Преобразователь угла поворота вала в код

 

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД, содержащий неподвижный индикаторный диск с щелями, установленный на контролируемом валу измерительный диск с кольцевой дорожкой, эксцентричной относительно оси его вращения, первый и второй источники излучения, оптически соединенные через щели индикаторного диска и кольцевую дорожку измерительного диска соответственно с первым и вторым, третьим и четвертым чувствительными элементами, установленными попарно через 90°, первый дифференциальный усилитель выход которого соединен с входом регулирующего элементами блок пре-. образования амплитудно-модулированных сигналов в код, отличающийся тем, что,.с целью повышения еготочности, в неговведены третий и четвертый источники излучения, пятый, шестой, седьмой и восьмой чувствительные элементы, четыре суммирующих усилителя и два дифференциальных усилителя, третий и четвертый источники излучения установлены через 180 по отношению к первому и второму источникам излучения соответственно, пятый и шестой, седьмой и восьмой чувствительные элементы установлены через 180 по отношению к первому и второму, третьему и четвертому чувствительным элементам соответственно , второй, четвертый, шестой и восьмой чувствительные элементы размещены против активного участка кольцевой дорожки измерительного диска, выходы первого, третьего, пятого и седьмого чувствительных элементов соединены с первыi ми входами соответствующих суь мируюющих усилителей, выход шестого чувствительного элемента соединен с вторым входом первого суммирующего усилителя и с первым входом первого дифференциального усилителя , выход восьмого чувствительного элемента соединен с вторым входом второго суммирующего усилителя и вторым входом первого дифференциального усилителя, выход второго О чувствительного элемента соединен с вторым входом третьего суммирующего усилителя и с третьим входом первого дифференциального усилителя , выход четвертого чувствительного элемента соединен с вторым входом четвертого суммирующего усили теля и с четвертым входом, первого дифференциального усилителя, выходы первого и третьего суммирующих усилителей соединены с входами второго дифференциального усилителя, выходы второго и четвертого суммирующих усилителей соединены с входами третьего дифференциального

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (I 9j ((1) (()4 Н 03 M 1/24

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР I

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ Зсрсо

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

Н АВТОРСН0МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 -ФМ

- -"ь (21) 3727089/24-24 (22) 10.04.84 (46) 07.10.85. Бюл. М - 37 (7-) A.Ï. Чибухчян (71) Институт радиофизики и электроники АН АрмССР (53) 681.325 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1Ф 1043709, кл. С 08 С 9/06, 1983.

Авторское свидетельство СССР

У 1098021, кл. G 08 С 9/00, 1983. (54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД, содержащий неподвижный индикаторный диск с щелями, установленный на контролируемом валу измерительный диск с кольцевой дорожкой, эксцентричной относительно оси его вращения, первый и второй источники излучения, оптически соединенные через щели индикаторного диска и кольцевую дорожку измери— тельного диска соответственно с первым и вторым, третьим и четвертым чувствительными элементами, установленными попарно через 90 о первый дифференциальный усилитель, выход которого соединен с входом регулирующего элемента и блок пре-. образования амплитудно-модулированных сигналов в код, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения его точности, в него введены третий и четвертый источники излучения, пятый, шестой; седьмой и восьмой чувствительные элементы, четыре суммирующих усилителя и два дифференциальных усилителя, третий и четвертый источники излучения установлены через 180 по отношеO нию к первому и второму источникам излучения соответственно, пятый и шестой, седьмой и восьмой чувствительные элементы установлены через 180 по отношению к первому и второму, третьему и четвертому чувствительным элементам соответственно, второй, четвертый, шестой и восьмой чувствительные элементы размещены против активного участка кольцевой дорожки измерительного диска, выходы первого, третьего, пятого и седьмого чувствительных элементов соединены с первыми входами соответствующих суммируюющих усилителей, выход шестого чувствительного элемента соединен с вторым входом первого суммирующего усилителя и с первым входом первого дифференциального усилителя, выход восьмого чувствительного элемента соединен с вторым входом второго суммирующего усилителя и вторым входом первого дифференциального усилителя, выход второго чувствительного элемента соединен с вторым входом третьего суммирующего усилителя и с третьим входом первого дифференциального усилителя, выход четвертого чувствительного элемента соединен с вторым входом четвертого суммирующего усилителя и с четвертым входом первого дифференциального усилителя, выходы первого и третьего суммирующих усилителей соединены с входами второго дифференциального усилителя, выходы второго и четвертого суммирующих усилителей соединены с входами третьего дифференциального усилителя, выходы второго и третьего дифференциальных усилителей соединены с входами блока преобразования амплитудно-модулированных

1184092 сигнало|| В код ||ыход р е| $ /! l! p ующе гo элемента с оединен с уира нляющими входами второго и четвертого источников излучения.

15

35

U U + U sIII 8; 0

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

Целью изобретения является повышение точности преобразователя.

На чертеже приведена функциональная схема преобразователя угла поворота вала в код.

Преобразователь содержит измериz åëüHûé диск 1 с кольцевой дорожкой, эксцентричной относительно оси вращения, источники 2-5 излучения, индикаторный диск 6 со щелями, чувствительные элементы 7-14, суммирующие усилители 15-18, дифференциальные усилители 19 — 21, блок 22 преобразования амплитудно-модулированных сигналов в код и регулирующий элемент 23.

Преобразователь работает следующим образом.

При перемещении измерительного диска 1 излучения источников 2-5, модулированные щелями индикаторного диска 6 и границей кольцевой дорожки измерительного диска 1, попадают на чувствительные элементы 7-10. При этом на выходах чувствительных элементов 7 и 9 сдвинутых один относительно другого на 180, образуются противофазные о синус оидальные сигналы U 1 и U2 а на выходах чувствительных элементов 8 и 10, сдвинутых также один относительно другого на 180 а относительно чувствительных о элементов 7 и 9 на 90, образуются противофазные косинусоидальные сигналы У5 и U4.

U1 U0 + Uìcos 8;

U =U -U cos6l.

4 04 где Uо|, Uд2, Uо, Uо,| — постоянные составляющие сигналов, зависящие от точности изготовления щелей индикаторного диска, погрешности размещения чувствительных элементов, несоосности центра индикаторного диска с осью вала преобразователя;

U амплитуда сигналов;

8 — угол поворота вала преобразователя.

Так как чувствительные элементы 11 — 14 устанавливаются против активного участка кольцевой дорожки измерительного диска 1, то излучения от источников 2 — 5 не модулируются границей кольцевой дорожки. На выходах этих чувствительных элементов присутствуют постоянные напряжения, не зависящие от угла поворота вала преобразователя.

При этом на выходе чувствительного элемента 11 регулировкой его положения относительно измерительного диска устанавливают напряжение, равное U,, а на выходе чувствительного. элемента 13 — напряжение, равЦ ||2

Аналогичным образом на выходе чувствительного элемента 12 ус— танавливают напряжение, равное

U0, а на выходе чувствительного элемента 14 — напряжение, рав 4

Сигналы с выходов чувствительных элементов 7 — 10 поступают на первые входы суммирующих усилителей 15 — 18 соответственно, на вторые входы которых поступают напря жения с выходов чувствительных элементов 13 — 12 соответственно.

При этом на выходах суммирующих усилителей 15 и 16 образуются сигналы U 5 и Ц6

ll8409? а на выcnJlsõ суммирующих усилителеи

17 и 18 образуются сигналы U „ и U

1 о 0 — + U + — -- sine

К К

) U U +Uî +Ucosy)

Сигналы U и U поступают на входы дифференциального усилителя 19, а сигналы 0 и U< — на входы дифференциального усилителя 20, на выходах которых образуются сигналы:

09= У вЂ” 06= 20 здп 8;

1 ю 07 13 = 2П соя 6 > соответственно. Как видно, в сигналах U> и U,, поступающих на входы блока 22 преобразования амплитудно-модулированных сигналов в код, отсутствуют постоянные составляющие сигналов.

Блок 22 преобразования амплитудно-модулированных сигналов в код может быть выполнен на основе функциональных генераторов.как по принципу следующего уравновешивания, так и по принципу последовательных приближений.

Предположим, что интенсивность источника 2 излучения уменьшилась в

К раз по сравнению с интенсивностью источника 4 излучения, что может иметь место при изменении температуры окружающей среды, старении и других дестабилизирующих факторах.

Это приводит к изменению сигналов

U и Us Hà выходах суммирующих усилителей 15 и 16:

Ца1 Um — + U — — — — sin 9.

6 К 02 К и соответственно к изменению сигнала U на выходе дифференциального усилителя 19:

2U

U = U — U = --- - sing

9 б 6 К

Как видно, неодинаковое изменение интенсивностей излучения не приводит к появлению постоянной сос тавляющей. При этом уменьшается амплитуда синусоидлльного сигнала, приводящая к погрешности, обусловленная неравенством синусоидального и косинусоидального сигналов.

Для устранения этой погрешности напряжения с выходов чувствитель ных элементов 11 и 13 подаются на неинвертирующие входы дифференциального усилителя 21, а напряжения с выходов чувствительных элементов 12 и 14 — на инвертирующие входы. Разностньш сигнал с выхода дифференциального усилителя 21, paaHblA (U + Us2) — (Ц3+ ЦО4) по о ступает йа вход регулирующего элемента 23, который изменяет интенсивность излучения источников 3 и 5 таким образом, что раэностный сигнал на выходе дифференциального усилителя 21 становится равным нулю, что приводит к выравниванию

35 амплитуды косинусоидального сигнала с амплитудой синусоидального сигнала.

1184092

6 1

Составитель Ю. Котов

Редактор О. Черниченко Текред А.Ач Корректор M. Демчик

Заказ 6283/55 Тирах 871 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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