Устройство для определения направления движения Советский патент 1982 года по МПК G01P13/02 

{5t) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЯ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в устройствах определения линейного и углового перемещения, линейной и угловой скорости.

Известно устройство для определения направления вращения, содержащее диск с щелевыми отверстиями, три фотодатчика, соединенных с формирователями электрических сигналов, триггеры и элементы И }.

Недостатком этого устройства является значительная величина максимальной ошибки определения реверса, обусловленная тем, что для ликвидации неоднозначности задействования датчиков используются промежутки между ними. Кроме того, информация об изменении направления вращения при реверсе в момент задействования среднего датчика выдается только после прихода сигналов со всех трех датчиков.

Наиболее близким к изобретению является устройство для определения направления вращения, содержащее диск со щелевыми отверстиями, три фотодатчика, соединенных с соответствующими формирователями электрических сигналов, три элемента ЗАПРЕТ, прямые входы которых соединены с выходами соответствующих формировало телей электрических сигналов, а инверсные входы первого и второго элементов ЗАПРЕТ соединены с выходами соответственно второго и третьего формирователей электрических сигналов, инверсный вход третьего элемент та ЗАПРЕТ соединен с выходом первого формирователя электрических сигналов, выходы каждого элемента ЗАПРЕТ соединены с единичным входом 20 соответствующего триггера, с одним из входов элемента И, выход первого триггера соединен с нулевым входом третьего триггера и с другим входом соответствующего элемента И, выходы 3 второго и третьего триггеров соединены соответственно с нулевыми входами первого и второго триггеров и с другими входами первого и второго элементов И, выходы всех элементов И объединены. Щели на диске расположены с шагом, равным расстоянию, занимаемому тремя датчиками, ширина щели равна размеру датчика. Датчики размещены по периметру .задающей системы после довательно один за другим без проме жутков между ними, ступенчато по длине шага f 2. Недостатком известного устройства является его большая сложность и в результате этого низкая надежност ь. Цель изобретения - упрощение уст ройства и повышение его надежности. Эта цель достигается тем, что в устройство, содержащее диск со щелевыми отверстиями, два фотодатчит ка, соединенные через формирователи электрических сигналов с соответ ствующими входами элемента ЗАПРЕТ три триггера, единичные входы каждого из которых соединены с пеовыми входами соответствующих элементов И выходы которых объединены и являются выходом устройства, причем выход элемента ЗАПРЕТ соединен f единичным входом первого триггера, а выхо ды триггеров - с нулевыми входами предыдущих триггеров и вторыми вход ми соответствующих элементов И, вве ден элемент ИЛИ-НЕ, один вход которого соединен с выходом первого фор мирователя электрических сигналов, второй вход - с выходом второго фор мирователя и с единичным входом вто рого триггера,, а выход - с единичным входом третьего триггера. На фиг. 1 изображена функциональ ная схема устройства; на фиг. 2 схема расположения датчиков в устрой стве. Устройство содержит диск- со щелевыми отверстиями, два фотодатчика 1 и 2 соединенных с формирователями 3 и + электрических сигналов. Выход формирователя 3 соединен с первым входом элемента ИЛИ-НЕ 5 и прямым входом элемента 6 ЗАПРЕТ. Выход формирователя k подключен к второму входу элемента ИЛИ-НЕ 5. инверсному входу элемента 6 ЗАПРЕТ, единичному входу триггера 7 и первому входу элемента И,8. 2 Выход элемента ИЛИ-НЕ 5 соединен с единичным входом триггера 9 и первым входом элемента И 10, выход элемента 6 ЗАПРЕТ подключен к едини входу триггера 11 и первому входу элемента И 12. Выход триггера 11 соединен с вторым входом элемента И 10 и нулевым входом триггера 9, выход триггера 7 соединен с вторым входом элемента И 12 и нулевым входом триггера 11, а выход триггера 9 с вторым входом элемента И 8 и нулевым входом триггера 7. Щели на диске расположены с шагом, равным тройному размеру датчика, ширина щели равна размеру датчика. Датчики размещены по периметру задающей системы ступенчато, без промежутков между ними. При вращении вала с кодовым диском датчики задействуются в последовательности (...1,2,0,1,2,0,1...) при прямом вращении и в последовательности (...1,0,2,1,0,2,1...) при реверсе. Пусть при включении устройства задействован датчик 1, датчик 2 в этот момент не задействован. Силнал с датчика 1 проходит через формирователь 3, элемент 6 ЗАПРЕТ на вход элемента И 12 и единичный вход триггера 11, в результате чего триггер 11 переходит в состояние 1. Вы ходной сигнал с триггера 11 поступает на элемент И 10 и нулевой вход триггера Э, останавливая его в состояние О или подтверждая это состояние. На выходе элемента И 10 имеет место состояние О, так как на втором его входе сигнал отсутствует. На выходе элемента И 8 также состояние О , так как отсутствуют сигналы на обоих его входах. На выходе элемента И 12 может быть либо 1 либо О в зависимости от состояния триггера 7 в момент включения устройства. Таким образом, в момент включения на выходе устройства может быть состояние 1 или О. При прямом вращении окно кодирующего диска переходит с датчика 1 на датчик 2 и может наступить такой момент, когда окажутся задействованными одновременно датчики 1 и 2. Сигнал с датчика 2 проходит через формирователь 4 на инверсный 5 вход элемента 6 ЗАПРЕТ и запрещаг ет прохождение сигнала с датчика 1 на вход элемента И 12. В результате этого на выходе элемента И 12 устанавливается состояние 0. Сигнал с формирователя 4 поступает также на один из входов элемента И 8 и единичный вход триггера 7, переводя его в состояние 1. Сигнал с триггера 7 поступает на нулевой вход триггера 11 и один из входов элемента И 12, на выходе которого сохраняется состояние О так как на другом его входе сигнал отсутствует. На выходе элементов И 8 и 10 также имеет место состояние О, так как на их входах не обеспечено необходимое для состояния 1 сочетание сигналов. Таким образом, на выходе устройства уста навливается состояние О. При полном переходе окна кодирующего диска с датчика 1 на датчик 2 задействован только датчик 2 и состояние остальных элементов устройства не изменяется. Далее наступает момент, когда не задействован ни один датчик. В этом случае на выходе элемента ИЛИ-НЕ 5 появляется сигнал, соответствующий состоянию 1. Этот сигнал устанавливает триггер 9 в состояние. 1, а триггер 7 в состояние О. Состояние 1 с выхода элемента ИЛИ-НЕ 5 не проходит на выход элемента И 10, так как тр гер 11 находится в состоянии О. На выходах элементов И 8 и 12 так как на их также состояние входах отсутствует необходимое соче тание сигналов для установления хот бы одного из них в состояние 1. При задействовании датчиков в после довательности 1,2,0,1 (прямое вращение) на выходе устройства устанавливается и поддерживается состояние О. Пусть в момент задействования д чика 1 происходит реверс. При обратном движении окно коди рующего диска переходит с датчика в положение, когда не задействован ни один датчик. В этом случае на в ходе элемента ИЛИ-НЕ 5 появляется сигнал, соответствующий состоянию 1. Этот сигнал устанавливает триг 9 в состояние 1 и одновременно поступает на один из входов элемен та И 10. 2 На выходе элемента И 10 устанавливается состояние 1, так как на оба его входа поступают сигналы (один с элемента ИЛИ-НЕ 5, другой с триггера 11). Таким образом, на выходе устройства появляется состояние 1. При дальнейшем обратном движении задействуется датчик 2. Состояние 1 датчика 2 устанавливает триггер 7 в состояние 1 и одновременно устанавливает состояние 1 на выходе элемента И 8, так как триггер 9 находится в состоянии 1. При задействовании датчиков в последовательности ...1,0,2,1... (обратное вращение) на выходеустройства устанавливается и поддерживается состояние 1. Такимобразом, предлагаемое устройство обладает более высокой надежностью, по сравнению с известным, за счет своей простоты. Формула изобретения Устройство для определения направления движения, содержащее диск со щелевыми отверстиями, два фотодатчика, соединенные через формирователи электрических сигналов с соответствующими входами элемента ЗАПРЕТ, три триггера, единичные входы которых соединены с первыми входами элементов И, выходы которых объединены и являются выходом устройства, причем выход элемента ЗАПРЕТ соединен с единичным входом первого триггера, а выходы триггеров - с нулевыми входами предыдущих триггеров и вторыми входами соответствующих элементов И, отличающееся тем, что, с целью упрощения и повышения надежности устройства, в него введен элемент ИЛИ-НЕ, один вход которого соединен с выходом первого формирователя электрических сигналов, .второй - с выходом второго формирователя электрических сигналов и с единичным входом второго триггера, а - с единичным входом третьего триггера. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР If 156003, кл. G 01 Р 13/00, 1961. 2.Авторское свидетельство СССР М525049,кл.С 01 .Р 13/02,1975(прототип)

5

1Z