Фотоэлектрический преобразователь угла поворота вала в код

 

О П И С А Н И Е (, 943799

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических Ресяублнк

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву-(22) Заявлено 25. 02. 80 (21) 2886774/18-24 (5l )NL. Й(л. с ярисоеаиненнект заявки РЙ—

G 08 С 9/06

9кудеротвсниый комитет

СССР во делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 15. 07.82. Бюллетень М 26 (53) УДК 681.325 (088.8) Дата опубликования описания 17.07.82 (72) Авторы изобретения

Л.Н. Мальцев и Н..Х. Алеева," - . 3

Ленинградский институт точной механик и огЫЩи(7! ) Заявитель (54) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА

ПОВОРОТА ВАЛА В КОД

Изобретение относится к вычислительной технике м предназначено для использования в различных системах для автоматизации управления реальными объектами при помощи средств вычислительной техники, а также в устройствах с цифровым выходом.

Известны фотоэлектрические преобразователи угловой величины в циф. ровой код, содержащие кодовый диск с информационной маской, жестко закрепленный на кодируемом валу, источники излучения, например светодиоды, анализирующую диафрагму и считывающие чувствительные элементы, например фотодиоды. Кодовый диск расположен так, что источники излучения находятся по одну сторону кодового диска, а анализирующая диафрагма, жестко связанная с корпусом преобразователя, и считывающие чувствительные элементы— по другую (11и (2).

Недостатком таких преобразователей является ограниченная разрешающая способность при сохранении габаритов, так как увеличение числа разрядов выходного кода преобразователя за счет увеличения числа разрядных дорожек приводит либо к значительному, и в ряде случаев неприемлемому, увеличению габаритов преобразователя, либо к уменьшению шага, а также величи" ны градации дорожки младшего раз" ряда и требует применения весьма узкого луча считывания, что ухудшает энергетические соотношения в преобразователе.

Наиболее близким к предложенному по техническому решению является фотоэлектрический преобразователь угла поворота вала в цифровой код, состоящий из последовательно расположенных источников излучения, например светодиодов, кодового дис943799 ка с информационной маской, .жестко закрепленного на кодируемом валу, анализирующей диафрагмы, жестко связанной с корпусом преобразовате" ля, считывающих чувствительных элементов, например фотодиодов,.выходы которых подключены к схеме формиро" вания цифрового кода (3).

Недостатки этого преобразователя заключаются в том, что отсутствует 30 возможность повышения разрешающей способности преобразователя при сохранении его габаритов, так как увеличение числа разрядных дорожек приводит к увеличению размеров кодового диска и возрастанию габаритов преобразователя, отсутствует возможность уменьшения габаритов устройства при сохранении его разрешающей способности, так как 20 уменьшение шага йа дорожке младшего разряда ухудшает энергетические параметры преобразователя, что приводит к снижению точности преобразователя и нестабильности его работы. 25

Цель изобретения - повышение разрешающей способности преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в фотоэлектрическом преобразователе угла поворота вала в код, содержащем кодовый диск, установленный на валу, считывающие we" менты, первая группа которых расположена против разрядных дорожек ,с одной стороны кодового диска по

его первому радиусу, источники излучения, первая группа которых рас40 положена против первой группы считывающих элементов с другой стороны кодового диска, первую анализирующую диафрагму, расположенную между кодовым диском и первой группой считываюЩих элементов, выходы считывающих элементов соединены с блоком формирования кода, введена вторая анализирующая диафрагма, вторая группа считывающих элементов распо. ложена против разрядных дорожек по второму радиусу кодового. диска и установлена со второй стороны кодового диска, вторая группа источников излучения расположена против второй группы считывающих элементов и установлена с первой стороны кодового диска, вторая анализирующая диафрагма установлена между кодовым диском и @торой группой считывающих элементов.

На кодовый диск, содержащий разрядные дорожки на одной стороне, нанесены разрядные дорожки на другой, каждая разрядная дорожка на одной стороне кодового диска расположена против промежутка между разрядными дорожками другой стороны, между разрядными дорожками на каждой стороне выполнены оптически прозрачные кольцевые участки.

На чертеже схематически изображено предложенное устройство.

Фотоэлектрический преобразователь угла поворота вала в цифровой код содержит источники излучения 1, например светодиоды, кодовый диск 2, первую информационную маску 3, анализирующую диафрагму 4, жестко связанную с корпусом 5 преобразователя, считывающие элементы 6, например фотодиоды, кодируемый вал 7, дополнительные источники излучения 8, например светодиоды, расположенные против кольцевых прозрачных для лучистого потока разрывов.межразрядных перемычек первой информационной маски со стороны анализирующей диафрагмы 4, дополнительную информационную маску 9, нанесенную на другую поверхность кодового диска 2, дополнительную анализирующую диафрагму

10, жестко связанную с корпусом 5 преобразователя, дополнительные . считывающие чувствительные элементы

11, например фотодиоды, расположенные соответственно против дополнительных источников излучения 8 со стороны дополнительной анализирующей диафрагмы 10, блок формирования кода 12, к которому подключены выходы считывающих чувствительных элементов 6 и 11, Разрядные дорожки

13 дополнительной информационной маски 9 смещены относительно разрядных дорожек 14 первой информационной маски 3, а межразрядные перемычки

15 и 16 обеих, информационных масок выполнены с кольцевыми прозрачными для лучистого потока разрывами против соответствующих разрядных дорожек 13 и 14, кольцевые разрывы в межразрядных перемычках кодового диска обеспечивают прохождение лучистых потоков для считывания информации с информационных масок.

Преобразователь работает следующим образом.

Формула изобретения

5 94379

При .изменении углового положения кодируемого вала 7 перемещается жестко закрепленный на нем кодовый диск 2 на котором нанесены соосно первая информационная маска 3 и дополнительная информационная маска 9 со смещенными друг относительно друга разрядными дорожками. С информационной маски 3 при помощи источников излучения 1, например свето- 1О диодов, анализирующей диафрагмы 4, жестко связанной с корпусом 5 преобразователя, и считывающих чувствительных элементов 6, например фотодиодов, снимаются эЛектрические сиг- 15 налы, необходимые для формирования цифрового кода. При этом лучистый поток создаваемый источниками излучения f, проходит сквозь кольцевые прозрачные участки межразрядных ув перемычек 15 дополнительной информационной маски 9, затем через прозрачные участки разрядных дорожек 14 первой информационной маски 3. Аналогичным образом с дополнительной 25 информационной маски 9 при помощи дополнительных источников излучения

8, например светодиодов, дополнительной анализирующей диафрагмы 10, жестко связанной с корпусом 5 преобразо- 5в вателя, и дополнительных считывающих чувствительных элементов.11, например фотодиодов, снимаются электрические сигналы, необходимые для формирования других разрядов цифро-. вого кода. При этом лучистый поток, создаваемый исто никами излучения

8, проходит сквозь кольцевые прозрачные участки межразрядных перемычек

16 первой информационной маски 3, затем через прозрачные участки разрядных дорожек 13 дополнительной информационной маски 9. Электрические сигналы, снимаемые со считывающих чувствительных элементов 6, например фотодиодов, и дополнительных считывающих чувсвительных элементов

11, например фотодиодов, поступают на блок формирования кода 12 °

На одной информационной маске, 50 например, нанесены дорожки старших разрядов, на другой информационной маске - дорожки младших разрядов.

8озможно также расположение всех четных разрядов на одной информационной маске, а всех нечетных разрядов на другой.

Таким образом, введение дополнительной информационной маски позво9 6 ляет при одних и тех же габаритах кодового диска нанести на двух его поверхностях большее количество разрядных дорожек и тем самым повысить разрешающую способность преобразователя.

Кроме того, в предложенном устройстве возможно нанесение на кодовый диск различных функциональных информационных масок.

Предложенный фотоэлектрический преобразователь обеспечивает воз" можность построения высокопрецизионных устройств в небольших габаритах.

Разрешающая способность преобразователя увеличивается в два раза °

1. Фотоэлектрический преобразователь угла поворота вала в код, содержащий кодовый диск, установленный на валу, считывающие элементы, первая группа которых расположена против разрядных дсрожек с одной стороны кодового диска по его первому радиусу, источники излучения, первая группа которых расположена против первой группы считывающих элементов с другой стороны кодового диска, первую анализирующую диафрагму, расположенную между кодовым диском и первой группой считывающих элементов, выходы считывающих элементов соединены с блоком формирования кода, отличающийся тем, что, с целью повышения разрешающей способности преобразователя, в него введена вторая анализирующая диафрагма, вторая группа считывающих элементов расположена против разрядных дорожек по второму радиусу кодового диска и установлена со второй стороны кодового диска, вторая группа источников излучения расположена против второй группы считывающих элементов и установлена с первой стороны кодового диска, вторая анализирующая диафрагма установлена между кодовым диском и второй группой считывающих элементов.

2. Преобразователь по п.1 о т— л и ч а ю щ и и .с я тем, что, на кодовый диск, содержащий разрядные дорожки на одной стороне, нанесены разрядные дорожки- на другой стороне каждая разрядная дорожка на одной стороне кодового диска расположена

7 943799 8 против промежутка между разрядными ны в цифровой код. Л., Судпромгиз, дорожками другой стороны, между раз- 1962> с.67-79. рядными дорожками на каждой стороне 2. филиппов В.Г. Цифраторы пе" выполнены оптически прозрачные коль- ремещений, И., Воениздат 1965, цевые участки. с.89-97.

Источники информации, 3. фотоэлектрические преобразовапринятые во внимание при экспертизе тели информации. Под ред.

1. Моськин И.В. фотоэлектричес" проф. Л.Н. Преснухина, М., "Машинокие преобразователи угловой величи- строение", 1974, с.301 (прототип). р

Составитель А. Сидоренко

Редактор Л. Веселовская Техред M. Рейвес: Корректор В. Бутяга

Заказ 5117 0 Тираж 2 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,