Фотоэлектрический преобразователь угла поворота вала в код

Авторы патента:

G08C9/06 - Системы для передачи измеряемых переменных величин, управляющих или подобных сигналов (пневмогидравлические передающие системы F15B; чувствительные элементы для определенных физических переменных см. в соответствующих подклассах, например классов G01,H01; индикаторные или регистрирующие устройства см. в соответствующих подклассах, например G01D,G09F; механические средства для преобразования выходного сигнала чувствительного элемента в различные переменные величины G01D 5/00; мостовые схемы с автоматической балансировкой G01R; управление положением вообще G05D 3/00; механические системы управления G05G; системы для передачи только сигналов "включено-выключено", системы для передачи сигналов тревоги G08B;

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<ц 661590

«»

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-вувЂ” (22) Заявлено 09.11.77 (21) 2541367/18-24 с присоединением заявки №вЂ” (23) ПриоритетвЂ” (51) М. Кл. 2

G 08 С 9/06

Гасударственный наатет

СССР ню делам изююретеннй н юткрытнй

Опубликовано 05.05.79. Бюллетень № 17

Дата опубликования описания 15.05.79 (53) УДК 681.335 (088.8) (72) Автор изобретения.Л. Н. Мальцев (71) Заявитель

Ленинградский институт точной механики и оптики (54) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЛ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА

ПОВОРОТА ВАЛА В КОД

Изобретение относится к фотоэлектрическим системам контроля и регулирования.

Известны преобразователи угловой величины в цифровой код, содержащие жестко закрепленный на кодируемом валу кодовый диск с нанесенной маской цифрового кода и систему считывания информации. Кодовый диск расположен между элементами неподвижной системы считывания так, что облучающий блок находится по одну сторону, а ограничивающий (щелевая диафрагма) и воспринимающий (фотоприемник) блоки вЂ” по другую (1).

В таких устройствах считывание информации осуществляется таким образом, что лучистый поток, проходя сквозь прозрачные сегменты кодовых дорожек диска, а затем через щелевую анализирующую диаф- 15 рагму, освещает фотоприемник, усиленные и дискриминированные сигналы с которых принимаются за двоичные единицы. Отсутствие сигналов с других фотоприемников перекрытых непрозрачными сегментами, соответствует двоичным нулям.

Недостаточная надежность этих устройств обусловлена необходимостью высокой точности юстировки.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является фотоэлектрический преобразователь угла поворота вала в код, содержащий последовательно расположенные блок излучателей, блок формирования считывающего лучистого потока, выполненный, например, в виде линз, кодовый диск, жестко закрепленный на кодируемом входном валу, анализирующие диафрагмы и чувствительные элементы считывающей системы, выходы которых подключены через пороговые элементы к формирователю выходного кода (2).

В этом преобразователе при считывании информации особенно с младших разрядов происходит резкое уменьшение величины считываемого сигнала и отношения сигнал/шума, что снижает устойчивость и надежность преобразователя. Это вызвано уменьшением полезного сигнала из-за уменьшения размеров градаций кодовой маски (квантованной шкалы) и анализирующей диафрагмы почти до уровня рассеянного шумового излучения источника. Повышение же отношения сигнал/шум путем уменьшения зазора между кодовым диском и анализирующей диафрагмой имеет определен61590

4 го шумового фонового сигнала в преобразователях.

Такое размещение и выполнение анализирующей диафрагмы позволило повысить отношение сигнал/шум за счет паразитного лучистого потока, который, попадая на диск 3, увеличивает уровень рассеянного шумового или фонового излучения на фотоприемниках. Одновременно с этим улучшаются условия формирования необходимого счи10 тывающего лучистого потока.

В предложенном фотоэлектрическом преобразователе повышена надежность за счет увеличения отношения сигнал/шум, повышена точность работы устройства без увеличения габаритов; упрощена электронная схема, особенно при выделении полезного сигнала и уменьшены материальные затра- а ты на реализацию как за счет конструктивного оформления, так и за счет улучшения технологии сборки и настройки преобразо20

Формула изобретения

6 ный известный предел, а в, большинстве случаев этого сделать нельзя принципиально. Кроме того, преобразователи сложны и технологически трудоемки в сборке и настройке, почти не серийно способны.

Целью изобретения является повышение надежности работы преобразователя путем увеличения отношения сигнал/шум при считывании в преобразователе информации с кодового диска.

Поставленная цель достигается за счет того, что в фотоэлектрическом преобразователе угла поворота вала в код анализирующая диафрагма нанесена на линзы, а маска на кодовом диске размещена со стороны анализирующей диафрагмы.

На чертеже схематично изображен фотоэлектрический преобразователь.

Преобразователь содержит блок излучателей 1 (светодиодов), анализирующую диафрагму 2, кодовый диск с маской 3, жестко закрепленный на кодируемом валу 4, чувствительные элементы 5 (фотодиоды) и формирователь 6 выходного кода преобразователя. Кодируемый вал 4 установлен в подшипниках 7..

Преобразователь работает следующим образом.

Кодовый диск 3 перемещается вместе с кодируемым валом 4 от вала управляемого объекта (на чертеже не показан) . Лучистый поток от блока излучателей 1 проходит последовательно через формирующую считывающий поток оптическую систему, выйолненную, например, в виде линз, с нанесенной на них диафрагмой 2, подвижный кодовый диск 3, обращенный кодовой маской к диафрагме 2, и попадает на чувствительные элементы вЂ” фотодиоды 5, выходы которых подключены к формирователю 6, Диафрагма 2 с линзами служит как для считывания информации с кодового диска 3, так и для задержания паразитного лучистого потока, освещающего кодовую маску и являющегося источником дополнительно2

Фотоэлектрический преобразователь уг25 ла поворота валаВ код, содержащий последовательно расположенные блок излучателей, линзы, кодовый диск с маской, чувствительные элементы, выходы которых подключены к формирователю выходного кода, и анализирующую диафрагму, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности преобразователя, в нем анализирующая диафрагма нанесена на линзы, а маска на кодовом диске размещена со стороны ана-лизирующей диафрагмы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Приборы и средства автоматизации, № 12, 1964. с. 6.

2. Фотоэлектрические преобразователи информации. Под. ред. Л. Н. Преснухина, 40 1974, с. 301.

ЦНИИ ПИ Заказ 2483/54 Тнраж 709 Подписное

Филиал ППП Патент>, r. Ужгород, ул. Проектная, 4