Преобразователь угла поворота вала в код Советский патент 1982 года по МПК G08C9/06 

с54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАД1А В КОД

Изобретение относится к системам автоматического преобразования перемещений в дискретный электрический сигнал, а именно к преобразователям угла поворота вала в код.

Известен фотоэлектрический преобразователь перемещений в код, содержащий кодовую шкалу, связанную с объектом перемещения, и неподвижно .закрепленные считывающие фотоприемники, соединенные с блоком преобразования .

Недостатками такого преобразователя является сравнительно низкая точность преобразования, зависящая . от погрешностей, допускаемых при сборке преобразователя, и погрешностей изготовления основы кодовой шкалы..

Наиболее близким к предлагаемому является преобразователь перемещения в код, содержащий п-разрядную кодовую шкалу, фотоприемник и компаратор первого разряда, последовательно соединенные фотоприемник и компаратор по два на каждый последующий разряд кодовой шкалы. Выходы компараторов всех разрядов, подключены к преобразователю двоично-сдвинутого кода в арифметический. Выходы

компараторов первого и второго разрядов подключены, кроме того, ко входам сумматора по модулю два, содержащего элемент ИЛИ н триггер со счетным входом t JОднако у известного преобразователя недостаточная точность преобразования вследствие значительного диапазона изменения токов фотоприем10ника первого разряда, обусловленного погрешностью изготовления основы кодовой шкалы и допускаемых при сборке погрешностей ее установки.

Цель изобретения - повышение точ15ности преобразователя угла поворота вала в код.

Указанная цель достигается тем, что в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий п-разряд20ную кодовую шкалу, основной фотоприемник и компаратор первого разряда, последовательно соединенные фотоприемники и кстпараторы последующих старших разрядов, сгруппиро25ванные по два для каждого разряда, выход компаратора первого разряда соединен с первыми входами сумматора по модулю два и блока преобразования кода, вторые и третьи входы которых

30 соединены с выходами лервого и второго компараторов второго разряда соответственно, четвертый вход блок преобразования кода соединен с выхо дом компараторов последующих старших разрядов, введены сумматор и дополнительный фотоприемник первого разряда, сдвинутый относительно основного фотоприемника первого разряда на 180, выходы основного |И дополнительного фотоприемников первого разряда подключены ко входам сумматора, выход которого соеди нен со входом компаратора первого разряда. На фиг. 1 представлена структурная схема преобразователя угла пово рота вала в КОД} на фиг. 2 - кривые зависимостей напряжений сигнало основного, дополнительного фотоприемников первого разряда, сумматора и компаратора от угла поворота оси преобразователя. Преобразователь угла поворота вала в код содержит п-разрядную кодовую шкалу 1, выполненную в виде стеклянного диска, разделенного на п концентрических кодовых дорожек с прозрачными и непрозрачными для лучистого потока сегментами, число которых возрастает по двоичному закону от середины диска к краю, осно ной фотоприемник 2 и компаратор 3 первого разряда, фотоприемник 4 и компаратор 5 второго разряда, фотоприемник б и компаратор 7 второ го разряда, фотоприемники 8 и комп раторы 9 по два на каждый последующий разряд, причем указанные фотоприемники расположены таким образом, чтобы обеспечить V-способ считывания информации, блок 10 пре разования кода, сумматор Ипоцюдулю два, содержащий полусумматоры 1 и 13, дополнительный фотоприемник 14 первого разряда, сдвинутый по положению относительно основного ф топриемника первого разряда на 180 и сумматор 15. Преобразователь работает следую щим образом. При произвольном угловом положе НИИ вала преобразователя фотоприем ники 2, 4, б, 8 и 14 считывают информацию. На сумматоре 15 производится сложение сигналов основного и сдвинутого относител зно него по положению на 180 дополнительного фотоприемников первого разряда. Вы ходные сигналы с сумматора 15 и фо приемников 4, 6.и 8 после прохожде НИН соответствующих компараторов 3 J, 7 и 9 преобразуются в цифровую форму и поступают на входы блока 1 преобразования двоично-сдвинутого кода в арифметический. На его выхо дах формируются И разрядов преобра зователя. Одновременно выходные си налы компараторов первого 3 и вторых 5 и 7 разрядов подаются на два входа полусумматора 12 и на свободный вход последовательно с ним соеиненного полусумматора 13. На поолусумматорах2 и 13 производится сложение этих сигналов по модулюдва а на выходе полусумматора 13 формируется значение разряда весом 2 выходного двоичного кода, К первому разряду предъявляются высокие требования по постоянству симметричности выходного сигнала от угла поворота кодовой шкалы преобразователя. Первый разряд участвует в формировании дополнительного и всех остальных разрядов, и даже незначительное его отклонение от симметричности может привести к сбоям в работе/ преобразователя. На формирование дополнительного разряда особенно сильно влияют погрешности изготовления основы кодовой шкалы и допускаемые при сборке преобразователя погрешности ее установки. Указанные погрешности влияют на амплитуду и фазу сигналов с фотоприемников- (фиг. 2, а и б). Установка при настройке преобра- зователя постоянного порога срабатывания компаратора вызвала бы сбой первого разряда. , Введение дополнительного фотоприемника первого разряда (фиг.2, в иг), и сумматора позволяют получить сигнал, поступающий на вход компаратора первого разряда, без амплитудных и фазовых искажений при любом угловом положении вала преобразователя (фиг. 2 д и е), тем самым обеспечивается симметричность сигнала с компаратора первого разряда (фиг. 2, ж и з). Таким образом, введение в преобразователь дополнительного фотоприемника первого разряда, сдвинутого относительно основного на ISO, по положению, и сумматора, входами которого являются выходы фотоприемников первого разряда, а выходом вход компаратора первого разряда, позволяет устранить амплитудные и фазовые искажения первого разряда преобразователя и тем самым получить симметричные первый и дополнительный разряды, значительно меньше зависящие от погрешности, изготовления основы кодовой шкалы и допускаемые при сборке погрешностей ее установки. Экономический эффект от использования изобретения обусловлен отмеченными выше техническими преимуществами. Формула изобретения Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий м-разрядную кодовую шкалу, основной фотоприемник

И компаратор первого разряда, пос.ледовательно соединенные фотоприемники и компараторы последующих старших разрядов, сгруппированные по два для каждого разряда, выход компаратора первого разряда соединен с первыми входами сумматора по мо|дулю два и блока преобразования кода, вторые и третьи- входы которых соединены с выходами первого и второго компараторов -второго разряда соответственно, четвертый вход блока преобразования кода соединен с выходом компараторов последующих старших разрядов,, отличающийс я тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в него

/ V А

дены сумматор и дополнительный фотоприемник первого разряда, сдвинутый относительно основного фотоприемника первого разряда на 180, вы|Ходы основного и дополнительного фотоприемников первого разряда подключены к входам сутлматора, выход которого соединен с входом компаратора первого разряда.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

(прототип).

0 2 п

till

) .

J