Фотоэлектрический преобразователь угла поворота вала в код

 

Изобретение относится к автоматике и предназначено для преобразования углового положения вала в код. Целью изобретения является повьшение точности преобразователя, для чего в преобразователь, содержащий блок основных излучателей, кодовый элемент , первый и второй блоки фотоприемников , блок преобразования кода, введены два генератора, блок дополнительных излучателей, блок вьщеления сигнала, преобразователь кода объектов, а фотоприемник младшего разряда первого блока фотоприемников выполнен линейным на приборе с зарядовой связью (ПЗС). При перемещении кодового элемента на выходах фотоприемников блоков фотоприемников формируются сигналы, преобразуе1 1е блоком преобразования кода в выходной код. В случае неоднозначного считывания в каком-либо разряде преобразователя , кроме младшего и старшего, на выходах блоков фотоприемников, фотоприемники в которых попарно соединены по дифференциальной схеме, формируется радиополярное напряжение, (Л которое через формирователи воздействует на преобразователи сигналов в код, запрещая выдачу кода данного разряда. Мпадшие разряды формируются фотоприемником на ПЗС с помощью преобразователя кода. Управление работой преобразователей сигналов в код осуществляется сигналом с блока выделения сигналов. 4 з.п.ф.и. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК с59 4 Н 03 M 1/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOIVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3919969/24-24 (22) 22.05.85 . (46) 07.11.86. Бюл. № 41 (71) Новосибирский ордена "Знак Почета" институт инженеров геодезии, аэрофотосъемки и картографии (72) Л.П,Некрасов, Ю.Н.Салин, Б.Н.Чуличкин и Ю,И.Ямщиков (53) 681.325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 444233, кл. С 08 С 9/06, 1973.

Авторское свидетельство СССР № 1037309, кл. G 08 С 9/06, 1982. (54) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД (57) Изобретение относится к автоматике и предназначено для преобразования углового положения вала в код.

Целью изобретения является повышение точности преобразователя, для чего в преобразователь, содержащий блок основных излучателей, кодовый элемент, первый и второй блоки фотоприемников, блок преобразования кода, введены два генератора, блок дополÄÄSUÄÄ 1269262 А1 нительных излучателей, блок выделения сигнала, преобразователь кода объектов, а фотоприемник младшего разряда первого блока фотоприемников выполнен линейным на приборе с зарядовой связью (ПЗС). При перемещении кодового элемента на выходах фотоприемников блоков фотоприемников формируются сигналы, преобразуемые блоком преобразования кода в выходной код. В случае неоднозначного считывания в каком-либо разряде преобразователя, кроме младшего и старшего, на выходах блоков фотоприемников, фотоприемники в которых попарно соединены по дифференциальной схеме, формируется радиополярное напряжение, которое через формирователи воздействует на преобразователи сигналов в код, запрещая выдачу кода данного разряда. Мпадшие разряды формируются фотоприемником на ПЗС с помощью преобразователя кода. Управление работой преобразователей сигналов в код осуществляется сигналом с блока выделения сигналов. 4 з.п.ф.и. 2 ил.

269262 2 мента. Объектив 12 предназначен для получения оптического изображения

1 1

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано цля преобразования углового положения вала в прямой двоичный код.

Целью изобретения является повышение точности преобразователя.

На фиг.! приведена структурная схема преобразователя; на фиг.2 блок выделения сигнала.

Преобразователь содержит блок 1 основных излучателей, кодовый элемент 2, блоки 3 и 4 фотоприемников, фотоприемник 5 младшего разряда, блок 6 дополнительных излучателей, генератор 7, блок 8 выделения сигнала, преобразователь 9 кода, блок 10 преобразования кода, генератор 11, объектив 12, блок 10 преобразования кода содержит формирователи 13 сигналов, усилители 14, преобразователи

15 сигналов в код, формирователи 13 сигналов содержат конденсаторы 16, выпрямители 17, трансформаторы 18, первый преобразователь 15 сигналов в код содержит элементы И 19 и 20, элемент ИЛИ-НЕ 21, инвертор 22, элементы ИЛИ 23 и 24, остальные преобразователи 15 сигналов в код содержат элемент И 25, элементы ИЛИ 2628, элементы И-НЕ 29 и 30, блок 8 выделения сигнала содержит ключ 31, счетчик 32 и формирователь 33 сигналов.

Преобразователь работает следующим образом..

При вращении кодового элемента 2, связанного с валом, угловое положение которого измеряется, свет от излучателей блока 1 модулируется дорожками, выполненными в двоичном коде, и попадает на фотоприемники блока 3.

Фотоприемники блока 3 соединены между собой попарно, кроме фотоприемника в старшем разряде, по дифференциальной схеме — первые фотоприемники блока 3 в каждой паре соединены с положительным полюсом источника питания, а вторые — c отрицательным полюсом источника питания.

Сигналы с фотоприемников блока 3 поступают на соответствующие усилители 14, где они усиливаются, и затем — на входы преобразователей 15.

Свет с излучателя младшего разряда блока 1 поступает через объектив 12 на вход фотоприемника 5, который выполнен на линейном приборе с зарядовой связью (ПЗС), имеющем 1024 эле5 !

55 прозрачного или непрозрачного для света участка дорожки, равного линейному размеру всех чувствительных элементов ПЗС фотоприемника 5. По сигналу опроса с генератора 7 на выходе фотоприемника 5 формируются сигналы, которые поступают на входы блоков 8 и 9; Сигналом с другого выхода генератора 7 дается команда блоку 8 на подсчет числа засвеченных (или незасвеченных) элементов ПЗС относительно его первого элемента. Преобразователем 9 это число формируется в код точного отсчета преобразователя.

Блок 8 работает следующим образом.

Сигнал с ПЗС фотоприемника 5 пос° ° тупает на информационный вход ключа

31, открытого в момент прихода сигнала от первого элемента при опросе

ПЗС. Управление ключом 31 происходит от счетчика 32 через формирователь 33. На вход счетчика 32 поступают импульсы с генератора 7. Емкость счетчика 32 равна числу элементов ПЗС. При заполнении счетчика 32 им вырабатывается положительный перепад напряжения, которое подается на формирователь 33. Ключ 31 открывается и пропускает в блок 10 информацию о состоянии первого элемента

ПСХ фотоприемника 5, которая управляет формирователем сигналов старших разрядов преобразователя.

При облучении фотоприемников блока 3 возможны ситуации, когда они будут находиться в зонах неоднозначного считывания кода. В этом случае какой-либо из фотоприемников блока

3 будет. засвечен неполностью. На выходе дифференциальной схемы, соответствующей данному фотоприемнику, появится прямоугольное разнополярное напряжение, обусловленное тем, что свет от излучателя блока 6, расположенного против фотоприемника блока

4, спаренного с недозасвеченным фотоприемником блока 3, сформирует на нем прямоугольный сигнал. Этот сигнал усилится усилителем 14 и поступит на вход соответствующего формирователя 13, на выходе которого появится сигнал.

При полной засветке фотоприемников блока 3, расположенных против дорожек кодового элемента 2, или отсутствии засветки этих фотоприемни3 1269262 4 ков, влияние излучателей блока 6 на состояние фотоприемников блока 3 в дифференциальной схеме не оказывается. В этом случае на выходе соответствующих усилителей 14 и формирователей 13 будет сформирован сигнал логического нуля.

Формирование сигналов старших разрядов на выходах блока 10 осуществляется с учетом управляющего сигнала, полученного на выходе блока 8. Этим самым достигается устранение неоднозначности кода тех разрядов, фотоприемники блока 3 которых расположены в зоне неоднозначного его формирова- 15 ния кодовым элементом 2.

Формула и з о б р е т е н и я

1. Фотоэлектрический преобразова- 20 тель угла поворота вала в код, содержащий блок основных излучателей, оптически соединенный через кодовой э..емент с дорожками с первым блоком фотоприемников, число которых равно числу дорожек, второй блок фотоприемников с фотоприемниками, кроме младшего и старшего разрядов, выходы первого блока фотоприемников соединены с информационными входами блока 30 преобразования кода, выходы которого являются выходами преобразователя, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в него введены блок дополни- 35 тельных излучателей, два генератора,. преобразователь кода, блок выделения сигнала и объектив, излучатели блока дополнительных излучателей расположены напротив фотоприемников второго 40 блока фотоприемников, объектив расположен между кодовым элементом и фотоприемником младшего разряда первого блока фотоприемников, выход которого соединен с первыми входами преобразо-45 вателя кода и блока выделения сигнала, первый выход одного генератора соединен с входом фотоприемника младmего разряда первого блока фотоприемников, второй выход соединен с вторыми входами преобразователя кода и блока выделения сигнала, выход которого соединен с входом управления блока преобразования кода, выходы фотоприемников второго блока фотоприемников соединены с соответствующими информационными входами блока преобразования кода, выходы другого генератора соединены с входами блока дополнительных излучателей.

2. Преобразователь по п.1, о т л и ч а ю шийся тем, что блок преобразования кода содержит усилители по числу информационных входов, формирователи сигналов и преобразователи сигналов в код, входы усилителей являются информационными входами блока, выходы первого и второго усилителей соединены с одноименными информационными входами первого преобразователя сигналов в код, выход которого является первым выходом блока, выходы остальных усилителей соединены с первыми информационными

О входами соответствующих преобразователей сигналов в код, выходы которых являются остальными выходами блока, выходы усилителей, кроме первого, соединены с входами соответствующих формирователей сигналов, выходы каждого из которых соединены с вторым и информационным входом соответствующего преобразователя сигналов в код, выходы которых являются остальными выходами блока, выходы усилителей, кроме первого, соединены с входами соответствуюших формирователей сигналов, выход каждого из которых соединен с вторым информационным входом соответствующего преобразователя сигналов в код и с последним . информационным входом последующего преобразователя сигналов в код, а входы управления всех преобразователей сигналов в код объединены и являются входом управления блока.

3. Преобразователь по п.2, о т — . л и ч а ю шийся тем, что первый преобразователь сигналов содержит два элемента ИЛИ, инвертор, два элемента И и элемент ИЛИ-НЕ, первые входы первого элемента И и эл". ента

ИЛИ-НЕ являются первым информационным входом преобразователя, первый вход первого элемента ИЛИ является вторым информационным входом преобразователя, вход инвертора является последним информационным входом преобразователя, вторые входы первого элемента И и элемента ИЛИ-HE являются входом управления преобразователя, выходы первого элемента И, элемента ИЛИ-НЕ и инвертора соединены с входами второго элемента И, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, второй вход ко!

$ торого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, выход второго элемента

И является выходом преобразователя.

4. Преобразователь угла поворота вала в код по п.2, о т л и ч а ю— шийся тем, что каждый из остальных преобразователей сигналов содержит два элемента И-НЕ,. три элемента

ИЛИ и элемент И, первый вход первого элемента ИЛИ является первым информационным входом преобразователя, второй вход первого элемента ИЛИ, первые входы первого и второго элементов ИЛИ-НЕ объединены и являются вторым информационным входом преобразователя, первый вход второго элемента ИЛИ является входом управления преобразователя, третий вход первого элемента ИЛИ, второй вход первого элемента ИЛИ, второй вход первого элемента И-НЕ и первыи вход третьего

9262 6 элемента ИЛИ объединены и являются последним информационным входом преобразователя, выходы первого и второго элементов И-НЕ соединены с вторы5 ми входами второго и третьего элементов ИЛИ соответственно, выходы всех элементов ИЛИ соединены с входами элемента И, выход которого является выходом преобразователя.

5. Преобразователь по п.2, о т л и ч а ю шийся тем, что формирователь сигналов содержит конденсатор, трансформатор и выпрямитель, первый вывод конденсатора является входом формирователя, второй вывод соединен с первым выводом трансформатора, второй вывод которого соединен с шиной нулевого потенциала, третий и четвертый выводы — с входами вып?0 рямителя, выход которого является выходом формирователя.

1269262

Составитель Ю.Котов

Редактор В.Иванова Техред М.Ходаннч

Корректор А.Тяско

Заказ 6046/58 Тираж 816 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 л