Преобразователь угла поворота вала в код

 

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД, содержащий неподвижный индикаторный диск со щеля1 и, установленный на валу измерительный диск с кольцевой дорожкой, эксцентричной относительно оси вращения вала, источники возбуждения, соединенные через щели индикаторного диска и кольцевую дорожку измерительного диска с установленными по радиусу на кольцевой дорожке первым и вторым, а также с третьим и четверTbw считывающими элементами, сдвину тыМи относительно первого и второго считывающих элементов на 90 , блок преобразования амплитудно-модулированных сигналов в код, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в него введены первый и второй суммирующие блоки, первый и второй блоки деления напряжений, первый и второй суммирующе-вычитающие блоки и вычитающий усилитель, а один источник возбуждения выполнен регулируемым, выходы первого и второго считывающих элементов соединены соответственно с первым и вторым входами первого суммирующе-вычитающего блока и с входа-. МИ первого суммирующего блока, первый выход которого соединен с входом первого блока деления напряжений, выходы третьего и четвертого считывающих элементов соединены соответственно с первым и вторым входами второго суммирующе-вычитающего блока и с входами второго суммирующего блока, 5 первый выход которого соединен с входом второго блока деления напряжений , выходы первого блока деления на пряжений соединены с третьим и четвертым входами первого суммирунщевыЧитающего блока, выходы второго блока деления напряжений соединены с третьим и четвертым входами второго суммирунмце-вычитакндего блока, выходы суммирующих блоков соединены с первым СЛ и вторым входами вычитающего усилитеО 00 ля, выход которого соединен с входом регулируемого источника возбуждения, а выходы суммирующе-вычитающих бло4; ков соединены с первым и вторым входами блока преобразования амплитудно-модулированных сигналов в код.

СООЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) З(б)) G 08 С 9/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

fl0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3600483/18-24 (22) 06.06.83 (46) 23.09.84. Бюл. 1)- 35 (72) А.П.Чибухчян (71) Институт радиофизики и электроники АН Армянской ССР (53) 681.325(088.8)

{56) 1. Патент США ),"- 3310798, кл. 340-347, опублик. 1967.

2. Авторское свидетельство СССР

В 1043709, кл. С 08 С 9/06, 1981 (прототип). (54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД, содержащий неподвижный индикаторный диск со щелями, установленный на валу измерительный диск с кольцевой дорожкой, эксцентричной относительно оси вращения вала, источники возбуждения, соединенные через щели индикаторного диска и кольцевую дорожку измерительного диска с установленными по радиусу на кольцевой дорожке первым и вторым, а также с третьим и четвертым считываккцими элементами, сдвинутыйи относительно первого и второго считывающих элементов на 90, блок о преобразования амплитудно-модулированных сигналов в код, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в него введены первый и второй суммирующие блоки, первый и второй блоки деления напряжений, первый и второй суммирующе-вычитающие блоки и вычитающий усилитель, а один источник возбуждения выполнен регулируемым, выходы hepsoro и второго считывающих элементов соединены соответственно с первым и вторым входами первого суммирующе-вычитающего блока и с входа-. ми первого суммирующего блока, первый выход которого соединен с входом первого блока деления напряжений, выходы третьего и четвертого считывающих элементов соединены соответственно с первым и вторым входами второго суммирующе-вычитающего блока и с входами второго суммирующего блока, первый выход которого соединен с Входом второго блока деления напряжений, выходы первого блока деления напряжений соединены с третьим и четвертым входами первого суммирующевычитающего блока, выходы второго блока деления напряжений соединены с третьим и четвертым входами второго суммирующе-вычитающего блока, выходы суммирующих блоков соединены с первым и вторым входами вычитающего усилителя, выход которого соединен с входом регулируемого источника возбуждения, а выходы суммирующе-вычитающих блоt ков соединены с первым и вторым входами блока преобразования амплитудно-модулированных сигналов в код.

084

1 1115

Изобретение относится к автбматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах программного управления станками, системах управления оптическими и радиотелескопами.

Известен преобразователь угла поворота вала в код, содержащий осветитель, оптически соединенный через индикаторный и кодированный диски, 1п имеющие дорожки точного, среднего и. грубого отсчетов, с фотоприемниками, и блок обработки (1) .

Однако этот преобразователь характеризуется недостаточной точностью, обусловленной наличием большого числа конструктивных элементов, участвующих в формировании выходного кода.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является пре- 2б образователь угла поворота вала в код, содержащий неподвижный индикаторный диск со щелями, установленный на валу измерительный диск с кольцевой дорожкой, эксцентричной относи- 25 тельно оси вращения вала, источники, возбужденияи соединенные через щели индикаторного диска и кольцевую дорожку измерительно.-о диска с установленными по радиусу на кольцевой дорожке с первым и вторь1м, а также с третьим и четвертым считывающими элементами, сдвинутыми относительно первого и второго считывающих элементов на 90, усилители, входы которых со0 единены с выходами считывающих элементов, и блок преобразования амплитудно-модулированных сигналов в код (2j .

Недостатком известного преобразо- 4 вателя является невысокая точность, вызванная погрешностью размещения фотоприемников по радиусу, что привОдит к ошибке преобразования, а также неодинаковое йзменение чувствительности фотоприемников и мощности излучения источников возбуждения, что также приводит к ошибке преобразова-, ния.

Цель изобретения — повышение точ50 ности преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий неподвижный индикаторный диск со щелями, 55 установленный на валу измерительный диск с кольцевой дорожкой, эксцентричной относительно оси вращения ва, ла, источники возбуждения, соединен- ные через щели индикаторного диска и кольцевую дорожку измерительного диска с установленными по радиусу на кольцевой дорожке первым и вторым, а также с третьим и четвертым считывающими элементами, сдвинутыми относительно первого и второго считывакицих элементов на 90, и блок преобО разования амплитудно-модулированных сигналов в код, введены первый и второй суммирующие блоки, первый и второй блоки деления напряжений, первый и второй суммирующе-вычитающие блоки и вычитающий усилитель, а один источник возбуждения выполнен регулируемым, выходы первого и второго считывающих элементов соединены соответственно с первым и вторым входами первого суммирующе-вычитающего блока и с входами первого суммирующего блока, первый выход которого соединен с входом первого блока деления напряжений, выходы третьего и четвертого считывающих элементов соединены соответственно с первым и вторым вхо" дами второго суммирующе-вычитающего блока и,.с входами второго суммирующего блока, выход которого соединен с входом второго блока деления напряжений, выходы первого блока деления напряжений соединены с третьим и четвертым входами первого суммирунице-вычитающего блока, выходы второго блока деления напряжений соединены с третьим и четвертым входами второго суммируюше-вычитающего блока, выходы суммирующйх блоков соединены . с первым и вторым входами вычитакицего усилителя, выход которого соеди.нен с входом регулируемого источника возбуждения, а выходы суммирующе-вычитающих блоков соединены с первым и вторым входами блока преобразования амплитудно-модулированных сигналов в код.

На чертеже приведен преобразователь угла поворота вала в код.

Преобразователь содержит измерительный диск 1 с кольцевой дорожкой, эксцентричной относительно оси вращения вала, индикаторный диск 2 со щелями, источники 3 и 4 возбуждения, считывающие элементы 5-8, усилители

9-12, суммирующие блоки 13 и 14,блоки 15 и 16 деления напряжений, суммирующе-вычитающие блоки 17 и 18, блок

19 преобразования амплитудно-модулированных сигналов в код и вычитакиций усилитель .20.

3 1

Преобразователь работает следующим образом.

При перемещении измерительного диска 1 относительно индикаторного диска 2 излучения источников 3 и 4 возбуждения, модулированные щелями индикаторного диска 2 и кольцевой до рожкой измерительного дисйа 1, попадают на считывающие элементы 5-8.

Ввиду того, что кольцевая дорожка имеет эксцентриситет относительно оси вращения вала преобразователя, на выходах усилителей 9 и 10 образуl0TCH CHI HBRbI 0, H U 2 COOTBeTCTBeHHQ ц,-а„+и,м е;

01 "о» "»»и б ((» где — постоянная составляющая сигнала на выходе усилите" ля 9, 1

0 0» — постоянная составляющая сигнала на выходе усилителя 10, "»(»» — амплитуда сигнала, зависящая от параметров схемы преобразователя;

Q — угол поворота вала преобразователя.

Амплитуда сигналов U» и (»(уравнивается регулированием коэффициента усиления одного из усилителей 9 и 10.

Неравенство постоянных составляющих 00» и 00» обусловлено погрешностью размещения считывающих элементов

5 и 6 по радиальному направлению.

Ввиду того, что считывающие элементы 7 и 8 сдвинуты относительно о считывающих элементов 5 и 6 на 90 то на выходах усилителей 11 и 12, входы которых соединены с выходами считывающих элементов 7 и 8,. аналогичным образом образуются сигналы

2 2 102 UH(2 CC e e; 12 -Оо2 Urnz cow 8 ) где 0О - постоянная составляющая сигнала на выходе усилителя 11;

002- постоянная составляющая сигнала на выходе усилителя 12;

О»»» - .амплитуда сигнала, зависящая от параметров схемы преобразователя.

; Сигналы Ц», U и 02., U> гоступают на входы суммирующих блоков 13 и 14 и на вычитающие входы суммирую115084 4 ще-вычитающих блоков 17 и 18 соответственно.

На выходах су»с»ирующих блоков

13 и 14 формируются напряжения 0 и

Ll6 соответственно .,"s Uî, Опи »п6» 0о(0м»5 т9=оо» Оо

6=002 0оисо88 о -0((2со9Я -U Ц

1О Напряжения 05 и 16 подаются На входы блоков 15 и 16 деления напряжений соответственно.

В блоке 15 дел ния напряжений формируются напряжения, равные го вели15 чинам 00» и U », а в блоке 16 напряжения, равные по величине 00> и ( 1 02

Напряжения с выходов блока 15 и

16 поступают на соответствующие вхо20 ды суммирующе-вычитающих блоков 17 и

18 соответственно, на выходах кото" рых образуются напряжения U и 0 0 =0,-U „>20„cine-0щ 0, -2U „s; »I 9;

Ug=il02-Uù»2U 2Cog8 U02+U02 200» со99.

Как видно, в сигналах U .и 08 отсутствуют постоянные составляющие.

Увеличение (уменьшение) мощности источников 3 и 4 возбуждения, или чувствительности считывакщих элементов

5-8 не приведет к появлению постоянных составляющих и, соответственно, к ошибке преобразования.

Сигналы с выходов суммирую»цих блоков 13 н 14 поступают на входы вычитающего усилителя 20, разностный сигнал с выхода которого поступает на регулирующий вход источника 4 возбуждения..При этом разностный сигнал с выхода суммирующего усилителя

20 изменяет мощность источника 4 возбуждения до тех пор, пока постоянные напряжения на его входах не сравняются.

Таким образом, увеличение {уменьшение) мощности источника 3 возбуждения и чувствительности считывающих элементов 5 и 6 приводит к соответствующему увеличению (уменьшению) мощности источника 4 возбуждения, что приводит к равенству амплитуд сигна- . лов на выходах усилителей 9-12 и, следовательно, не приводит к ошибке преобразования.

Экономический эффект от использования изобретения обусловлен его техническими преимуществами.

1115084

Составитель Ю.Котов

Редактор Е.Папп Техред М,Тепер Корректор Ю. Макаренко

Заказ 6775/37 Тираж 568 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж-35, Рауаская наб., д.4/5

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