Преобразователь угла поворота вала в код Советский патент 1982 года по МПК G08C9/04 

Изобретение относится к автоматике, телемеханике и вычислительной технике и может использоваться для измерения угловых перемещений. Технические характеристики преобразователей такого типа (разрешаю щая способность, вес, габариты, момент инерции и др.) во многом зависят от числа разрядных дорожек, используемых для кодирования пространственного положения шкалы, выпол ненной в виде диска или барабана, относительно считывающих элементов. Так как при дисковом исполнении кодирующего элемента по мере приближе ния к центру длина кванта шкалы про порционально уменьшается, что при- водит к завышению разрешающей способ ности и повышению точности юстировки считывающих элементов. Увеличени размеров кодирующего элемента приводит к ухудшению таких характеристик как вес, момент инерции, общие габариты и т.д. В преобразователях барабанного типа от числа разрядных дорожек зависят такие параметры, как оксиальные размеры кодирующего элемента а, следовательно, и вес, момент инерции, общие габаритные размеры и т:д. В преобразователях, использующих такие ,физические принципы, как модуляция магнитного потока, сокращение числа разрядных дорожек и упрощение в смысле чередования активных и пассивных участков структуры шкалы, является решающим оценочным параметром. Последнее объясняется сложностью формирования требуемой эпюры распределения магнитного поля на границах активной и пассивной зон. Известны преобразователи угла поворота вала в код, содержащие кодовый диск с уменьшенным числом кодовых дорожек и считывающие элементы, выходы которых подключены к входам логических схем ГТТ и 12). . . 39 Наиболее близким к изобретению являются преобразователи, у которых формирование двух разрядов осуществляется на одной кодовой дорожке с применением считывающих элементов, выполненных в виде симметричных мостовых схем ГЗЗ. Недостатками.таких преобразователей являются узкая область их применения, ограниченная симметричными кодами (двоичный код, код Грея и т.д.), что затрудняет конструирование многротсчетных преобразователей, а также большая избыточность считывающих элементов и сложность конструкции. Цель изобретения - уг рощение кон струкции преобразователя. Поставленная цель достигается те что в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий кодовый диск, на который нанесены кодовые дорожки, выполненные из диамагнитно го материала, с нанесенными участка ми из ферромагнитного материала против кодовых дорожек расположены считывающие элементы, выполненные в виде П-образных ферромагнитных сердечников, содержащие первичную и вторичную обмотки, первичные обмотки соединены с источником питания, вторичные обмотки считывающих элементов соединены с выходом преобраз вателя , вторичные обмотки каждой пары других считывающих элементов соединены последовательно-встречно выход каждой пары других считывающих элементов соединен с другим выходом в| |ходом преобразователя. На фиг. 1 представлен преобразователь угла поворота вала в код; на фиг. 2 - таблица с выходным кодом преобразователя. Преобразователь содержит кодовый диск из диамагнитного материала, .по обеим сторонам которого расположены кодовые дорожки 1 и 2 (на фиг для наглядности они изображены одна под другой), считывающие элементы 3-8, представляющие собой П-образны ферромагнитные сердечники 9 с первичной обмоткой 10 и вторичной 11. Первичная обмотка 10 возбуждается переменным напряжением от источн ка питания (.не показан), Если серде ник 9 замкнут активным участком 12 шкалы, то во вторичной обмотке 11 и дуктируется сигнал, соответствующий логической единице. Если сердечник 4 9 замкнут пассивным участком 13 логическому О. Кодовая дорожка 1 несет на себе одну активную зону, выполненную из ферромагнитного материала и состоящую из десяти участков, расположенных с игестого по пятнадцатый секторы (порядковый номер зон считать по часовой стрелке), Кодовая дорожка 2 несет на себе две активных зоны по шесть участков каждая, расположенные с третьего по восьмой и с тринадцатого по восемнадцатый секторы. Считывающие элементы 3 и А младшего разряда размещены в десятом и двенадцатом секторах дорожки 2 (для наглядности считывающие элементы на фиг. 1 развернуты на расположены в плоскости диска). ВУоричные обмотки 11 этих сердечников 9 соединены последовательно-встречно. Считывающий элемент 5 второго разряда расположен в первом секторе дорожки 2. Считывающие элементы 6 и 7 третьего разряда, расположены во втором и двадцатом секторах кодовой дорожки 1, вторичные обмотки 11 этих сердечников также соединены последовательно-встречно. Считывающий эле-.., мент 8 четвертого разряда установлен в первом секторе дорожки 1. Преобразователь работает следующим образом. В исходном состоянии все элементы находятся на пассивных участках, что соответствует нулевому положению диска; результирующая кодовая комбинация равна 0000. При повороте диска на один сектор против часовой стрелки (первый такт работы) замыкается магнитная цепь сердечника 9 считывающего элемента 3 и с его вторичной обмотки 10 снимается сигнал I. Комбинация на выходах равна 0001. При повороте диска на два сектора замыкается магнитная цепь сердечника 9 считывающего элемента k и остается замкнутой цепь сердечника считывающего элемента 3- На выходах преобразователя формируется сигнал 0011 (соответствует третьей строке табл. кода, фиг. 2). На третьем такте оказываются замкнутыми сердечники считывающих элементов . Поскольку вторичные обмотки считывающих элементов 3 и включены последовательно-встречно, напряжения на них равны по величине и противоположны по направлению. На выходе преобразователя 13 сигнал равен нулю, а результирующая комбинация равна 0010 (четвертая строка таблицы). На четвертом такте замкнуты сердечники считывающих элементов Зб. Сердечники считывающих элементов 3 и образуют логический О, а сердечник считывающих элементов 3-6 логическую 1, Комбинация на выходе равна 0110. При повороте диска на пять секторов замк нутыми окажутся сердечники считывающих элементов . С выходов преобра зователя снимается код 1110. На шестом такте замкнутся сердечники считы вающих элементов . Обмотки сердечников считывающих элементов 6 и 7 как и считывающих элементов 3 и f включены последовательно-встречно и при одновременном аамыкании также дадут логический О. Комбинация на выходах преобразователя равна 1010. На седьмом такте разомкнется цепь сердечника считывающего элемента 3На выходах преобразователя реализуется код 1011 и т.д. Анализируя последующие такты нетрудно убедиться, что за полный оборот кодирующего дис ка с выходов одного десятичного разр да снимается однопеременный, циклический двоично-десятичный код, структура которого приведена в табл. на.фиг. 2. При переходе от двенадцатой позиции к двадцатой и от девятой к десятой происходит изменение значения старшей десятичной декады, сохраняя однопеременную структуру кода. Предлагаемый преобразователь угла поворота вала в код имеет меньшие по сравнению с прототипом габариты, мае су и момент инерции кодового диска. а также более простую кодовую шкалу. Преобразователь может бытьвыполнен на любое число десятичных декад по количеству описанных кодирующих элементов , соединенных аналоговым или дискретным передаточным механизмом. Формула изобретения ЛреЬбразователь угла поворота вала в код, содержащий кодовый диск, на который нанесены кодовые дорожки, выполненные из диамагнитного материала с нанесенными участками из ферромагнитного материала, против кодовых дорожек расположены считывающие элементы, выполненные в виде П-образных ферромагнитных сердечников, содержащие первичную и вторичную обмотки, первичные обмотки соединены с источником питания, вторичные обмотки одних считывающих элементов соединены с выходам преобразователя, о т л и ч а ю 14 и и с я тбм, что ci целью упрощения конструкции преобразователя, вторичные обмотки кам(дой пары других счить1ваю1яих элементов соединены последовательно-встречно, выход каждой пары других сОПтывэющих элементов соединен с другим выходом преобразователя. Источники инфор юции, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР fr , кл. G 08 С 9/00, 1975. 2.Авторское свидетельство СССР 382124, кл. G 08 С 9/00, 1970. 3.Борзов М.И. Индуктивные преобразователи угла в код. М., Энергия, 1970, с. 70-71.прототип).

V,«

t1

n

w