Преобразователь угла поворота вала в код

 

Изобретение относится к области вычислительной техники и предназначено для измерения угловых перемещений . Целью изобретения является повышение точности преобразователя. Преобразователь содержит призму, источник света, диафрагму, объектив, зеркала , фотоприемники и регистрирующее , устройство. Свет от источника света с помощью зеркал формируется в два луча и попадает на грани призмы , устаноБлеилой на валу. Попадая на соответствующие фотоприемники, свет вызывает появление на их выходах сигналов, пропорциональных углу и направлению поворота призмы. Эти сигналы регистрируются устройством, которое формирует на выходе сигналы, переключающие фотоприемники при подходе луча света к крайнему фотоприемнику . Одновременно регистрирующее устройство приводится в первоначальное состояние. Применение призмы и фотоприемников в совокупности.с принятой схемой обработки информации дает возможность повысить точность преобразователя. 2 з.п. ф-лы, 2 ил. С (Л ю 01 | О)

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3692408/24-24 (22) 16.01.84 (46) 28,02,86. Sea. У 8 (71) Северо-Западный заочный политехнический институт (72) M,Â. Возницкий и С.M. Прынцев (53) 681.325 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 542222, кл. G 08 С 9/Об, 1975.

Авторское свидетельство СССР

У 886028, кл. G 08 С 9/06, 1980. (54)ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА

ВАЛА В КОД (57)Изобретение относится к области вычислительной техники и предназначено для измерения угловых перемещений, Целью изобретения является повышение точности преобразователя. Преобразователь содержит призму, источник. света, диафрагму, объектив, зер„„SU„„1215176 A (51) 4 Н 03 M 1/24 кала, фотоприемники и регистрирующее устройство. Свет от источника света с помощью зеркал формируется в два луча и попадает на грани призмы, установленной на валу. Попадая на соответствующие фотоприемники, свет вызывает появление на их вьтходах сигналов, пропорциональных углу и направлению поворота призмы. Эти сигналы регистрируются .устройством, которое формирует на выходе сигналы, переключающие фотоприемники при подходе луча света к крайнему фотопри— емнику. Одновременно регистрирующее устройство приводится в первоначальное состояние. Применение призмы и фотоприемников в совокупности с принятой схемой обработки информации дает возможность повысить точность преобразователя. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

121

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для преобразования угловых величин в цифровой код.

Целью изобретения является повышение точности преобразователя.

На фиг. I, приведена блок-схема преобразователя, на фиг. 2 - функциональная схема блока управления.

Преобразователь содержит и-гранную отражающую призму l, соединенную с валом (на фиг. 1 не обозначен), источник 2 света, диафрагму 3, объектив 4, полупрозрачное зеркало 5, отражающие зеркала 6-8, линейки 9 и !0 фоточувствительных элементов, элементы И 11-.1,...,1l-п, 12-1,...,12-п, элементы ИЛИ 13-1, 13-2,..., 13-п, блок 14 управления, элементы ИЛИ 1517, счетчик 18, элемент ИЛИ 19, триггер 20, инвертор 21, а блок 14 управления содержит элементы ИЛИ 22-24, триггеры 25-). .., 25-п, элементы

И 26-1. .. 26-(2п-2).

Преобразователь работает следующим образом.

В исходном состоянии триггер 20 устанавливается в нулевое состояние, элементы И 12 открываются. Лу:и света, падающие на грани призмы ! смещены так, что, когда один отраженный луч попадает в начало соответствующей линейки 9 или )0, второй попадает в ее середину. При вращении призмы 1 отраженные лучи пробегают по линейкам 9 и 10. Сигналы с их выходов через элементы И 12 и элементы ИЛИ 13, 17 последова1 ельно поступают ° на вход счетчика 18 и вход блока 14 управления. При этом блок 14 вырабатывает сигнал управления реверса счетчиком 18.

При правом (по часовой стрелке) вращении призмы 1 на выходе элемента ИЛИ 16 формируется сигнал логической "1" а при левом вращении сигнал логической "1" формируется на выходе элемента ИЛИ 15. При подходе отраженного к крайнему элементу линейки 10 с блока 14 управления через элемент ИЛИ 19 поступает сигнал логической "1" на триггер

20, который устанавливается в единичное состояние, Своим сигналом он через инвертор 21, элементы И 12 открывает элементы И 11, через которые выходы элементов линейки 9 подключаются к счетчику 18 и к бло5176

40 ку 14 управления. При этом за счет смещения лучей отраженный луч попадает в середину линейки 9 фоточувствительных элементов.

При дальнейшем вращении призмы

1 в любую сторону при подходе луча к крайнему фоточувствительному элементу линейки 9 происходит переключение схемы преобразователя в первоначальное (исходное) состояние.

Блок 14 управления работает следующим образом.

В исходном состоянии триггеры 25 устанавливаются в нулевое состояние.

На входы 1-и блока 14 поступают последовательно сигналы с выходов элементов линеек 9, 1О, Первый сигнал с их выходов, который может быть сформирован случайно любым элементом линеек 9, 10, поступает на вход, например, 4 блока 14. Триггер 25-4 устанавливается в единичное состояние, но элементы И 26-6 и 26-7 закрыты. При движении луча, например, вправо по линейке 9 или 10 следующий сигнал приходит на вход 3 блока

14. Триггер 25-3 при этом устанавливается в состояние логической "1" и открывает элемент И 26-6, Сигнал с выхода триггера 25-4 через элемент

И 26-6 и через элемент ИЛИ 16 поступает на управляющий вход счетчика 18.

При поступлении сигнала на вход 2 блока 14 через элемент ИЛИ 23 триггер 25-4 устанавливается в состояние логического "0". Триггер 25 — 2 устанавливается в единичное состояние, открывается элемент И 26-4 и сигнал логической "l" с выхода триггера 253 через элемент ИЛИ l6 поступает на вход счетчика 18.

При поступлении сигнала на вход

1 блока 14 триггер 25-3 через элемент ИЛИ 22 устанавливается в нулевое состояние, а триггер 25-1 устанавливается в единичное состояние через элемент И 26-2. Сигнал логической "1" с выхода триггера 25-2 поступает через элемент ИЛИ 16 на вход счетчика 18, а также на переключение триггера 20.

При дальнейшем вращении призмы 1 в том же направлении сигнал поступит с линейки 9 (или 10) на один из средних входов блока 14 и работа этого блока осуществляется аналогичным образом.

1215176

При вращении вала в другую сторону сигнала, например, после поступления на вход 2 блока 14 поступит на вход 3. При этом открывается элемент И 26-3, через который сигнал с выхода триггера 25-2 поступает через элемент ИЛИ 15 на управляющий вход счетчика 18. При дальнейшем движении луча блок 14 работает аналогичным образом.

При поступлении сигнала на вход и блока 14 через открытый элемент

И 26-(2п-1) с выхода триггера 25(и-1) поступает также сигнал и на переключение триггера 20, который своим сигналом переключает линейки

9 и 10 соответствующим образом, Формула изобретения

1, Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий источник света, оптически с ним соединенное полупрозрачное зеркало, установленное под углом 45 к оптической оси источника света, объектив, установленный на валу кодовый элемент, оптически соединенный с фоточувствительными элементами, выходы которых соединены с входами регистрирующего устройства, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в него введены диафрагма и три отражающих зеркала, а кодовый элемент выполнен в виде и-гранкой отражающей призмы, жестко закрепленной на валу и оптически соединенной по двум осям с полупрозрачным зеркалом, фоточувствительные элементы выполнены в виде двух линеек .с и фотоприемниками в каждой линейке, диафрагма и объектив расположены последовательно на оптической оси источника света между источником света и полупрозрачным зеркалом, первое отражающее зеркало установлено так, что его отражающая поверхность обращена к кодовому элементу, второе отражающее зеркало установлено на оптической оси источника света под углом 45 к нему между полупрозрачным зеркалом и кодовым элементом и обращено отражающей поверхностью к полупрозрачному зеркалу, третье отражающее зеркало установлено параллельно второму отражающему зеркалу так, что их отражающие поверхности обращены друг к

55 вторые входы первого, второго, ;(n-1)-ro и п-го триггеров соединены с первыми входами третьего, четвертого, (n-3)-го и (n-2)-го триггеров со5

50 другу, первое и третье отражающие зеркала смещены в противоположные стороны от оптической оси источника света так, что расстояние между их оптическими осями, направленными в сторону кодового элемента, равно (1+sing() 2Rsina(/2, где R — радиус окружности, описанной вокруг и-гранной отражающей призмы; (= оlq- центральный угол, соответствующий углу разворота двух соседних граней и-, гранной отражающей призмы.

2, Преобразователь по п. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что регистрирующее устройство содержит инвертор, счетчик, блок управления, триггер, и+4 элементов ИЛИ, две группы элементов И по п элементов в каждой группе, первые входы которых являются входами устройства, выходы первых, вторых,..., п элементов И в каждой группе соединены с входами . первого, второго, ..., n-го элемента ИЛИ соответственно, выходы которых соединены с соответствующими входами блока управления и (и+1)-го: элемента ИЛИ, выход которого соединен с информационным входом счетчика, первая группа выходов блока управления соединена с входами (n+2)-ro элемента ИЛИ, выход. которого соединен с первым входом управления реверса счетчиком, вторая группа выходов блока управления соединена с входами (n+3)-го элемента

ИЛИ, выход которого соединен с вто- рым входом управления реверса счет-. чиком, второй и (п-2)-й выходы блока управления соединены с. входами (п+4)-ro ne eHT KIH выход которого соединен со счетным входом триг- . гера, выход которого соединен с вторыми входами и элементов И первой группы и через инвертор — с вторыми входами и элементов И второй группы.

3. Преобразователь по пп. 1 и 2, о т л и ч .а ю шийся тем, что блок управления содержит и-4 элементов ИЛИ, и триггеров и 2п-2 элементов И, первые входы триггеров являются входами блока, первые входы

k-го и (k+4)-го триггеров соединены через соответствующие элементы ИЛИ с вторыми входами (1+2)-го триггера, 1215176 ответственно, первые входы первого, второго. .., (n-1) -го триггеров соединены с первыми входами второго, четвертого,..., (2n-2)-ro элементов

Й, а первые входы второго, третьего, n-ro триггеров соединены с первыми входами первого, третьего,..., (2n-3)-ro элементов И, выходы первого и и-го триггеров соединены с вторыми входами первого.и (2n-2)-ro элементов И соответственно, а выхо- . ды второго, третьего,..., (n-1)-ro триггеров соединены с вторыми входами второго и третьего, четвертого и пятого,..., (2n-4)-ro и (2n-3)-ro элементов И соответственно, выходы нечетных элементов И являются первой группой выходов блока, выходы

1р четных элементов И являются второй группой выходов блока.

1215176

Составитель Ю. Котов

Техред M.Íàäü Корректор О. JIyroaaa

Редактор М. Келемеш

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

Заказ 912/60 Тираж 818 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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