Преобразователь углового положения объектов в код

Преобразователь углового положения объектов в код

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАЙ И Е

ИЗОВРЕТЕЙ ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соаетсиик

Социалистических

Рес у (и) 875424

* Ъ (61) Дополиительиое к авт. саид-ау (и)м. кл. (22) Заявлено 1.1.0280 (21) 2887246./18-24 с присоелииеииеи заявки ре (23) Приоритет

G 08 С 9/06

5Ъеудеретееееый кеиетет

СССР

О убликоваио 23.1081 Бкмлетеиь Уй 39

Дата опубликоааиия описания 25.1081 (53) УДК 681. .325(088.8) ею делам каебретенейй и отерытей

А.Д. Горбунов, В.В. Дюняшев и В.E. Тырса

Е::.;::„

1

Харьковский автомобильно-дорожный инсти гут (72) Авторы изобретения (7I) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛОВОГО ПОЛОЖЕНИЯ

ОБЪЕКТОВ В КОД

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для преобразования в код углового положения объектов, удаленных от преобразователя и расположенных в одной плоскости.

Известны преобразователи углового положения в код, содержащие задающий н чувствительный элементы, генератор импульсов, соединенный через ключ со то счетчиком импульсов (1 )., Недостатками этих преобразователей является низкая точность и малая производительность при измерении углов, между объектами, расположенными в пространстве.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является преобразователь углового положения объектов в код, содержащий генератор импульсов, подключенный через блок питания к двигателю, на валу которого под углом к оси его вращения установлено зеркало, источник излучения, оптически связанный через зеркало с первым фотоприемником, а через зеркало, от" ражатели, установленные на объектах перемещения и коническое зеркало со вторым Фотоприемником, выход которого подключен к одному входу коммута тора, выход второго Фотоприемника подключен к другому входу коммутатора.,выходы которого подключены к каналам формирования кода, число которых соответствует числу объектов перемещения, каждый из каналов формирования кода состоит из элемента И, один вход которого подключен к выходу соответствующего коммутатора, а выход подключен к счетчику, а другие входы элементов И всех каналов. соединены с выходом генератора12).

Недостатком известного преобразователя является низкая точность, вызванная неравномерностью вращения двигателя.

Цель изобретения — повышение точности работы преобразователя.

8754

4О

На чертеже представлена структурная схема преобразователя.

Преобразователь. содержит генератор 1 импульсов, подключенный через блок 2 питания к двигателю 3, на валу которого установлен диск 4 с прорезями и зеркало 5, Зеркало 5 установлено под углом 45 к оси вращения двигате0 ля. Источник 6 излучения оптически связан через зеркало 5 с первым фотоприемником 7, отражатели 8, установленные на объектах перемещения., и коническое зеркало 9 — с вторым фотоприемПоставленная цель достигается тем, что в преобразователь углового положения объектов в код, содержащий генератор импульсов, подключенный через блок питания к двигателю, на валу которого под углом к оси его вращения установлено зеркало, источник излучения, оптически связанный через зеркало с первым фотоприемником, а через . зеркало, отражатели, установленные to на объекте перемещения, и коническое зеркало.- со вторым фотоприЕмником, выход которого подключен к одному входу коммутатора, выход второго фотоприемника подключен к другому входу коммутатора, выходы которого подключены к каналам формирования кода, число которых соответствует числу объектов перемещения, каждый из каналов формирования кода состоит из элемента И, один вход которого подключен к выходу соответствующего коммутатора, а выход подключен к счетчику, введен диск с прорезями, третий фотоэлемент, а в каждый из каналов формирования кода введены последовательно включенные триггер, второй элемепт И, элемент ИЛИ и реверсивный счетчик, диск с прорезями установлен на валу двигателя, источник излучения

ЭО через прорези диска оптически с!!вязан с третьим фотоэлементом, выход которого подключен к другим входам первых элементов И и нулевым входам триггеров каждого из каналов формирования кода, единичные входы триггеров соединены г соответствующими выходами коммутатора, единичные выходы триггеров и выходы вторых элементов И подключены соответственно к управляющим входам вычитания реверсивных счетчиков и к другим входам элементов ИЛИ предыдущих каналов формирования кода, а генератор импульсов подключен к другим входам вторых элементов И каждого из каналов формирования кода. 45

24 Д ником 10, а через прорези диска 4— с третьим фотоприемником ll. Выходы фотоприемников 7 и 10 подключены к коммутатору 12, выходы которого подключены к каналам 13 формирования ко.— да. Вход каждого из каналов 13 подключен к единичному входу триггера 14 и одному входу первого элемента И 15, выход которого подключен к счетчику

16. В каждом из каналов 13 единичный выход триггера 14 подключен к одному входу второго элемента И 17, выход которого через элемент ИЛИ 18 подключен к одному входу реверсивного счетчика 19. Выход фотоприемника Il подключен к другим входам всех элементов И 15, выход генератора 1 подключен к другим входам всех элементов

И 17. Единичные выходы триггеров 14 и выходы элементов И 17 каждого канала 13 подключены соответственно к управляющим входам вычитания peBepcHBHblx счетчиков 19 н к другим входам элементов ИЛИ 18 предыдущего канала.

В .предлагаемом устройстве за один цикл измерения формируется последовательность временных интервалов, относительная величина которых определяется угловым положением объектов.

Однако абсолютная величина временных интервалов в значительной степени зависит от скорости вращения двигателя, 3. Для увеличения точности преобразователя заполнение временных интервалов при.измерении их величины производится импульсами, сформированными фотоприемником 11. Частота этих импульсов пропорциональная скорости вращения двигателя 3. Дробные части начала и конца временных интервалов измеряются путем их заполнения импульсами высокой частоты. Величина каждого временного интервала@1 „ определяется .в виде суммы импульсов К с периодов Тф фотоприемника 11, укладывающихся в границы временного интервала от старт- до стоп-импульса, и суммы К импульсов (с периодом Т „) генератора I от последнего импульс™а фотоприемника 11 данного временного интервала до стоп-импульса, за вычетом количества К импульсов генерато3 ра 1 от импульса фотоприемника !1, предшествующего старт-импульсу, до старт-импульса этого временного интервала

tBM К,Тф+ (К,- К )Т „

Поскольку стоп-импульс предыдущего временного интервала является старт875424 6

Формула изобретения импульсом следующего временного интервала, то выразив К2,! и К>,! первого временного интервала через число

К4,! и К импульсов 1 от старт-им 2 пульса первого и второго временного интервала до следующего за ним импуль са фотоприемника 11

К21тти — — Тф Ку2 Т Ги

К5 Т,„= тф — К. !Тги получим. выражение t „, которое реализовано в данном преобразователе .

tg!5, = К .! Тф+ТГи (К. К42)

Аналогичные выражения получаются и для всех остальных временных интервалов. . Преобразователь работает следующим образом.

Световой поток от источника 6 излучения освещает зеркало 2 и диск 4.

При вращении вала двигателя 3 с той же скоростью вращается диск 4 и световой луч, отраженный от зеркала

5. Вращающийся диск 4 с прорезями модулирует световой поток и фотоприемник 11 вырабатывает последовательность импульсов, поступающую на входы элементов И 15. Вращающийся све-, товой луч, отраженный от зеркала 5, последовательно .попадает на уголковые отражатели 8, установленные на объектах и регистрируется фотоприемником 10.

Цикл измерения начинается при попадании светового луча на фотоприемник 7, выходной сигнал которого производит установку в исходное положение всех счетчиков и реверсивных счетчиков и поступает на коммутатор

12. Сигнал с первого выхода коммутатора 12 переключает триггер 14, элементы И 15 и 17 открываются, реверсивный счетчик 19 переводится в режим вычитания.,От генератора 1 импульсы через открытый элемент 174 поступают. на реверсивный счетчик 19 и вычитаются из записанного в нем до начала измерения кода угла, соответ-, ствующего временному интервалу 1 1, а через элемент ИЛИ 18, импульсы по-! ступают на реверсивный счетчик 19,, суммируясь с записанным в нем до начала измерения кодом угла, соответствующим временному интервалу- Тф. По приходу очередного импульса от фото" приемника ll триггер 144 возвращается в исходное состояние, закрывает элемент 174, прекращая поступление импульсов на реверсивные счетчики 19, Ъ и 1911 îò генератора 1 и переводит ре1О

50 версивный счетчик 19 в режим сложения. К этому времени в реверсивном счетчике 19, зафиксирован.код временного интервала T,l, + К4.!Т Г!1. Через открытый элемент 15 импульсы от фотоприемника 11 поступают на счетчик 16А, в котором до начала измерения записывают девятки. В процессе вращения двигателя, световой луч попадает на уголковый отражатель 8 первого объекта. После отражения от отражателя 8 и конического зеркала 9 световой луч попадает на фотоприемник 11, где вырабатывается электрический сигнал, поступающий на коммутатор 12. В коммутаторе 12 происходит переключение сигналов с первого выхода на второй. Элемент 15., закрывается, прекращая поступление импульсов в счетчик 16 . В результате в счетчи ке 161 сформируется код,соответствующий временному интервалу (К!! †1)Т .

Сигнал со второго выхода коммутатора 12 переключает триггер 142, элементы 152 и 17 1 открываются, реверсивный счетчик !9 переводится в режим вычитания. От генератора 1 импульсы через открытый элемент 17 через элемент ИЛИ 18 - на реверсивный счет1 чик 194 и вычитаются из записанного в нем кода. По приходу очередного импульса от фотоприемника 11 триггер

14 возвращается в исходное состояние, закрывает элемент 17, прекращая заполнение реверсивных счетчиков 19,, и 19 и переводит реверсивный счетчик

19, в режим сложения. В реверсивном . счетчике 19 зафиксирован код,соответствующий временному интервалу Т, + К4 . Тг „, а в реверсивном счетчике 19! †код соответствует времен-. ному интервалу Т,ь + (К4,1- К42)Т -И.

В результате в счетчиках 16,! и 191 записан код первого временного интервала t<>>,соответствующий угловому положению первого объекта. Аналогичным образом формируются коды углового положения остальных объектов. При этом погрешность от неравномерности вращения двигателя значительно уменьшается, так как уменьшаются временные интервалы, заполняемые импульсами высокочастотного генератора.

Преобразователь углового положения объектов в код, содержащий генера875424

l5 тор импульсов, подключенный через блок питания к двигателю, на валу которого под углом к оси его вращения установлено зеркало, источник излучения, оптически связанный через зеркало с первым фотоприемником, а через зеркало,. отражатели, установленные на объектах перемещения„ и коническое зеркало — с вторым фотоприемником, выход которого подключен к одному вхо- 10 ду коммутатора, выход второго фотоприемника подключен к другому входу коммутатора, выходы которого подключены-к каналам формирования кода, число которых соответствует числу объектов перемещения, каждый из каналов формирования кода состоит из элемента И, один вход которого подключен к выходу соответствующего коммутатора, а выход подключен к счет- jp чику, отличающийся тем, что, с целью повьппения точности преобразователя, в него введен диск с прорезями, третий фотоэлемент, а в каждый из каналов формирования кода введены последовательно включенные триггер, второй элемент И, элемент

ИЛИ и реверсивный счетчик, диск с прорезями установлен на валу двигателя, источник излучения через прорези диска оптически связан с третьим фотоэлементом, выход которого подключен к другим входам первых элементов И и нулевым входам триггеров каж" дого из каналов формирования кода, единичные входы триггеров соединены с соответствующими выходами коммутатора, единичные выходы триггеров и выходы вторых элементов И подключены соответственно к управляющим входам вычитания реверсивных счетчиков и к другим входам элементов ИЛИ предыдущих каналов формирования кода, а генератор импульсов подключен к другим входам вторых элементов И каждого из каналов формирования кода.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 467383, кл. 6 08 С 9/00, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 419935, кл. С 08 С 9/00, 1973 (прототип).

875424

Составитель Л. Смирнов

Редактор Н. Кончицкая Техред А, Ач

Корректор А. Гриценко

Тираж 694 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 9341/76

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4