Преобразователь перемещения в код

 

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕ- ; НИЯ В КОД, содержащий первую плату, в отверстиях которой размещены излу-- . чатели, соединенные через Тюследова-. тельно расположенные кодовый элемент и щелевую диафрагму с приемниками излучения, установленными в отверстиях второй платы, отличающийся тем, что, с целью его упрощения, в него введены упругие прокладки с отверстиями, элементы для сжатия прокладки в направлении чувствительной оси, третья и четвертая платы, расположенные по разные стороны от кодового элемента, одна упругая прокладка с отверстиями расположена между первой и третьей платами, а другая - между второй и четвертой, при этом в соответствующих отверстиях второй, четвертой плат и упругих прокладок с отW верстиями размещены излучатели,приемники излучения и элементы для сжатия прокладки в направлении чувствительной оси.i СП со ел со 00

СОК Э СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУВЛИН

„.SU„„1 558 А

3(5П G 08 С 9/06 г

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

"м м

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3477685/18-24 (22) 28.07.82 (46) 07.12.83. Бюл. Р 45 (72) И.В. Меськин и Н.Я. Миндлин (53) .681.325 (088.8) (56) 1. Меськин И.В. Фотоэлектрические преобразователи угловой величины в цифровой код, Л., Судромгиз, 1962, с ° 8, 43, 72.

2. Гитис Э.И. Преобразователи информации для электронных цифро.вых вычислительных устройств.М., "Энергия", 1970, с ° 145, 154, 256-293.

3. Фотоэлектрические преобразователи информации. Под ред. Л.Н ° Преснухина, М., "Машиностроение", 1974, с. 301 (прототип). (54) (57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В КОД, содержаций первую плату, в отверстиях которой размецены излучатели, соединенные через последова- тельно расположенные кодовый элемен и целевую диафрагму с приемниками излучения, установленными в отверстиях второй платы, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью его упрощения, в него введены упругие прокладки с отверстиями, элементы для сжатия прокладки в направлении чувствительной оси, третья и четвер. тая платы, расположенные по разные стороны от кодового элемента, одна упругая прокладка с отверстиями расположена между первой и третьей платами, а другая — между второй и четвертой, при этом в соответствующих отверстиях второй, четвер- ф той плат и упругих прокладок с отверстиями размещены излучатели,приемники излучения и элементы для сжатия прокладки в направлении чувствительной оси.

I Ю

1059598

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может бить использовано в различных системах для автоматизации управления реальными объектами средствами вычислительной техники, а также в устройствах с цифровым выходом.

Известны преобразователи перемещения в код, содержащие подвижный кодированный элемент, излучательный блок с излучателями и приемный блок с щелевой диафрагмой и приемниками излучения. Кодовый элемент обычно выполнен в виде кодового диска или кодовой пластины, на разрядных дорожках которых чередуются прозрачные и непрозрачные участки (1) .

В известных преобразователях перемещения в .код обычно используется достаточно большое количество излучателей и приемников излучения. Так, в 5 -разрядном преобра-, ;зователе при использовании кода Грея ь как правило требуется g излучателей и tl приемников излучения.

При применении логического считывания используется 2 -1 излучателей и столько же приемников излучения. Например, при h = 15 в устройстве с кодом Грея необходимо иметь 15 излучателей и 15 приемников излучения, т.е. всего 30 элементов. При той же разрядности преобразователя, использующего логическое считывание, требуется 29 излучателей и 29 приемников излучения, что составляет 58 элементов (21, В качестве излучателей обычно используют излучающие диоды, напри-. мер, типа АЛ107, а приемниками излучения являются фотодиоды, например, типа КФДИ.

В связи с этим при разработке оптоэлектронных преобразователей перемещения в код, особенно с большим числом разрядов, возникает задача удобного и надежного закрепления большого числа излучателей и приемников излучения в соответствующих блоках.

Одним иэ известных вариантов решения этой задачи, обеспечивающим минимизацию габаритов и простоту конструкции, является крепление указанных элементов вклеиванием.Однако при этом сильно усложняется возможность замены излучателей или приемников излучения при выходе их из строя.

Наиболее близким к предлагаемому является преобразователь перемещения в код, содержащий подвижный кодовый элемент, расположенный между излуча тельным блоком с.излучателями, установленными, в отверстиях платы иэлу чательного блока, противолежащих разрядным дорожкам кодового элемента, и приемным блоком со щелевой диафрагмой и приемниками излучения, установленными в отверстиях плати приемного блока, соосных с отверстиями платы излучательного блока (3) .

B иHз в е стном преобразователе излучатели и приемники излучения крепятся в соосных отверстиях соответствующих блоков через изолирующие втулки стопорними винтами, оси которых перпендикулярны осям излучателей и приемников.

Недостатком прототипа является невысокая технологичность, обусловленная наличием большого числа резьбовых отверстий и винтов. При этом в результате ограниченных габаритов преобразователя и большого числа применяемых s нем излучателей и приемников излучения, находящихся на различном расстоянии от оси преобразователя, доступ к винтам, фиксирующим элементы, противолежащие внутренним разрядным дорожкам кодового элемента, сильно затруднен.

Цель изобретения — упрощение пре образователя.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь перемещения в код, содержащий первую плату, в отверстиях которой размещены излучатели, соединенные через.последовательно расположенные кодовый элемент и щелевую диафрагму с приемниками излучения, установленными в отверстиях второй плати, введены упругие прокладки с отверстиями, элементы для сжатия прокладки в направлении чувствительной оси, третья и четвертая платы, расположенные по разные стороны от кодового элемента, одна упругая прокладка с отверстиями расположена между первой и третьей платами, а другая вЂ, между второй и четвертой, 45 при этом в соответствующих отверстиях второй, четвертой плат и упругих прокладок с,отверстиями размещены излучатели, приемники излучения и элементы для сжатия прок5Q ладки в направлении чувствительной оси.

На фиг. 1 показан преобразователь, угла в код фотоэлектрического типа, общий вид; на фиг. 2 — упрощенная оптическая схемапреобразователя.

Преобразователь перемещения в код содержит подвижный кодовый элемент 1 (поворотный диск с пятью разрядными дорожками 2 в виде чередую6О .щихся прозрачных и непрозрачных участков 2 О и 25), установленный на кодовом валу 3 между излучательным блоком 4 и приемным блокбм 5.

Корпус каждого из блоков 4 и 5 состоит из. Двух плат б, 7 и 8, 9 соот1059598 ветственно, например пластмассовых, и расположенной между ними упругой, например резиновой, прокладки 10 и

11 с отверстиями. В каждой из плат и в прокладках выполнены отверстия 12 и 13, оси которых параллельны оси кодового вала. В соосных отверстиях плат и прокладки излучательного блока установлены излучатели 14 (светодиоды), а в соосных отверстиях плат и прокладки приемного блока — приемники 15 излучения (фотодиоды). Все излучатели должны быть подключены к источнику питания (не показан), а приемники излучения через усилители (не показаны) — к входам блока обработки информации. При этом каждой разрядной дорожке на кодовом диске соответствует, по крайней мере, одна оптопара. Поскольку в преобразователе используется разнесенная система считывания, не все оси отверстий лежат в одной плоскости.

Крепление излучателей и приемников излучения в соосных отверстиях, выполненных в платах, осуществляется с помощью элементов 16 для сжатия упругих прокладок с отверстиями в направлении, параллельном оптическим осям отверстий. В качестве этих элементов могут быть и=пользованы, например, винты или пружинные скобы. Преобразователь может быть выполнен магнитным и др.

В приемный блок входит также щелевая диафрагма 17, расположенная между кодовым элементом и плоскостью, в которой лежат входные окна приемников излучения. Число щелей 18 в диафрагме 17 равно числу приемников 15 излучения, ширина о каждой щели должна быть существенно (примерно на порядок) меньше диаметра В чувствительной площадки приемника 15 излучения (фиг.2).

Преобразователь работает следующим образом.

Каждому положению кодового вала

3 соответствует определенное положение прозрачных и непрозрачных участков 2д и 2б разрядных дорожек 2 кодового элемента 1 относительно соответствующих оптопарг излучатель 14 — приемник 15 излучения. В зависимости от положения кодового вала 3 и значения градации данного разряда кодового диска 1 против щелей 18 целевой диафрагмы 17 устанавливаются прозрачные 2ц или непрозрачные 2 о участки диска 1.В первом случае (фиг.2) излучение от излучателя 14, соответствующего данному разряду, проходит через щель

18 и попадает на чувствительную площадку приемника15 излучения. На выходе приемника 15 излучения формируется сигнал (логическая единица), поступающий в блок обработки информации. Во втором случае излучение от излучателя 14 не проходит через кодовый диск 1 и сигнал на выходе приемника 15 принимается эа логический нуль. Совокупность сигналов от всех приемников 15 излучения определяет выходной код .преобразователя.

Для смены любого иэ излучателей

14 или приемников 15 излучения достаточно ослабить усилие„ создаваемое элементами 16 для сжатия прокладок 10 и 11 в направлении, 15 параллельном оптической оси, т.е. отвернуть винты или снять пружинные скобы. Для-фиксации вновь устанавливаемых излучателей 14 (приемников

15.) следует вновь затянуть винты или установить пружинные скобы 16.

Характер фиксации излучателей

14 и приемников 15 излучения допускает небольшие смещения этих элементов с оси отверстий 12 и 13, в которых они установлены.Как следствие возможны смещения чувствительных площадок б приемников 15 излучения относительно осей потоков излучения соответствуюцих излучателей 14. Допустимое смещение Ьй (фиг.2) приемника 15 равно 0,5(о-ct), а допустимое смещение Ьц излуча1 теля 1 4 составляет С к -01 где

35 с — расстояние от излучателя 14 до щелевой диафрагмы 17, g, — угол, в пределах которого излучение имеет интенсивность, обеспечивающую достижение заданного уровня сигнала.

4р Для типичного случая использования стеклянного кодового диска 1 толщиной 2 мм с суммарным зазором между излучателями 14, диском 1 и щелевой диафрагмой 17, равным 1 мм, 45 полУчаем с = 3 мм. Для пРиемника

15 (фотодиода КФДМ) b = 1,4 мм и излучателя 14 (арсенид-галлиевого светодиода АЛ-107Б) и = 20О при ширине щели 18, напртжер, Q = 0,1 мм

Ья=065мм, а Ь, =0 43мм.

Таким образом, обеспечение реальных смещений менее указанных пределов не вызывает затруднений. Кроме того, хотя фиксация излучателей и приемников .не является абсолютно жесткой, она вполне достаточна для надежной работы преобразователя s большинстве приборов и механизмов.

Предлагаемый преобразователь обеспечивает упрощение и повышение бр технологичности по сравнению с прототипом, при этом он может быть использован .:при кодировании не только углового, но и линейного переме- щения.

1059598

Тираж 618 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 9845/54

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

Составитель Б. Барбараш

Редактор И. Ковальчук Техред B.Далекорей Корректор В.Гирняк