Преобразователь угла поворота вала в код

 

(72) Авторы изобретения

В.И. Куротченко, В.И. Замай и Г.И. Лещенко . ! !

Институт автоматики АН Киргизской CCP

У в .,м (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА

В КОД

Изобретение относится к автоматике, телемеханике и вычислительной технике и может использоваться для измерения угловых перемещений.

Технические характеристики преобразователей такого типа (разрешаю щая способность, вес, габариты, момент инерции и др.) во многом зависят от числа разрядных дорожек, используемых для кодирования пространственного положения шкалы, выполненной в виде диска или барабана, относительно считывающих элементов.

Так как при дисковом исполнении кодирующего элемента по мере приближения к центру длина кванта шкалы пропорционально уменьшается, что при" . водит к завышению разрешающей способности и повышению точности юстировки считывающих элементов. Увеличение размеров кодирующего элемента приводит к ухудшению таких характеристик как вес, момент инерции, общие габариты и т.д.

В преобразователях барабанного типа от числа разрядных дорожек зависят такие параметры, как оксиальные размеры кодирующего элемента а, следовательно, и вес, момент инерции, общие габаритные размеры и т;д.

В преобразователях, использующих такие, физические принципы, как моду" ляция магнитного потока, сокращение числа разрядных:дорожек и упрощение, ов смысле чередования активных и пассивных участков структуры шкалы, является решающим оценочным параметром.

Последнее объясняется сложностью формирования требуемой эпюры распределеI5 ния магнитного поля на границах активной и пассивной зон.

Известны преобразователи угла поворота вала в код, содержащие кодовый диск с уменьшенным числом кодовых дорожек и считывающие элементы, выходы которых подключены к входам логических схем 513 и f2 j., 1356

3 95

Наиболее близким к изобретению являются преобразователи, у которых формирование двух разрядов осуществляется на одной кодовой дорожке с применением считывающих элементов, выполненных в виде симметричных мостовых схем (3 3.

Недостатками.таких преобразователей являются узкая область их применения, ограниченная симметричными кодами (двоичный код, код Грея и т.д.), что затрудняет конструирование многоотсчетных преобразователей, а также большая избыточность считывающих элементов и сложность конструкции.

Цель изобретения - упрощение конструкции преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий кодовый диск, на который нанесены кодовые дорожки, выполненные из диамагнитного материала, с нанесенными участками из ферромагнитного материала„ против кодовых дорожек расположены считывающие элементы, выполненные в виде П-образных ферромагнитных сердечников, содержащие первичную и вторичную. обмотки, первичные обмот" ки соединены с источником питания, вторичные обмотки считывающих элементов соединены с выходом преобразователя, вторичные обмотки каждой пары других считывающих элементов соединены последовательно-встречно, выход каждой пары других считывающих элементов соединен с другим выходом выходом преобразователя, На фиг.. 1 представлен преобразователь угла поворота вала в код; на фиг. 2 - таблица с выходным кодом преобразователя.

Преобразователь содержит кодовый диск из диамагнитного материала, по обеим сторонам которого расположены кодовые дорожки 1 и 2 (на фиг.l для наглядности они изображены одна под другой), считывающие элементы

3-8, представляющие собой П-образные ферромагнитные сердечники 9 с первичной обмоткой 10 и вторичной 11.

Первичная обмотка 10 возбуждается переменным напряжением от источни-. ка питания (не показан). Если сердечник 9 замкнут активным участком 12 шкалы, то во вторичной обмотке 11 индуктируется сигнал, соответствующий логической единице. Если сердечник

9 замкнут пассивным участком 13-логическому "0".

Кодовая дорожка 1 несет на себе одну активную зону, выполненную из ферромагнитного материала и состоящую из десяти участков, расположенных с шестого по пятнадцатый секторы (порядковый номер зон считать по часовой стрелке). Кодовая дорожка 2 несет на себе две активных зоны по шесть участков каждая, расположенные с третьего по восьмой и с тринадцатого по восемнадцатый секторы.

Считывающие элементы 3 и 4 младшего разряда размещены в десятом и двенадцатом секторах дорожки 2 (для наглядности считывающие элементы на фиг. 1 развернуты на 900 и расположены в плоскости диска). Вторичные обмотки 11 этих сердечников 9 соединены последовательно-встречно. Считывающий элемент 5 второго разряда расположен в первом секторе дорожки 2. Считывающие элементы б и 7 .третьего разряда, расположены во втором и двадцатом секторах кодовой дорожки 1, вторичные обмотки 11 этих сердечников также соединены последовательно-встречно. Считывающий эле-... мент 8 четвертого разряда установлен в первом секторе дорожки l.

Преобразователь работает следующим образом;

В исходном состоянии все элементы находятся на пассивных участках, что соответствует нулевому положению диска; результирующая кодовая комбинация равна 0000. При повороте диска на один сектор против часовой стрелки (первый такт работы) замыкается магнитная цепь сердечника 9 считывающего элемента 3 и с его вторичной обмотки 10 снимается сигнал Ч . Комбинация на выходах равна

0001. При повороте диска на два сектора замыкается магнитная цепь сердечника 9 считывающего элемента 4 и остается замкнутой цепь сердечника считывающего элемента 3. На выходах преобразователя формируется сигнал

0011 (соответствует третьей строке табл. кода, фиг. 2). На третьем такте оказываются замкнутыми сердечники считывающих элементов 3-5. Поскольку вторичные обмотки считывающих элементов 3 и 4 включены последовательно-встречно, напряжения на них равны по величине и противоположны по направлению. На выходе преобразова5 9513 теля 13 сигнал равен нулю, а результирующая комбинация равна 0010 (четвертая строка таблицы). На четвертом такте замкнуты сердечники считывающих элементов 3-6. Сердечники считывающих элементов 3 и 4 образуют логический "0", а сердечник считывающих элементов 3-6 логическую н1".

Комбинация на выходе равна 0110. При повороте диска на пять секторов замк- 10 нутыми окажутся сердечники считывающих элементов 3-7. С выходов преобразователя снимается код 1110. На шестом такте замкнутся сердечники считывающих элементов 3"8. Обмотки сер- 13 дечников считывающих элементов 6 и 7 как и считывающих элементов 3 и 4 включены последовательно-встречно и при одновременном замыкании также дадут логический "0". Комбинация на 20 выходах преобразователя равна 1010.

На седьмом такте разомкнется цепь сердечника считывающего элемента 3.

На выходах преобразователя реализуется код 1011 и т.д. Анализируя пос- 2s ледующие такты нетрудно убедиться, что за полный оборот кодирующего дис. ка с выходов одного десятичного разряда снимается однопеременный, циклический двоично-десятичный код, 30 структура которого приведена в табл.2 на фиг. 2.

При переходе от двенадцатой позиции к двадцатой и от девятой к десятой гроисходит изменение значения

35 старшей десятичной декады, сохраняя однопеременную структуру кода;

Предлагаемый преобразователь угла поворота вала в код имеет меньшие по сравнению с прототипом габариты, массу и момент инерции кодового диска, 56 6 а также более простую кодовую шкалу

Преобразователь может быть выполнен на любое число десятичных декад по количеству описанных кодирующих элементов, соединенных аналоговым или дискретным передаточным механизмом. формула изобретения

Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий кодовый диск, на который нанесены кодовые дорожки, выполненные из диамагнитного материала с нанесенными участками из ферромагнитного материала, против кодовых дорожек расположены считывающие элементы, выполненные в виде П-образных ферромагнитных сердечников, содержащие первичную и вторичную обмотки, первичные обмотки соединены с источником питания, вторичные обмотки одних считывающих элементов соединены с выходом преобразователя, о т л и— и а ю шийся тем, что с целью упрощения конструкции преобразователя, вторичные обмотки каждой пары других считывающих элементов соединены последовательно-встречно, выход каждой пары других считывающих элементов соединен с другим выходом преобразователя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 547801, кл. G 08 C 9/00 1975

2. Авторское свидетельство СССР 382124, a. G 08 С 9/00, 1970.

3. Борзов М.И. Индуктивные преобразователи угла в код. И., "Энергия", 1970, с. 70-71,прототип).

951356

Фиг.2

Составитель И. Назаркина

Техред С.Мигунова Корректор Е. Рошко

Редактор Н. Воловик филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, Заказ 595 5 Тираж. 2 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауаская наб., д. 4/5