Фотоэлектрический преобразователь перемещений в код

 

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для измерения перемещений в системах автоматического регулирования и управления . Целью изобретения является упрощение преобразователя. Преобразователь содержит источник света с лиизой, кодовый диск с одной кодовой дорожкой и индикаторный диск с другой кодовой дорожкой (дорожки имеют по 2() штрихов), делители частоты, инвертор, нуль-органы, триггер , элементы И, счетчик, регистр, фотоприемник, формирователь импульсов . При вращении кодового диска на выходе фотоприемника формируется сигнал , период которого определяется скоростью вращения кодового диска и числом штрихов на его дорожке, С помощью делителей этот сигнал дополнительно делится, и на выходе нульорганов формируется три последовательности сигналов различной частоты, Две последовательности сигналов предназначены для управления работой триггера и элементов И, а третья последовательность служит для формирования сигнала в цифровой форме, эквивалентного углу поворота кодового диска, 2 ил. (Л оо со to СП оо ю

СОЮЗ СО8ЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (51) 4 H 03 M 1/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К ABTOPCH0MY CBHQETEAbCTBV (21) 3814362/24-24 (22) 20.11 84 (46) 23.08.87. Бюл. 1(- 31 (72) В.В.Титов (53) 681.325(088.8) (56) Преснухин Л.Н. и др. Муаровые растровые датчики положения и их применение. — M.: Машиностроение, 1969, с. 133, рис. 3.1.

Авторское свидетельство СССР

В 1233280, кл. G 08 С 9/06, 1984. (54) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ В КОД (57) Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для измерения перемещений в системах автоматического регулирования и управления. Целью изобретения является упрощение преобразователя. Преобразователь содержит источник света с линзой, кодовый диск с одной кодовой дорожкой и индикаторный диск с другой кодовой дорожкой (дорожки имеют по 2 "(2"+1) штрихов), делители частоты, инвертор, нуль-органы, триггер, элементы И, счетчик, регистр, фотолриемник, формирователь импульсов, При вращении кодового диска на выходе фотоприемника формируется сигнал, период которого определяется скоростью вращения кодового диска и числом штрихов на его дорожке. С помощью делителей этот сигнал дополнительно делится, и на выходе нульорганов формируется три последовательности сигналов различной частоты.

Две последовательности сигналов предназначены для управления работой триггера и элементов И, а третья последовательность служит для формирования сигнала в цифровой форме, эквивалентного углу поворота кодового диска. 2 ил.

1332532

1

2" (2" +1)я

T=- — —— (2hi))!a ) )

° и

2 "я Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть применено и системах автоматического рег улирования и управления.

Целью изобретения является упрощение преобразователя, На фиг, 1 представлена функциональная схема преобразователя; на фиг, 2 — временные диаграммы, поясняющие его работу.

Преобразователь содержит источник

1 света с линзой 2, кодовый диск 3 с дорожкой 4, индикаторный диск 5 с дорожксш 6, делители 7 и 8 частоты, иннертор 9, нуль-органы 10-12, триггер !Э, лементы И )4 и 15, счетчик

16, регистр 17, фотоприемник 18 и формирователь 19 импульсов. На фиг. 2 20-26 — эпюры сигналов.

Преобразователь работает следующим образом.

При вращении кодового диска 3 относи гсльно индикаторного диска 5 происходит модуляция светового потока от источника l, которая воспроизводится фотоприемником 18 в виде сигнала U! (фиг. 2, сигнал 20).

)), =U sin2 (2 +))Qt),период Т, которого равен где п=1,2,3,...,m;

И вЂ” угловая скорость вращения диска 3 °

Сигнал U предварительно преобразованный в формирователе 19 в сигнал 21 прямоугольной формы той же частоты, поступает на вход инвертора 9 и на входы делителей 7 и .8 частоты, обеспечивающие деление входной часто ты соответственно на 2 и (2 +1). С делителей 7 и 8 частоты снимаются сигналы Т ) Т прямоугольной формы, периоды которых равны (фиг. 2, сигналы 20 и 21) При вращении кодового диска 3 гигналы Т, Т смещаются по фазе один от. огительно другого, При этом только н одном положении их фазы совпадают и это положение принимается за нач,зло отсчета. Если рассматривать фаэоные соотношения этих сигналов н моменты, когда они переходят через нуль в положительном направлении, то при перемещении на угол, равный

5 целому числу (j ) периодов Т> сигнала с делителя 8 частоты, фазовый сдвиг между сигналами Т, Т пропорционален соотношению!

О

),Т =(T -Т )j= — — -„- — —, (2)

2" (2" + 1)сд где j=l,2,3,...,m=2

Принимая во внимание выражение !

5 (1), полученное соотношение примет нид

dTj=T< «! (3)

Так как период Т сигнала 23 с делителя 8 частоты является эквивалентом углового смещения на величину

2 » то с учетом выражения (3) угло2"

2» ному перемещению на величину — ста2))

25 вится в соответствие тоже количество периодов Т, сигнала 20 с фотоприемника 18, которое размещается во вре. менном интервале dТ,, равном фазовому сднигу между сигналами Т и T> .

Из выражений (2) и (3) видно, что начало отсчета, соответствующее нулевому фазоному сдвигу (T=O), при

j=0, Угловому перемещению на » соот2»

35 нетстнует условие когда j= — и

2

Ь7,, = — —,— — — —, т.е. фазовый сдниг

» 2 (2h+ 1)() ° ° н этом случае равен половине периода сигнала Т, в котором укладыва40 ется -- периодов сигнала Т . Углово2 му смещению диска 3 на 2Т соответстh вует условие, когда 1=2, при этом

45 "» (2 +1)Я

dT„= — — — —, т.е. фазовый сдвиг в этом случае равен периоду сигнала Т ) в котором укладывается 2» периодов сигнала Т„.

Съем информации об угловом пере5р мещении относительно начала отсчета,. которым является момент совпадения фаз сигналов Т и Т ) обеспечивается следующим образом.

Сигналы Т и Т поступают на входы нуль-органов 10 и 11, в которых формируются управляющие импульсы 24 и 25 в моменты перехода сигналов через нуль в положительном направлении.

Эти импульсы управляют триггером з 1332532

13, на прямом выходе которого формируется прямоугольный сигнал 26, длительность которого равна фазовому сдвигу между сигналами 22 и 23 с де-..

5 лителей 7 и 8 частоты, Прямой и инверсный сигналы с триггера 13 подаются на входы элементов

И 14 и 15. Импульсы 21 с формирователя 19 предварительно проинвертированные, поступают на вход нуль-органа 12 и далее на вторые входы элементов И 14 и 15.

В счетчик 16 поступают импульсы, число которых (j) в каждом цикле измерения равно угловому смещению относительно канала отсчета на величи27 1 ну

Цикл измерения, равный периоду сигнала Т, каждый раз завершается в момент появления сигнала 25 с нульоргана 11, который одновременно дает разрешение на стирание в регистре 17 информации об угле, произведенной в 2S предыдущем цикле измерения, и дает разрешение на перезапись в обнуленный регистр 17 текущей информации об угле иэ счетчика 16. Счетчик 16 обнуляется первым импульсом с элемента

И 15, следующим во времени непосредственно за импульсом с нуль-органа

11, Этим самым счетчик 16 подготавливается для приема информации об угле в следующем цикле измерения. Информация же об измеренном угле хранится в регистре 17 до момента завершения цикла, равного периоду сигнала Тз

t 2 или повОроту за угОл, pBBHblA 1

Формула изобретения

Фотоэлектрический преобразователь перемещений в код, содержащий оптически соединенные источник света, линзу, кодовый и индикаторные диски с нанесенными на них дорожками в виде штрихов, число N которых одинаково для обоих дисков и равно 2 (2 +1), и и где п — целое число, и фотоприемник, выход которого соединен с входом формирователя импульсов, выход которого соединен с входами первого делителя частоты и инвертора, выход которого соединен через первый нуль-орган с первыми входами первого и второго элементов И, выход первого делителя частоты через второй нуль-орган соединен с первым входом триггера, первый выход которого соединен с вторым входом первого элемента И, а второй выход соединен. с вторым входом второго элемента И, выходы первого и второго элементов И соединены соответственно с первым и вторым входами счетчика, выходы которого соединены с информационными входами регистра,выходы которого являются выходами преоб. разователя, выход третьего нуль-органа соединен с вторым входом триггера и управляющим входом регистра, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения преобразователя, в него введен второй делитель частоты, вход которого соединен с выходом формирователя импульсов, а выход соединен с входом третьего нуль — органа.

1332532

Составитель 10.Котов

Техред Л.Сердюкова

Редактор И.1цулла

Корректор Е,Рашко

Тираж 901 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауш=кая наб., д. 4/5

Заказ 3848/55

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