Фотоэлектрический преобразователь угловых перемещений в код

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ш) 506892

Союз Советскнх

Соцналнстическнх

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (5I) Ч. Кл.- G 08С 9,06 (22) Заявлено 07.03.74 (21) 2006168/18-24 с присоединением заявки № (23) Приоригет

Опубликовано 15.03.76, Бюллетень № 10

Дата опубликования описания 06.05.76

Государственный комитет

Совета Мнннстроа СССР по делам изобретений н открытий (53) УДК 681.325(088.8) ,72) Авторы изобретения

С. Ф. Комаровский, Е. С. Кустов, Л. А. Любовский, E. Т. Малышко, А. В. Полянский, Г. В. Салов и Л. Г. Яковлев

Институт автоматики Министерства приборостроения, средств автоматизации и систем управления СССР (71) Заявитель (54) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛОВЫХ

ПЕРЕМЕЩЕНИЙ В КОД

Изобретение относится к фотоэлектрическим преобразователям «угол — код» и может найти применение в тех областях техники, где требуется определять положение механизмов, имеющих ограниченный ход.

Преобразователь входит в состав устройств, с помощью которых осуществляется контроль положений механизмов или автоматическое управление ими.

Известен фотоэлектрический преобр азователь угловых перемещений, содержащий растровый диск, с одной стороны которого расположены осветители, а с другой — фотоприемники, выходы которых подключены к формирователям, блок определения направления вращения, подключенный к реверсивному счетчику, и источник питания.

Известный преобр азователь характеризуется отсутствием свойства позиционности выходного сигнала, имеющего форму унитарного кода. Для получения позиционного кода, например двоичного, выходной сигнал фотоэлектрического преобразователя посредством схемы, определяющей направление вращения, подключают к реверсивному двоичному счетчику. Но в этом случае, если при движущемся механизме хотя бы кратковременно исчезает питающее напряжение фотоэлектрического преобразователя, а механизм за этом время перемещается в новое положение, при появлении питающего напряжения сигнал на выходе реверсивного счетчика не соответствует новому положению механизма. Такая потеря начала отсчета или нулевого положения механизма может привести к аварии, так как промежуточные положения большинства механизмов, ввиду особенностей их конструкции, визуально не могут быть проконтролированы. Это фактически исключает возможность

10 применения известного фотоэлектрического преобразователя для контроля положения ответственных механизмов, нссмотря на его преимущества в простоте и надежности схемы, по сравнению с позиционными датчиками с

15 кодовыми масками.

Целью изобретения является обеспечение высокой надежности работы преобразователя. В описываемом преобразователе это достигается тем, что в него введены блок уп20 равления, запоминающий блок, дополнительные диски и редуктор, при этом один из до полнительных дисков связан с валом растрового диска через редуктор, в растровом и одном из дополнительных дисков, расположен25 ных между другими дополнительными дисками, в которых размещены осветители и фотоприемники, выполнены отверстия, причем первые два формирователя подключены к блоку определения направления вращения, 30 выход третьего формирователя через блок

506892

60 б5

3 управления подключен к реверсивному счетчику, выход запоминающего блока подключен к блоку управления, к одному из входов третьего формирователя подключен источник питания, соответствующий разрешающей способности фотоэлектрического преобразователя. В неподвижных дисках держателях с гнездами для фотосьемников напротив указанных отверстий установлены дополнительные осветители и фотоприемники с формирующими преобразователями.

Совпадение отверстий на обоих дисках в местах установки осветителя и фотоприемников при этом происходит один раз за полный ход механизма. A положение механизма, при котором происходит совпадение, однозначно определяется местами меток на обоих дисках при жесткой связи вала фотоэлектрического преобразователя с механизмом и положением осветителей и фотоприемников относительно этих меток на дисках. Для повышения надежности съема информации в контрольных точках диски расположены параллельно и соосно на минимальном расстоянии один от другого, а дополнительный диск выполнен по диаметру меньше растрового на величину растровой решетки, что позволяет использовать для сьема информации в контрольных точках с двух дисков одни и те же осветители и фотоприемники.

Таким образом, удается получать сигналы о некотором числе точек положений контролируемого механизма в виде импульсов на выходе формирующих преобразователей, каждый из которых передается по своим проводам. Это позволяет получать информацию о ряде позиционных точек, соответствующих определенным положениям механизма и определять эти положения с высокой точностью, а также позволяет в моменты появления сигналов в контрольных положениях механизма осуществлять сброс показаний реверсивного счетчика и вписывание числа, соответствующего положению контролируемого механизма в контрольной точке и, следовательно, восстанавливать соответствие выходного сигнала реверсивного счетчика положению контролируемого механизма при кратковременных исчезновениях питающего напряжения фотоэлектрического преобр азователя «угол— код».

На фиг. 1 схематически изображен описываемый фотоэлектрический преобразователь, общий вид; на фиг. 2 — подвижные диски и неподвижные держатели с гнездами для фотосъемников; на фиг. 3 — функциональная электрическая схема преобразователя.

Высокооборотный растровый диск 1 жестко посажен на вал 2, связанный с контролируемым механизмом (на чертеже не показан). С валом 2 через понижающий редуктор

3 связан вал 4, на который жестко посажен низкооборотный дополнительный диск 5. С обеих сторон подвижных дисков 1 и 5 неподвижно установлены диски-держатели б с гнсз5

4 дами для фотосъемннков: осветителей 7 и фотоприемников 8. Расположение модуляционных меток в виде .прорезей,с радиусами Ri u

R2 на вьгсокооборотном растровом диске показано на фиг. 2 а, на низкооборотном дополнительном диске — на фиг. 2 б, на фиг. 2 в показано расположение гнезд для фотоприемников и осветителей на неподвижных дисках — держателях 6 для положения меток, соответствующих показанным на фиг. 2а, б.

Выходы фотоприемников 8 подключены ко входам формирователей 9 и 10, Выходы формирователей 9 подключены через блок определения направления вращения 11 ко входам реверсивного счетчика 12. Выход формирователя 10 подключен ко входу блокауправления

13. К другому входу блока 13 подключен выход запоминающего блока 14.

Световой поток от осветителей 7 через модуляционные метки в виде прорезей на дисках подается на фотоприемники 8. Питание ко всем схемам подводится от источника пи тания 15. Выходные сигналы датчика представлены в виде позиционных импульсов Up u позиционного кода UI, U, Upp.

При вращении вала 2, связанного с контролируемым механизмом, световой поток от осветителей 7 через прорези высокооборотного растрового диска 5 или высокооборотного растрового 1 и низкооборотного дополнительного 5 дисков попадает на фотоприемники 8.

EIa выходах формирователей 9 и 10 появляются сигналы, которые с формирователей 9 суммируются или вычитаются реверсивным счетчиком 12 в зависимости от направления вращения высокооборотного растрового диска, определяемого блоком определения направления 11. Сигнал с выхода формирователя 10 в виде импульса Up поступает на выход датчика (на чертеже не показан), свидетельствуя о прохождении одной из позиционных точек контролируемого механизма. Одновременно этот сигнал поступает на вход блока управления 13 реверсивным счетчиком

12, осуществляя сброс показаний последнего и запись в него числа, соответствующего позиционной точке положения механизма, снимаемого с запоминающего блока 14. После исчезновения сигнала Up реверсивный счетчик продолжает счет импульсов с формирователей

9 через блок определения направления вращения 11, переключающий суммирующий и вычитающий входы реверсивного счетчика 12.

На выходе реве р сивного счетчика 12 формируются сигналы Un U, Up, представляющие позиционный код.

Коррекция результатов счета реверсивного счетчика осуществляется описанным способом каждый раз при прохождении механизмом контрольных точек, обеспечивает сохранение позиционности выходного сигнала датчика при кратко|временных исчезновениях питающего напряжения и одновременно получение ряда позиционных импульсов.

506892

Формула изобретения

Фотоэлектрический преобразователь угловых перемещений в код, содержащий растровый диск, с одной стороны которого расположены осветители, а с другой — фотоприемники, выходы которых подключены к формирователям, блок определения направления вращения, подключенный к реверсивному счетчику, и источник питания, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения надежности преобразователя, в него введены блок управления, запоминающий блок, дополнительные диски и редуктор, при этом один из дополнительных дисков связан с валом растрового диска через редуктор, в растровом и одном из дополнительных дисков, располо-; женных между другими дополнительными дисками, в которых размещены осветители и фотоприемники, выполнены отверстия, причем первые два формирователя подключены к блоку определения направления вращения, выход третьего формирователя через блок уп10 равления подключен к реверсивному счетчику, выход запоминающего блока подключен к блоку управления, к одному из входов третьего формирователя подключен источник питания.