Преобразователь угла поворота в код
Патент 580572
Авторы
Классы МПК
Преобразователь угла поворота в код
Иллюстрации
Реферат
Союз Советских (11) 58О572
Социалистических
Республик
W+>
i v v (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 03.05.76 (21) 2356793/24 с присоединением заявки М (23) Приоритет (43) Опуолнковано 15.11.77. Бюллетень ¹ 42 (45) Дата опубликования описания 28.10.77 (51) М. Кл. Ст 08С 9/04
Государстве)н1ый комитет
Совета Министров СССР (53) УДК 681.325(088.8) ло делам изобретений
1 и открытий 1 (72) Лвторы изобретения
И. М. Грач и 8. 3. 111ирво
Фрунзенский политехнический институт (71) Заявитель
Й
Ф:", II (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА В КО
Изобретение относится к автоматике и выЧИСЛИТЕЛЬНОИ 1 СХПИКЕ И v10ÆHÒ ОЫ 1Ь ИСПОЛЬЗОвано для пре,,став;1сния угла поворота в дискретной форме в системах автоматического регулирования н управления.
Известны преобразователи угла поворота в код, содержащие кодиру1ощий диск с метками и считывающии элемент, установленный перпендикулярно к кодирующсму диску (1).
Однако опи имеют сложную конструкцию.
Наиболее близким к изобретению является преобразователь, содержащий кодирующий диск, перпендикулярно к торцу которого установлена приемная рамочна-, антенна, штыревые электроды, установлашые неподвижно
Отпос11те;1ь)10 кодир Iощего д;:с.:.а I2j. )то г известный преобразователь характеризуется невысокой точностью, вызванной растеканием арядов (меток) кодирующего диска с течеНИЕvI ВрЕМСНИ И тЕМПЕратурНОй ПОГрЕШНОСтЬЮ.
Целью изобретения является повышение точности. В предлагаемом преобразователе это достигается тем, что в нем вдоль длины окружности кодирующего диска нанесены электрически заряженныс мегки из полупроводникового материала, а штырсвы" электроды расположены перпендикулярно к барьерному слою меток.
На чертеже представлена структурная cxeivia предлагаемого преобразователя.
Он содержит кодирующий диск 1, вдоль дл11пы окружности которого нанесены электрически заряокенные метки 2 из полупроводникового материала, Г1оверхность кодирующе5 го диска 1 может быть закрыта слоем из полупроводникового материала (из одного типа проводимости, например п-проводимости), а на него нанесены метки 2 (вкрапления) полупроводника р-проводимости. Штыревые элек10 троды 3, установленные неподвижно относительно кодирующего диска 1, расположены
ПЕPÏeHÄÈÊ ЛЯPH0 К ОаPÚÞPНО vi) P-Ë-СЛОЮ МЕток 2. Г1ерпендикулярно к торцу кодирующего диска 1 установлена приемная рамочная ан15 тенна 4. Лнтенна 4 выполнена из двух рамок так, что магнитные потоки, созданные движением объемного заряда и движением заряда при рекомоинации, Ортогонально пересеI ают поверхности, Ограниченные контурами рамок
20 антенны 4.
Метки 2, переме1цаясь вместе с диском 1, создают магнитное поле, которое улавливается одной из рамок антенны 4. К штыревым электродам 3 подается такая разность потен25 циалов, которая способна компенсировать потенциальный барьер р-п-перехода, т. е. спосооствуюгцая лучшей рекомбинации зарядов. Прп этом возникают взаимно противоположныс. движения свободных электронов и дырок, ко30 торые и улавливаются второй рамкой антен580572
Тираж 778
Изд. М 899
Заказ 2464/17
Подписное
Типография, пр. Сапунова, 2 ны 4. При изменении положения поверхности р-и-перехода соответственно меняются положение и форма электродов 3 и антенны 4.
Максимальное значение ЭДС во времени совпадает с моментом прохождения вкрапления мимо оси симметрии антенны 4. При этом заряд «р», движущийся с линейной скоростью
V, наводит в рамке антенны 4 ЭДС е, равную где W — число витков рамки;
p, — абсолютная магнитная проницаемость сердечника рамки;
5р,„,. — площадь р а м ки;
Ь вЂ” ширина рамки;
R — расстояние от центра вкрапления полупроводника р-типа до точки, расположенной на оси симметрии рамки на расстоянии /4 длины рамки от ее основания, обращенного к диску;
|/
V О с гв — единичный вектор в направлении R;
С вЂ” скорость света.
При расчете по формуле ЭДС, созданной. зарядом, движущимся вместе с диском, множитель равен единице. Электромагнитное поле, связанное с ускорением диска 1, пренебрежительно мало по сравнению с полем, связанным с его скоростью.
При прохождении метки 2 (объемного заряда) вблизи антенны 4,меняется не только его величина, но и ее форма. В результате пространственное расположение объемного заряда и наводимая им ЭДС вЂ” строго однозначны. Нижняя граница скоростей диска 1, рассчитанных по формуле, при ЭДС е, равной 1 мкВ, приближенно равна 10 м/сек.
Применение предлагаемого преобразователя угла поворота в код позволяет за счет вкрапления,полупроводника одного типа в подложку из полупроводника другого типа
5 создавать по окружности диска объемные заряды. Плотность расположения зарядов высока, так как современная полупроводниковая микроэлектроника легко позволяет наносить до 1000 р-и-переходов на 1 мм. Место распо10 ложения каждого заряда на диске 1 строго определенное, отсутствует растекание заряда по поверхности диска, что значительно уменьшает погрешность лреобразования. Увеличивается термостабильность устройства. Суще15 ственно упрощается технология преобразователя. Кроме того, предлагаемый преобразователь позволяет значительно увеличить точность преобразования угла поворота в код при малых оборотах диска. В этом случае основ20 ной сигнал, фиксируемый антенной 4, создается вследствие направленного движения электронов и дырок при рекомбинации.
Формула изобретения
Преобразователь угла поворота в код, содержащий кодирующий диск, перпендикулярно к торцу которого установлена приемная рамочная антенна, штыревые электроды, уста80 новленные неподвижно относительно кодирующего диска, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в нем вдоль длины окружности кодирующего диска нанесены электрически заряжен85 ные метки из полупроводникового материала, а штыревые электроды расположены перпендикулярно к барьерному слою меток.
Источники информации, 40 принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР Ма 504223, кл. G 08С 9/04, 1975.
2. «Приборы и техника эксперимента», 195б, 45 М 1, с. 48 — 50.