Датчик угла поворота вала с фиксацией в дискретных положениях

 

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано в качестве устройств для ручной настройки приемопередающей аппаратуры, а также в приборах автоматики и вычислительной техники. Поставленная цель - расширение функциональных возможностей и области применения датчика - достигается тем, что в корпусе выполнена кольцевая канавка, в которой размещены зубцы обтюратора, выполненные параллельными оси вращения. При этом оптические оси расположены перпендикулярно оси вращения обтюратора на угловом размере, кратном угловому размеру зубца обтюратора, а постоянный магнит внутри диаметра зубцов так, что по крайне мере два его ребра магнитно взаимодействуют с плоскостями разных зубцов обтюратора со стороны меньшего диаметра зубцов. Указанное взаимное расположение элементов, наличие двух оптронных пар и диафрагмы обеспечивают устройству возможность определять величину и направление вращения вала, фиксацию его в дискретных положениях при малых массогабаритных характеристиках по сравнению с прототипом. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)л Н 03 M 1/30

АЛЫЙ КОМИТЕТ

ИЯМ И ОТКРЫТИЯМ с

К А (21) 4 (22) 2 (46) 2 (72) (53) 6 (56)

¹11

А

¹12 (54)

ФИК

НИЯ (57) И ению устро реда автом ставл наль фиг. 1

ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

286645/24-24 .06,87 .11.90, Бюл. ¹ 43 .П.Левицкий

1.325 (088.8.) вторское свидетельство СССР

5924, кл, G 01 P 13/00, 1983. вторское свидетельство СССР

5597, кл. H 03 M 1/30, 1984.

АТЧИК УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА С

АЦИЕЙ-В ДИСКРЕТНЫХ ПОЛОЖЕобретение относится к приборострои может быть использовано в качестве ств для ручной настройки приемопещей аппаратуры, а также в приборах тики и вычислительной техники. Понная цель — расширение функцио-.

ых возможностей и области.БЫ 1608797 А1 применения датчика — достигается тем, что в корпусе выполнена кольцевая канавка, в которой размещены зубцы обтюратора, выполненные параллельными оси вращения.

При этом оптические оси расположены перпендикулярно оси вращения обтюратора на угловом размере, кратном угловому размеру зубца обтюратора, а постоянный магнит— внутри диаметра зубцов так, что по крайней мере два его ребра магнитно взаимодействуют с плоскостями разных зубцов обтюратора со стороны меньшего диаметра зубцов.

Укаэанное взаимное расположение элементов, наличие двух оптронных пар и диафрагмы обеспечивают устройству возможность определять величину и направление вращения вала, фиксацию его в дискретных положениях при малых массогабаритных характеристиках по сравнению с прототипом. 3 ил.

1608797

Изобретение относится к приборостроению, к преобразователям угла поворота вала, которые могут использоваться в качестве устройства для ручной подстройки приемнопередающей аппаратуры, а также в приборах автоматики и вычислительной техники, Цель изобретения — расширение функциональных возможностей и области применения датчика за счет определения направления перемещения и снижения его массогабаритн ых показателей.

На фиг,1 — 3 представлены варианты конструктивного расположения элементов датчика угла с магнитной фиксацией.

Датчик (фиг.1) содержит корпус 1 с размещенными в радиальных плоскостях опт-, ронными парами, выполненными в виде приемников излучения (фотодиодов) 21, 2z и осветителей светодиодов 3, 32, обтюратор

4 (фиг.2) с расположенными по одну сторону над валом 5 зубцами 6 из магнитного материала и размещенными в кольцевой канавке 7 корпуса, при этом вал обтюратора размещен в подшипнике 8,на выходе которого имеется гайка 9 для закрепления преобразователя на несущей панели.

Обтюратор (фиг.3а и б) выполнен в виде диска 10 с расположенными по окружности зубцами с заданным шагом по углу P, pae360 ным, где N — количество зубцов, при этом зубцы расположены параллельно валу с одной стороны диска обтюратора. В полости 11 корпуса жестко закреплен с помощью скобы 12 постоянный магнит 13 прямоугольной формы, который можно технологически закрепить в корпусе в процессе изготовления корпуса в пресс-форме.

Два ребра 14 и 15 постоянного магнита по меньшей мере одного полюса (фиг.За) или два ребра постоянного магнита разных полюсов (фиг.Зб) и два зубца обтюратора расположены в радиальных плоскостях под углом, при этом расстояние1между ребром полюса постоянного магнита и зубцом определяется пределом 0 < < 1 мм.

Между фотодиодом и светодиодом оптопар, закрепленных в радиальных плоскостях, в которых имеется пространство, расположены зубья обтюратора и диафрагма 16, которая выполнена дугообразной формы (фиг,1) с радиусом, при этом в диафрагме выполнены две прорези 17 (щели, отверстия). Прорези диафрагмы могут быть выполнены в корпусе в процессе его изготовления, Преобразователь работает следующим образом.

В начальный момент (фиг.1) при фиксированном положении обтюратора 4, когда его зубцы 6 и ребра 14 и 15 (фиг.3а и б) по меньшей мере одного полюса, например S, 5 постоянного магнита 13 прямоугольной формы размещены в радиальных плоскостях под углом а, оба фотодиода 2>, 22, расположенные соосно со светодиодами 3>, 32, через отверстия или прорези 17 диафраг10 мы 16 получают максимальный поток излучения от светодиодов 3, при этом потенциал на выводах фотодиодов близок к нулю. При вращении вала 5 обтюратора 4 по часовой стрелке ближайший к оптической оси перво15 ro оптрона зубец 6 перекрывает щель 17 диафрагмы, расположенной у фотодиода 2, что приводит к его запиранию, при этом на его выводах возникает потенциал U, причем фотодиод второго оптрона полностью от20 крыт и на его выводах вследствие полного освещения потенциал близок к нулю. По истечении времени ближайший зубец 6 обтюратора 4 начинает перекрывать щель (отверстие) 17 диафрагмы у фотодиода 22

25 второго оптрона, а фотодиод первого оптрона начинает открываться, так как зубец, перекрывающий диафрагму фотодиода первого оптрона, уходит из зоны оптической оси первого оптрона, а потенциал О

30 на светодиоде Зг второго оптрона достигает своего максимального значения.

Придальнейшем вращении вала 5обтю- . ратора 4 по часовой стрелке зубец 6 обтюратора, перекрывавший щель диафрагмы35 фотодиода второго оптрона, уходит из зоны оптической оси второго оптрона и фотодиод, получая полную освещенность, открывается, а его потенциал Uz становится близким к нулю. Таким образом, после по40 следовательного перекрытия фотодиодов первого и второго оптронов зубцами 6 обтюратора 4 оба фотодиода вновь открыты на время, после чего цикл повторяется.

При вращении вала 5 обтюратора 4 про45 тив часовой стрелки картина перекрытия щели 17 диафрагмы 16 меняется на обратную. Сначала перекрывается по истечении времени щель 17 диафрагмы фотодиода 2z второго оптрона, а затем по истечении вре50 мени перекрывается щель 17 диафрагмы 16 фотодиода первого оптрона, причем в этом случае при затемненных диафрагмах фотодиоды запираются, а на их выводах возникает потенциал Uz и U>, После открыпгия

55 фотодиода 2 первого оптрона оба фотодиода будут полностью освещены на время, после чего цикл повторяется.

Таким образом, при вращении вала 5 обтюратора 4 по часовой или против часовой стрелки на выводах фотодиодов двух

1608797

В сравнении с известным, преобразователь позволяет расширить функциональные во можности путем обеспечения дискретно о считывания и относительного прираще ия импульсов при вращении вала по час вой и против часовой стрелки, упрост ть конструкцию преобразователя и ум ньшить массогабаритные характеристики 2-2,5 раза, при этом возрастает надежнос ь работы преобразователя в процессе экс луатации, on те ко в пи ст

Ф. по ма ни пр по тю ра ян пр тр ронов последовательно изменяется поциал, обеспечивающий дискретное наление или дискретный сброс импульсов стройсвах считывания (не показано). Заь импульсов с преобразователя осущеляется по переднему или заднему онту импульса.

Вращение обтюратора будет до тех пор, а сила магнитного потока постоянного нита не превысит силу инерции вращеобтюратора, при этом он остановится, чем оба фотодиода двух оптронов будут ностью освещены, так как остановка обатора происходит при минимальном стоянии между ребрами полюса постоого магнита и зубцами 6 обтюратора 4 полном освещении фотодиодов двух опнов.

Формула изобретения

Датчик угла поворота вала с фиксацией в дискретных положениях, содержащий корпус, на котором с возможностью поворо5 та установлен обтюратор, выполненный в виде диска из магнитного материала с зубцами. первую оптронную пару, состоящую из осветителя и приемника излучения, оптически соединенных через обтюратор, посто10 янный магнит, магнитно сопряженный с зубцамидиска, отл и ч а ю щи и с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и области применения датчика, в него введены вторая оптронная пара.

15 диафрагма с прорезями и подшипник, установленный в корпусе, в котором выполнена кольцевая канавка для размещения зубцов обтюратора, выполненных параллельными оси вращения обтюратора, который жестко

20 соединен с валом, установленным в подшипнике. в корпусе выполнены радиальные пазы, в которых установлены первая и вторая оптопары, при этом их оптические оси перпендикулярны оси вращения и поверх25 ности диафрагмы, а угловой размер между ними не кратен угловому размеру зубцов обтюратора, постоянный магнит установлен внутри поверхности, образованной зубцами обтюратора, при этом по крайней мере два

30 его ребра магнитно связаны с разными зубцами обтюратора, 1608797

Составитель В,Фатеев

Техред М.Моргентал Корректор Э.Лончакова

Редактор Л,Зайцева

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул, Гагарина, 101

Заказ 3624 Тираж 665 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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