Фотоэлектрический преобразователь угла поворота вала в код

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к позиционным преобразователям угла поворота вала в цифровой код. Пелъю изобретения является . уменьшение габаритов преобразователя . Эта цель достигается уменьшением количества дорожек кодового диска 2 за счет объединения кода нескольких дорожек в пределах одной и соответственным сокращением количества считьшающих фотоприемников 7-10. Дорож . тсз-Ц Pt cbii J9CD-t- 4-J L. ш.,лм 11 (Л 11 j | 1- Г -f----(ffK-t a fS со о 4 00 -(ffifjfl .IJ

СОЮЭ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК,Л „„1304 73 А1 (51)4 Н 03 И 1/26

gf Pp))

13„

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,,"„, 3i

К AВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

3

19 (ФЦУ+ф1 и М Д

fNyg

Института радиофизики и электроники

АН АрмССР (72) Г.Г.Варданян (53) 681.325 (088.8) (56) Преснухин Л.11. и др. Фотоэлектрические преобразователи информации.—

М.: Машиностроение, 1974, с.297-299.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1176453, кл. Н 03 И 1/24, 1983. (54) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к позиционным преобразователям угла поворота вала в цифровой код. Целью изобретения является уменьшение габаритов преобразователя. Эта цель достигается уменьшением количества дорожек кодового диска 2 за счет объединения кода нескольких дорожек в пределах одной и соответственным сокрашением количества считывающих фотоприемников 7-10. Дорож13041 ка каждого отсчета кодового диска 2 выполнена в виде смежных концентрических колец, образующих кодовые, субдорожки, субдорожка старшего подотсчета размещена на внутреннем кольце и имеет наибольшую ширину, ширина кодовой субдорожки младшего подотсчета (на внешнем кольце ) составляет половину ширины субдорожки старшего подотсчета, каждая последующая субдорожка более младшего подотсчета имеет ширину, составляющую половину ширины субдорожки предыдущего, старшего относительно нее подотсчета.

73

Фотоприемники 7-10 обеспечивают одновременное считывание кода по всей ширине дорожки. Разделение информации субдорожек производится в каждом из каналов 3,4,5 младшего, средних и старшего отсчетов с помощью блока

11 компараторов и дешифратора 12.

Сигналы, задающие пороги срабатывания, подаются на компараторы с выхода источника 6 пороговых напряжений, согласование отсчетов осуществляется по методу "двойной щетки" в блоках 13 согласования отсчетов.

1 з.п. ф-лы. 4 ил.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах автоматического управления для преобразования углов поворота вала в код.

Цель изобретения — уменьшение габаритов преобразователя угла поворота вала в код.

На фиг.1 приведена структурная схема преобразователя угла поворота iO вала в код; на фиг.2 — линейная развертка шага одной из дорожек кодового диска преобразователя с взаимным расположением фотоприемников;:на фиг.3 — функциональная схема блока компараторов и дешифратора одного из каналов; на фиг.4 — диаграммы, поясняющие работу преобразователя.

Фотоэлектрический преобразователь угла поворота вала в код содержит 20 осветитель 1, кодовый диск 2, канал

3 младшего отсчета, каналы 4 средних отсчетов, канал 5 старшего отсчета, источник 6 пороговых напряжений, фотоприемники 7 — 10, каждый из каналов 3,4, 5 содержит блок 11 компараторов, дешифратор 12 и (кроме канала 3 младшего отсчета) блок 13 согласования отсчетов.

Каждая дорожка кодового диска 2 (фиг.2) состоит из двух колец, внутреннего с кольцевым кодированием, образующего субдорожку 14 старшего подотсчета и внешнего.-со шкально.-матричным кодированием, образующего субдое35 рожку 15 младшего подотсчета.Субдорожка 14 выполнена по схеме кольцевого кодирования с равномерным шагом, разделенным на два равных кванта— прозрачный и непрозрачный.Субдорожка

15 выполнена по схеме шкально-матричного кодирования, Четыре равных сектора субдорожки 15, разделенные с точностью младшего разряда, размещены в пределах шага субдорожки 14.

Все секторы заполнены кодовыми последовательностями младших разрядов выходного кода данного отсчета. Ширина (радиальный размер) субдорожки 14 в два раза больше ширины (радиального размера) субдорожки 15. Против каждой из дорожек кодового диска 2 расположены фотоприемники 7

10, сдвинутые друг относительно дру1 га на угловое расстояние (р + †) q, где р — ; q — шаг кольцевого кодирования субдорожки 14 (на фиг.2 для упрощения принято р = О).

Блок 11 компараторов содержит компараторы 16 — 19.. Выходы фотоприемников 7 — 1О подключены каждый к прямым входам компараторов 16 и 18. Выход фотоприемника 7 также подключен к прямому входу компаратора 17, а фотоприемника 8 — к прямому входу компаратора 19.

К инверсным входам компараторов

16 подается напряжение 0„„ верх- него порога срабатывания с выхода источника б пороговых напряжений, к инверсным входам компараторов 17 и 19 — напряжение U среднего поро1ЗО41П га срабатывания, а к прямым входам компараторов 18 напряжение У„нижнего порога срабатывания. Дешифратор 12 содержит сумматоры 20 и 21 по модулю два и селекторы-мультиплексо- 5 ры 22.

Компараторы 17 и 19 и сумматор 21 по модулю два служат для формирования старшего подотсчета (двух стар!

О ших разрядов выходного кода дешифратора).

Преобразователь работает следующим образом.

В каждом из отсчетов в процессе вращения кодового диска 2 (на фиг.2 рассматриваемое направление вращения указано стрелкой) на выходах фотоприемников 7. — 10 вырабатываются сигналы .(фиг.4а), которые поступают на входы компараторов 1б — 19. Поскольку на инверсные. входы компараторов

17 и 19 подано напряжение Uä, то при достижении входными сигналами . уровня 1д компараторы 17 и 19 срабатывают. Иа выходе компаратора 17 формируется прямоугольный сигнал (фиг.4б) старшего (N; -5)-го разряда.

На выходе компаратора 19 формируется такой же сигнал (фиг.4в), сдвинутый за счет пространственного сдвига фотоприемников 7 и 8 на величину, соответствующую q в временном

4 масштабе относительно сигнала старшего разряда, (N; — 4)-ый разряд (фиг.4г) формируется на выходе сумматора 21 по модулю два. На выхрдах компараторов 16 формируются инверсные сигналы (фиг.4д) одной половины, а компараторов 18 — сигналы (фиг.4е) другой половины шкальноматричного кода младшего подотсчета.

Полный шкально †матричн код (фиг.4ж) формируется на выходах сумматоров 20 по модулю два. Сигналы всех секторов шкально-матричного кода подаются на входы селекторов-мультиплексоров

22,которые по коду выходных разрядов старшего подотсчета управляют коммутацией сигналов шкально-метричного кода, сдвинутых друг относительно друга на величину, соответствующую

1 — q во временном масштабе; формируя тем самым код четырех младших разрядов данного отсчета.

Согласование отсчетов в блоках 13 осуществляется II0методу "двойнойщетки", 1Ь о р м у л а и 3 о б р е т е н и я ! . Фотоэлектрический преобразователь угла поворота вала в код, содержащий осветитель, оптически соединенный через кодовый диск, содержащий дорожки младшего, средних и старшего отсчетов, с фотоприемниками младшего, средних и старшего отсчетов, выходы которых соединены с прямыми входами каналов средних и старшего отсчетов соответственно, канал младшего от-!

5 счета-содержит блок компараторов

Э выходы которого соединены с входами дешифратора, каждый из каналов среднего отсчета и канал старшего отсчета содержит блок компараторов, выходы которого соединены с входами

20 дешифратора, выходы которого соединены с информационными входами блока согласования отсчетов, выход старшего разряда блока согласования отсчетов каждого из предьщущих каналов среднего отсчета соединен с управляющим входом блока согласования последующего канала среднего отсчета, выход старшего разряда блока согласования

30 отсчетов последнего канала среднего отсчета соединен с управляющим входом блока согласования отсчета канала старшего отсчета, выходы дешифратора канала младшего отсчета и выходы блоков согласования отсчетов каналов средних и старшего отсчетов являются выходами преобразователя, отличающийся тем, что, с целью уменьшения габаритов преоб40 разователя, в него введены источник пороговых напряжений, дорожка каждого из отсчетов кодового диска выполнена в виде двух концентрических колец, внутренний диаметр внешнего из которых совпадает с внешним диа— метром внутреннего кольца, радиальный размер которого в два раза больше радиального размера внешнего кольца, внутреннее кольцо выполнено с кольцевым кодированием с равномерным шагом, внешнее кольцо выполнено со шкально-матричным кодированием в пределах шага кодирования внутреннего кольца, а радиальный размер каждого из фотоприемников младшего, средних и старшего отсчетов равен радиальному размеру дорожки соответствующего отсчета кодового диска, угловое рас стояние между фотоприемниками каждо1304)73

j го иэ отсчетов равно (р+ -) q, где р — целое число; а — шаг кодирова. ньы внутреннего кольца дорожки соответствующего отсче.а кодового дискя в каждом из каналов младшего, средних и старшего отсчетов прямые входы блока компаратора являются прямыми входами канала, выходы источника пороговых напряжений соединены с ин- !О версными входами блоков компараторав каналов младше. о,. средних и старшего отсчетов, выход старшего разряда дешифратара канала младшего отсчета .. соединен с управляюшим входом блока согласования отсчетов первого канала среднего отсчета. з

2. Преобразователь по п.1,о т л ич а ю шийся тем, что дешифратор содержит пять сумматоров по модулю два, четыре селектора-мультиплексора, входы сумматоров по модулю являются входами дешифратора, выходы первого, второго, третьего и четвертого сумматоров по модулю два соединены с информационными входами каж" дого из селекторов-мультиплексоров, управляющие входы которых подключены к первому входу и к выходу пятого сумматора по модулю два, которые являются выходами двух старших разрядов дешифратора, выходы селекторовмультиплексоров являются выходами остальных разрядов дешифратора.

1304173

Составитель E.Áóäàðèíà

Редактор М.Товтин. Техред К.Попович: Корректор Е.Рошко

Заказ 1324/57 - Тираж 902 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул. Проектная, 4