Преобразователь перемещения в код

Преобразователь перемещения в код

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социайистических

Республик

903932 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 280580 (21) 2931729/18-24

131) М Кп з с присоединением заявки Мо

G 08 С 9/06

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет.Опубликовано 070282. бюллетень Hо 5

ДЗ) УДК 681. 325 (088. 8) Дата опубликования описания 070232 (72) Автор изобретения

В.Г. Воеводский (7! ) Заявитель

Московский институт инженеров геодезии, и картографии (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЩЕНИЯ В КОД

Изобретение относится к автоматике и информационно-измерительной технике, в частности к фотоэлектрическим устройствам измерения угловых и линейных перемещений.

Известен преобразователь угла поворота в код, содержащий кодовый диск с нанесенной на него кодовой дорожкой и закрепленный на валу диск со считывающими щелями, источники света и фотоприемники, подключенные ко входам устройства обработки (1).

Недостаток этого преобразователи - большое количество кодовых дорожек при высокой заданной точности, что приводит к увеличению габаритов, большое количество фотоприемников, также связанное с увеличением точности, делает преобразователь дорогим и вызывает дополнительные трудности в подборе фотоприемников с одинаковой чувствительностью. К недостаткам можно отнести и сложность построения кодового диска с системой съема инфорМации, а также сложность изготовления кодовых дйсков с приемлимой точностьщ

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является преобразователь перемещения в код, содержащий осветитель, оптическую систему,:вращающуюся< прямоугольную пластину, ось вращения которой закреплена на исследуемом объекте и которая расположена между осветителем и фотоприемником, выход которого соединен через усилитель с одним входом устройства совпадения, второй вход которого соединен с выходом генератора, а выход — с входом счетчика импульсов, О положении объекта с закрепленной на нем осью вращения прямоугольной пластинки судят по длительности затемнения- Фотоприемника-, причем укаэанная длительность зависит от расстояния между осью вращения пластинки и осью светового луча (2).

Недостаток преобразователя — не линейность изменения выходного сигнала, что понижает точность измерения, и невозможность измерения угловых перемещений.

Бель изобретения - повышение точности и расширение функциональных возможностей преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразов"тель перемеще,ния в код, содержащий осветитель, оптическую систему, прямоугольную

З0 пластину, Фотоприемник, первый вы903932 хол которого соединен через усилитель с одним входом устройства совпадения, другой вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а выход — с входом счетчика, введены лва инвертора, три усилителя, три устройства совпадения и три счетчика, ось вращения прямоугольной пластины перпендикулярна оптической оси преобразователя, совпадает с осью симметрии пластины и расположена между осветителем и оптической системой, а фотоприемник выполнен четырехплощадочным, второй, третий и четвертый выходы фотоприемника соединены со входами второго, третьего и чет- . вертого усилителей соответственно, выходы второго и четвертого усилителей соединены с входами инверторов выходы которых соединены с первыми входами второго и четвертого, устройств совпадения, выход третьего усилителя соединен с первым вхоцом третьего устройства совпадения; вторые входы второго, третьего и четвертого устройств совпадения соединены с выходом генератора, выходы второго, третьего и четвертого устройств совпадения соединены со входами второго, третьего и четвертого счетчиков соответственно.

На фиг. 1 приведена схема.преобразователя перемещения в код; на фиг.2 — диаграмма изменения длительности импульса (ннверторы отсутствуют); на фиг. 3 — то же (инверторы введены).

Преобразователь содержит осветитель 1, прямоугольную пластину 2, оптическую систему 3, четырехплощадочный Фотоприемник 4; усилители 5 фототока, два инвертора б, четыре устройства 7 совпадения, генератор

8 импульсов и четыре счетчика 9 импульсов.

Fta фиг. 1 (вид A) показана траектория движения светового пятна от осветителя 1 в плоскости, перпендикулярной оптической оси преобразователя, где расположена ось вращения пластины 2, а также фотоприемник со световым пятном (вид В).

Преобразователь работает следующим образом. укрепленный на исследуемом объекте осветитель 1 при перемещении по окружности формирует световое пятно небольших размеров (размер.обусловлен аберрацией оптической системы осветителя в плоскости, перпендикулярной оптической оси преобразователя, где расположена ocb вращения пластины 2). При повороте исследуемого объекта с осветителем 1 на некоторый угол 1 (фиг. 1 вид A) расстояние h между центром светового пятна и осью вращения пластины 2 изменяется по выражению

h = R sinМ, где R - радиус окружности, описываемой оптической осью осветителя 1.

В свою очередь, длительность Т импульса пропорциональна 2; (arcsin ф) где Ы - угловая скорость вращения пластины 2. Следовательно, длительность импульса пропорциональна:

2Ч р.. При повороте объекта на некоторый угол 9 длительность импульса

1О :будет изменяться линейно во всем диапазоне. Промодулированный пластиной 2 световой поток проходит через оптическую систему 3, которая фиксирует его в плоскости расположения фотоприемника 4, перпендикулярной оптической оси преобразователя. Причем, в момент, когда ось светового потока пересекает ось вращения пластины 2, световое пятно попадает на один из разрезов фотоприемника 4

20 (центр фотоприемника 4 совмещен с оптической осью преобразователя),что позволяет совместить определение перехода светового пятна через каждые 90 с началом отсчета. Сигнал, 25 снимаемый с выходов фотоприемника 4, усиливается усилителями 5 фототока и поступает на входы устройств 7 совпадения, связанных с генератором

8 импульсов. Затем с выхода устройств щ 7 совпадения сигнал поступает на счетчики 9 импульсов. В зависимости от положения светового пятна в плоскости фотоприемника 4, счет импульсов ведется в одном иэ каналов от 0 до 90 . В данном случае длительность импульса (в зависимости от 9 будет изменяться в неудобной для снятия отсчета форме.В одном случае начало отсчета совпадает с максимальным значением (,, в другом — с минималь4О ным (фиг. 2). Для того, чтобы начало отсчета в каждом канале совпадало по длительности импульса r (фиг.3), в двух каналах между выходом усилителя 5 фототока и входом устройства

45 7 совпадения введены инверторы 6.

Преобразователь может измерять и линейные перемещения исследуемого объекта. При этом используются два канала, причем световое пятно должно щ перемещаться в плоскости тех площадок фотоприемника 4, каналы которых используются.

Такое выполнение преобразователя позволяет повысить точность, расши55 рить функциональные возможности, избежать применения сложных в изготовлении кодовых дисков и большого количества дорогостоящих фотоприемников, чем и определяется экономическая эффективность предлагаемого

40 устройства.

Формула изобретения

Преобразователь перемещения в код, содержащий осветитель, оптичес903932 кую систему, прямоугольную пластину, фотонриемник, первый выход которого соединен через усилитель с одним входом устройства совпадения, другой вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а выход — с входом счетчика, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности и расширения функциональных возможностей преобразователя, в него введены два инвертора, три усилителя, три устройства совпадения и три счетчика, ось вращения прямоугольной пластины перпендикулярна оптической оси преобразователя, совпадает с осью симметрии пластины и расположе-i на между осветителем и оптической системой, а фотоприемник выполнен четырехплощадочным, второй, третий и четвертый выходы фотоприемника соединены со входами второго, третьего и четвертого усилителей соответст- 20 венно, выходы второго и четвертого усилителей соединены с входами инверторов, выходы которых соединены с первыми входами второго и четвертого устройств совпадения, выход третьего усилителя соединен с первым входом третьего устройства совпадения вторые входы второго, третьего и четвертого устройств совпадения соединены с выходом генератора, выходы второго, третьего и четвертого устройств совпадения соединены со входами второго, третьего и четвертого счетчиков соответственно.

Источники информации, принятые .во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 641484, кл. G 08 .С 9/06, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

9 255413, кл. G 08 С 9/06, 1968 (прототип).

903932

Тираж 638 Подписное

"ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

ЮЭ Ю

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Е. Бударина

Редактор И. Ковальчук Техред V..Гайду Корректор М. Коста

Заказ 129/33