Фотоэлектрический преобразователь перемещения в код

Фотоэлектрический преобразователь перемещения в код

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для применения в системах автоматического регулирования и управления . Целью изобретения является повышение функциональной надежности преобразователя. С этой целью в него введены триггер, второй элемент И и регистр. Второй диск вьшсшнен подвижным , а вторые дорожки дисков выполнены с (N+1) штрихами, N - число штрихов первых дорожек, третьи дорожки выполнены с числом штрихов N(N+1). При вращении дисков свет от излучателя модулируется дорожками дисков, которые вращаются в разные стороны, и поступает на фотоприеьшики. Сигналы с их выходов формируются нуль-органами в импульсы, образующими три последовательности сигналов. Первая последовательность импульсов предназначена для управления триггером и регистром. Вторая последовательность - для управления этим же триггером, а третья последовательность - для формирования информационных сигналов счетчиком. При этом в зависимости от величины сдфига фазы между сигналами первой и второй последовательностей на выходах счетчика формируется код, значения которого пропорциональны углу поворота валов дисков. 3 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСЛУБЛИН (59 4 Н 03 М 1/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 37601 72/24-24 (22) 05.07.84 (46) 23.09.86. Бюл. ¹ 35 (72) В.В.Титов, Н.Д.Махотин иА.П.Швед (53) 681.325(088.8) .(56) Авторское свидетельство СССР № 604020, кл. G 08 С 9/06, 1977.

Авторское свидетельство СССР № 720458, кл. С 08 С 9/06, 1977. (54) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ .ПРЕОБРАЗОВА

ТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В КОД (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для применения в системах автоматического регулирования и управления. Целью изобретения является повышение функциональной надежности преобразователя. С этой целью в него введены триггер, второй элемент И и регистр, Второй диск выполнен подвижным, а вторые дорожки дисков выполне,Л0„„1259483 А 1 ны с (0+1) штрихами, N — число штрихов первых дорожек, третьи дорожки выполнены с числом штрихов N(N+1).

При вращении дисков свет от излучателя модулируется дорожками дисков, которые вращаются в разные стороны, и поступает на фотоприемники. Сигналы с нх выходов формируются нуль-органами в импульсы, образующими три последовательности сигналов. Первая последовательность импульсов предназначена для управления триггером и регистром.

Вторая последовательность — для управления этим же триггером, а третья последовательность — для формирования а информационных сигналов счетчиком.

При этом в зависимости от величины сдфига фазы между сигналами первой и второй последовательностей на выходах С счетчика формируется код, значения которого пропорциональны углу поворо-та валов дисков. 3 ил.

1259483

Изобретение относится к области автоматики и может бьчть применено в системах автоматического регулироваиия и управления.

Целью изобретения является повыше- 5 ние функциональной надежности преобразователя за счет обеспечения позиционного съема информации и расширение динамического диапазона преобразования.

Па фиг.1 представлена функциональнал схема преобразователя, на фиг.2— растровые дорожки преобразователя; на фиг.3 — временная диаграмма, поясняющая работу преобразователя.

Преобразователь содержит излуча тель 1, подвижные диски 2 и 3 с растровыми дорожками 4-6, фотоприемники

7-9, нуль-органы 10-12, триггер 13, элементы И 14 и 15, счетчик 16 и регистр 17.

Преобразователь работает следующим образом. в

Световой поток от излучателя 1

25 проходит через растровое сопряжение на дисках 2 и 3. Растровое сопряжение включает две идентичные системы растровых дорожек 4-6. Растровые дорожки

4 состоят из Б штрихов, растровые дорожки 5 включают (И+1) штрихов, растровые дорожки 6 — И(И+1) штрихов. Угловые шаги W растров на дорожках 4-6 соответственно равны

2П 2Л 211

И = ---- И =- —.— — W

N 2. N+1 ь N(N+1) в

Шаги дорожки 4 (фиг.2) смещаются последовательно относительно шагов дорожки 5 на величину угла Ь, пропор- 40 ционэльную разности их угловых шагов

Ч, т. е, 2 П

A=W, -И в 1 2 М(И+1)

Этой величине равен шаг W дорож- 45

3 ки 6, т. е.

21Т

И Ь =N (N+1)

Отсюда следует, что на i-м шаге дорожки 4 i-й шаг дорожки 5 смещен по углу па величину

2)1 и =. -- — — — i

N(N+1) 55 где i -- i 2, 3, ..., N, и, следовательно, в этом интервале укладывается i целых шагов И з растра дорожк б. При i = N это смещение равно шагу W, в котором число шагов W уложится N раз, так как

Wg

М3

Таким образом, эквивалентом угла поворота на целое число шагов W до1 рожки 4 является число целых шагов дорожки б, которое укладывается в интервале й., равном пространственно-! му смещению i-х шагов дорожек 4 и 6 с числом штрихов N и (И+1) .

При относительном вращении дисков

2 и 3 с угловой скоростью происходит модуляция проходящего через растровое сопряжение потока, которая преобразуется фотоприемниками 7-9 в электрические сигналы 18-19 U, Б,:

Us = U + U sinп (N+1)

Uq = U +. U, sir. п (N (И+1)1 t.

С учетом рассмотренного сигналы (U и U на выходе фотоприемников 7 и 8, расположенньгх в зонах сопряжения растровых дорожек 4 и 5, ло мере разворота дисков 2 и 3 смещаются один относительно другого по электрической фазе. На вторые входы элементов

И 14 и 15 по сигналу 20 подаются импульсы 21„

Сигналы U1 и U подаются на входы нуль-органов 10 и 11, в которых формируются импульсы 22 и 23 в момент перехода синусоидального сигнала через нуль в положительном направлении (фиг.3). Импульсы 22 и 23 управляют триггером 13, на выходе которого формируется прямоугольный сигнал 24, длительность которого пропорциональна фазовому сдвигу между сигналами U и

Ца в

Сигналы 24 и 26 с триггера 13 подаются на входы элементов И 14 и 15, куда подаются импульсы 21, сформированные нуль-органом 12 по нуль-переходам сигнала U с дорожки б.

Таким образом, с элемента И 14 в счетчик 16 поступают импульсы 25, количество которых в каждом цикле измерения равно числу целых шагов дорожки 4, на которые произведен разво рот дисков 2 и 3. Цикл измерения, равный периоду сигнала Б„, каждый раз завершается в момент появления сигнала с нуль-органа 10, который одновременно дает разрешение на стиз 1259 ранне в регистре 17 информации об угле, полученной в предыдущем цикле измерения, и дает разрешение на перезапись в обнуленный регистр 17 текущей информации об угле из счетчика 16.

Счетчик 16 обнуляется первым импульсом 2? с элемента И 15, следующим во времени непосредственно за импульсом с нуль-органа 10. Этим самым счетчиком 16 подготавливается для 10 приема информации об угле в следующем цикле измерения.

Информация об измеренном угле хранится в регистре 17 до момента завершения разворота на последующий пол- 15 ный шаг У, дорожки 4.

Таким образом, преобразователь обеспечивает позиционное преобразование информации об угле поворота в диапазоне 0-360 . 20

При этом информация выдается относительно единственного нулевого ,положения, которым является момент совпадения границ штрихов дорожек 4 и 5 или момент совпадения фаз сигна- 25 лов U u U

При потере информации от сбоя в цепях питания она полностью восстанавливается в следующем цикле, поскольку фазовый сдвиг между сигнала- 30 ми П и U в каждом цикле измерения

8 несет полную информацию об угле разворота относительно нулевого положения, о котором судят по числу периодов сигнала U, размещающихся во вре-З5

Я У менном интервале, пропорциональном фазовому сдвигу между сигналами U и 0 .

Этим самым предлагаемый преобразователь обеспечивает высокую функциональнуюонадежность.

483

Формула изобретения

Фотоэлектрический преобразователь перемещения в код, содержащий излучатель, оптически соединенный через первыи подвижный диск с тремя растро" выми дорожками и второй диск с тремя растровыми дорожками с тремя фотоприемниками, выходы которых соединены с входами соответствующих нуль-органов, выход первого нуль-органа соединен с первым входом первого элемента И, второй элемент И, выход которого соединен с первым входом счетчика, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения функциональной надежности, в него введены триггер и регистр, а второй диск выполнен подвижным, вторые растровые дорожки первого и второго подвижных дисков выполнены с (И+1) штрихами, где N — число штрихов, соответствующих первым растровым дорожкам первого и второго подвижных дисков, третьи растровые дорожки первого и второго подвижных дисков выполнены с И(0+1) штрихами, выход второго нуль-органа соединен с управляющим входом регистра и первым входом триггера, второй вход которого соединен с выходом третьего нуль-органа, первый выход триггера соединен с вторым входом первого элемента И, второй выход триггера соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом первого нуль-органа, выход первого элемента

И соединен с вторым входом счетчика, выходы счетчика соединены с информационными входами регистра.

1759483

Яысщ

29i

= И - 5 =.

9 в Я

7д (1 .Л 1 Ш 1 Л Ц1 I ilJ+k

Составитель 1О.Котов

Техрсд А.Кравчук Корректор А.Зимокосов Редактор JI. Гратилло

Заказ 5138/57 Тираж 816 Подписное

БПИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раупская наб., д. 4/5

Производственно-полигралическае предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Яд j рф (Л/+/

A (d+// с с (Xi