающие герконы, выполняющие одновременно функции упомянутых элементов согласования разрядов, причем замыкающие контакты указанных переключающих герконов соединены с группой опережающих основных герконов в следующем разряде и через замыкающие контакты последнего по отсчету угла основного геркона в своем

разряде соединены с выходом О

этого же разряда, размыкающие контакты указанных переключающих герконов соединены с группой отстающих основных герконов следующего разряда и

0 через размыкающие контакты следующих по ходу отсчета угла основных герконов своего разряда, исключая последний, соединены с выходом 9 своего разряда.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

0ffe/fe a/ffuff/ff

BCH( горкомам с/1еруюи ето

К втс1пающ1Л1

jCifojSif iH lefKMffft yiioywufew

/f-/l