Кодирующий узел фотоэлектрического преобразователя перемещения в код

 

Изобретение относится к обхгасти автоматики и вычислительной техники и может быть использовано в цифровых следящих системах, в частности в фотоэлектрических преобразователях угла поворота вала в код. Целью изобретения является повышение точности кодирующего узла фотоэлектричаского преобразователя перемещения в код. С этой целью в кодируюций узел введены регулировочные штыри 8, а щели 6 индикаторного растра 5 объединены в четыре идентичные группы. Щели 6 второй г руппы смещены относитель}ю щелей 6 первой группы на половину тага в одну сторону вдоль направления перемешеь ия, щели 6 третьей группы смещены относительно щелей 6 первой группы на четверть шага в другую сторону ндоль направления перемешения, а щелп 6 четвертой группы смещены в противоположную сторону на половину шага относительно щелей 6 третьей группы. Регулировочные штыри 8 расположены попарно с обеих сторон каждой группы шелей 6. Свет от осветителя через щели измерительного и индикаторного 5 растров поступает на четьфе фотоприемника , установленных по одному напротив каждой группы щелей 6. Смещение групп щелей 6 позволяет получить на выходах фотоприемников сигналы Usino; . U.s,.,, о; -cosc . i изменение положения регул фовочных штырей 8 относительно соответствующих щелей 6 (их частичное или полное перекрытие ) позволяет регулировать сигнал по фазе и амплитуде. 5 ил. ю (Л со а о 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (50 4 Н 03 М 1/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3888697/24-24 (22) 18.04.85 (46) 07,06,87, Бюл. М- 21 (72) С ° В.Аверин, А.В.Киселев, Е.Г.Саженов и В.А,Вабайцев (53) 681.325 (088,8) (56) Заявка Великобритании Ф 2076147, кл. G 08 С 9/06, опублик. 198 1.

Преснухин Л.Н. и др, Фотоэле:трические преобразователи информации.

M. Машиностроение, 1974, с, 180, рис. 93а. (54) КОДИРУЮЦЦ1Й УЗЕЛ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ПЕРГМЕЩЕНИЯ В

КОД (57) Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано в цифровых следящих системах,в частности в фотоэлектрических преобразователях угла поворота вала в код. Целью изобретения является повышение точности кодирующего узла фотоэлектрического преобразователя перемещения в код. С этой целью в кодирующий узел введены регулировочные штыри 8, а цели 6 индика„„SU„„1316084 А 1 торного растра 5 объединены в четыре идентичные группы. Щели 6 второй

-руппы смещены относительно щелей 6 первой группы на половину mora в одну сторону вдоль направления перемещения, щели 6 третьей группы смещены относительно щелей 6 первой группы на четверть шага в другую сторону вдоль направления перемещения, а ще— ли 6 четвертой группы смещены в противоположную сторону на половину шага относительно щелей 6 третьей группы.

Регулировочные штыри 8 расположены попарно с обеих сторон каждой группы щелей 6. Свет от осветителя через щели измерительного и индикаторного 5 растров поступает на четыре фотоприемника, установленных по одному напротив каждой группы щелей 6. Смещение групп щелей 6 позволяет получить на выходах фотоприемников сигналы 5ih „ 1 U-sih0! ю UñîÁ 8 и Б chard т а из менение положения регулировочных штырей 8 относительно соответствующих щелей 6 (их частичное или полное перекрытие) позволяет регулировать сигнал по фазе и амплитуде. 5 ил.

1 13

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в цифровых следящих системах, в частности в фотоэлектрических преобразователях угла поворота вала в код.

Целью изобретения является повышение точности кодирующего узла фотоэлектрического преобразователя перемещения в код, На фиг. 1 представлена функциональная схема кодирующего узла фотоэлектрического преобразОвателя перемещения в код для случая преобразования углового перемещения; на фиг,2 измерительный растр; на фиг, 3 - взаимное расположение регулировочных штырей щелей индикаторного растра, на фиг, 4 — излучатель с регулировочными штырями; «а фиг, 5 — временные диаграммы, поясняющие работу кодирующего узла фотоэлектрического преобразователя перемещения в код.

Кодирующий узел фотоэлектрического преобразователя перемещения в код содержит измерительный растр 1 со щелями 2, установленный на элементе кинематической связи с объектом,перемещение которого кодируется (для углового перемещения это вал 3), осветитель 4, индикаторный растр 5 со щелями 6, объединенными в четыре группы, фотоприемники 7, регулировочные штыри 8, корпус 9 узла„ Осветитель 4 (фиг. 4) содержит излучатель 10, установленный в корпусе 11, в котором также могут быть установлены регулировочные штыри 8 (на фиг.4 показана одна пара регулировочных штырей 8), Фотоприемники 7 могут быть выполнены в виде фотодиодной матрицы.

Кодирующий узел фотоэлектрического преобразователя в код работает следующим образом.

Работу узла рассмотрим на примере преобразования углового перемещения.

Световой поток от осветителя 4 проходит через вращающийся жестко закрепленный на валу Э измерительный растр 1 (фиг. 2) и неподвижный индикаторный растр 5 с четырьмя группами прозрачных щелей 6 (фиг. 3), попадает на фотоприемники 7, на выходах которых формируются четыре вида сигналов.

Индикаторный растр 5 в данном случае представляет собой диск (фиг. 3) 16084 2 и имеет четыре идентичных группы, например, иэ пяти прозрачных щелей

6, группы сдвинуты одна относительно другой и расположены по радиусу диска. Такое расположение четырех групп щелей 6 уменьшает влияние погрешностей, возникающих от радиального и осевого биения вала 3, несоосности оси измерительного растра 1

10 и индикаторного растра 5 и неперпендикулярности оси вращения вала 3 рабочим поверхностям измерительного растра 1 и индикаторного растра 5.

Первая группа щелей 6 формирует на фотоприемнике 7 сигнал U „, вторая группа щелей 6 формирует на фотоприемнике 6 сигнал U ;„, третья группа — там же сигнал U zg а четвертая группа. — сигнал U

20 Наличие противофазных сигналов позволяет произвести обработку схемой усилителя в дифференционном включении, что дает возможность скомпенсировать постоянные составляющие сигналов и устранить влияние нестабильности питания, освещенности и температурных воздействий.

Источником излучения является беэлинзовый осветитель (фиг. 4), содержащий излучатель 10, установленный в корпусе 11, в котором также установлены регулировочные штыри 8. Причем на каждую группу щелей 6 приходится по два штыря 8, перемещающихся пер35 пендикулярно световому потоку и радиусу индикаторного растра 5 ° При этом происходит изменение светового потока (его диаграммы направленности).

40 Это вызывает изменение интенсивности освещения фотоприемника 7 и сдвига фаэ боковых составляющих, которые влияют на результирующий сигнал.

45 Элементарный сигнал, образованный каждой иэ щелей 6 группы, имеет фазовый сдвиг, отличный от других элементарных сигналов. Например, для элементарных сигналов, образуемых щелями 6 первой группы и участвующих в формировании сигнала U,„g, сигналы боковых щелей 6 справа (фиг. 5, а, б) отстают по фазе от сигнала центральной щели 6 (фиг. 5, в), а сигналы боковых щелей 6 слева (фиг. 5, г, д) его одережают. Суммирование элементарных гармонических сигналов происходит на фотоприемнике 7, при этом результирующий сигнал остается

1316084

Фиг.! гармоническим. Амплитуда и фаза изменяются по принципу суперпоаиции: изменение амплитуды и фазы составляющих сигналов изменяет амплитуду и фазу результирующего сигнала.

Таким образом, регулировкой положения штырей 8 достигается получение прецизионных по амплитуде и фазе сигналов со всех четырех групп щелей 6 и соответственно с фотоприемников 7.

Формула изобретения

Кодирующий узел фотоэлектрического преобразователя перемещения в код, 15 содержащий излучатель, оптически связанный через щели последовательно расположенных измерительных и индикаторных растров с четырьмя фотоприемниками, отличающийся тем, что, с целью повышения точности узла, в него введены регулировочные штыри, а щели индикаторного растра выполнены в виде четырех идентичных групп, одноименные границы которых эквидистантны и расположены вдоль направления перемещения, причем относительно щелей первой группы щели второй группы смещены на половину шага в одну сторону вдоль направления перемещения, щели третьей группы смещены относительно щелей первой группы на четверть шага в другую сто" рону вдоль направления перемещения, щели четвертой группы смещены относительно щелей третьей группы на половину шага в одну сторону вдоль направления перемещения, регулировочные штыри расположены попарно с обеих сторон каждой группы щелей индикаторного растра с возможностью перекрытия щелей соответствующей группы, оси регулировочных штырей расположены в плоскости, параллельной плоскости индикаторного растра, перпендикулярно направлению перемещения.

131б084

$i n (ас -2 Р)

Sin(e - р)

$iin с<

5 in (et+ rp)

5сo(oc+glp)

Составитель F..Áóäàðèíà

Редактор Н.Лазаренко Техред И.Попович Корректор М,Демчик

Зака 2372/5б Тираж 901 Подписное

ВНИППИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Проианодстненно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4