Преобразователь угла поворота вала в код

(191 011 3 М 1/00 СССРКРБ 1 ТИЙ И Т во ССС 1981, СССР СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТ О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ПИСАНИЕ ИЗОБР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(57) Изобретение относися к автоматке и вычислительной технике и предназначено для регистрации угловых перемещений объектов в цифровой форме,удобной для визуального наблюдения.Целью изобретения является расширение области применения преобразователя. Для этого н преобразователь, содержащий три диска, чувствительныеэлементы, два редуктора, два блокаформирования сигналон, формировательимпульсов, пороговый элемент, введены шесть чувствительных элементов,дна блока формирования сигналов, два формирователя импульсов, диски выполнены с синхрониэирующими дорожками,активные участки которых совместнос активными участками основных и дополнительных дорожек дисков, противкоторых расположены чувствительныеэлементы, позволяют получить на выходе значения кода с переменным основанием счисления. При вращении дисконсвет от источника проходит черезактивные участки дорожек дисков и попадает на соответствующие чувствительные элементы. Освещенные и неосвещенные чувствительные элементыобразуют на своих выходах сигналы,которые поступают на входы блоковформирования сигналов. Упранление работой этих блоков осуществляется отчувствительных элементов, расположенных протин активных участков синхронизирующих дорожек дисков. В блокахформирования сигналов входные, инфор/мационные сигналы преобразуются всигналы десятичного кода, удобногодля визуального считывания. 3 з,п,ф-лы, 6 ил,137243 оставитель М. Си ехред А.Кравчук ова Редактор И. Николайчу ректор С. Черн Заказ 287 Тираж 901 ВНИИПИ Государстве по делам изабре3035, Москва, КПодписноемитета СССР о й открытиикая наб.,4/ Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. ПроектнИзобретение относится к автоматике и нычислительной технике и предназначено для регистрации угловых перемещений объектов н цифровой форме, удобной для низуального наблюдения.Целью изобретения является расширение области применения преобразонателя.На фиг.1 приведена блок-схема сое динения диско,. оецукторов, а также расположение чуне.нительных элементов относительно дисков; на фиг.2 электрическая схема преобразователя; на фиг.3 - выполнение,цискон и расположение чувствительных элементов относительно коцовых дорожек," на фиг.4 - электрическая схема второго блока формирования сигналов; на фиг.5 - схема первого блока формиро вания сигналов; на фиг,6 - схема третьего и четвертого блоков формирования сигналов.Преобразователь содержит диски 1-3, вал 4, редукторы 5 и 6, чувстви э тельные элементы 7 - 25, пороговый элемент 26, формирователи 27 - 29 импульсов и блоки 30 - 33 формирования сигналов, диски 1 и 2 содержат синхронизирующие кодовые дорожки из ак тинных участков 34, диск 1 содержит дополнительную кодовую дорожку из активных участков 35, диски 1 и 2 со-. держат основные кодовые дорожки из активных участков 36, диск 3 содер жит синхронизирующую кодовую дорожку изактивных участков 37, дополнительные кодовые дорожки из активных участков 38, основную кодовую дорожку из активного участка 39, блоки 40 30 - 33 формирования "игналов содержат соответственно элементы И-НЕ 40 49, 50 - 59, 60 - 69 и 70 - 73 и имеют выходы 74 - 83, 8493., 94 - 103 и 104 - 107 соответственно., кроме того, преобразователь содержит чувствительные элементы 108 - 112,.Диски 1 и 2 соединены редуктором с передаточным отношением 1/И, а диски 2 и 3 - с передаточным отношением 50 1/18. За один оборот диска 3 отсчет осуществляется от 0 до 35. Диск 1 имеет М/2 чувствительных элементов 21 - 25, установленных против двух . активных участков 36 выполненных с угловыми размерами, определяемыми выражением 2 сс, " о, - 4 с 1 где , дискретность преобразования этой кодовой дорожки. Дорожка из Й участков 35 имеет спин чувствительный элемент18, угловые размеры А активныхучастков 35 равны 3 где 3 - дискретность преобразования этой дорож-.ки, 1 унстнительные элементы 19 и 20установлены против синхронизирующейдорожки с активным участком 34, который имеет угловой размер м, равный10 И, , что обеспечивает различие четного и нечетного значения угла болеестаршего разряда преобразователя.Диск 2 имеет чувствительные элементы 16, 17, 108 - 112 и отличаетсяот диска 1 тем, что в нем отсутствует дорожка из активных участков 35и чувствительный элемент 18.Диск 3 имеет чувствительные элементы 7 - 10, 11 - 15 и выполнен из активных участков 37 с угловыми размерами, равными М , из активных участков 38, угловые размерыкоторых определяются из выражений 2 с 1(м4 Л , 2 с 1 с( 4 д , где с 1дискретность преобразования этих дорожек, из активного участка 39 с угловым размером , определяемым извыражения йЫ. " 2 д , где с 1 - дискретность преобразования этой дорожки. Чувствительные элементы 7 и 8 разнесены вдоль дорожки с участками 37на расстояние йт и смещены относительно чувствительных элементов 1014 на Л/2.Количество активных участков 38определяет переменное основание счисления,Преобра.зователь работает следующимобразом.При вращении диска 1 на выходе чувствительного элемента 18 сохраняетсясигнал логической "1" н пределах прохождения одного из активных участков35 в зоне действия этого элемента.Длина участка 35 определяег величинудискрета преобразователя. При наличиисигнала1на прямом выходе порогового элемента 26 и "1" на выходе чувствительного элемента 19 или "1" наинверсном выходе элемента 26 и "1"на выходе чувствительного элемента20 на прямом выходе блока 29 присутствует сигнал логи:.:еской "1", при отсутствии сигналов с чувствительныхэлементов 19 или 20 на прямом выходеблока 29 сформируется сигнал логического "0",Аналогично работают блоки 27 и 28.Сигналы чувствительных элементов10 - 14 преобразуются н блоке 32 элено, входы которых соединены с невозбужденными чувствительными элементами 11 и 14, Четвертый вход элемента И-НЕ 68 соединен с выходом элемента И-НЕ 64 и на него поступает сигнал "0", запрещая появление сигнала 0 на Выходе элемента И-НЕ 68, поэтому сигнал 0 присутствует только на выходе элемента И-НЕ 64. Таким же образом осуществляется однозначное считывание и В диапазоне углового положеония вала 0 - 10При всех угловых положениях диска 3 возбуждается один или два чувствительных элемента 10 - 14. Сигнал "0" появляется только на выходе одногоиз элементов И-НЕ 60 - 69 по описанному алгоритму,В блоке 33 преобразователя при одновременном возбуждении чувствительных элементов 15 и 9 на входах элементов И-НЕ 71 - 72 появляется сигнал "1", который в сочетании с сигналом "1" с выхода блока 28 определяет "0" на выходе элемента И-НЕ 71 или 72. При отсутствии сигнала с выходов чувствительных элементов 15 и 9 на выходах элементов И-НЕ 71 и 72 появляется сигнал "1", который, воздействуя на вторые входы элементов И-НЕ 70 и 73, в сочетании с сигналом "1" с одного из выходов блока 28 определяет "0" на выходе элементов И-НЕ 70 или 73. Таким образом, Аормируются сигналы старшего разряда преобразователя на Выходах 104 - 107,3 13224 ментами И-НЕ 60 - 69 в код "1 из 11",Ф причем их сигналы определяют основание системы счисления данного разряда. Так, на участке углового положения вала от 0 до 300 1 = 1 О на кажо 5 дой сотне градусов от 0 до 300 И = б на участке от 300 до 360Процессы Аормирования сигналов на выходах 74 - 83 блока 30, выходах 84 - 93 блока 31 и выходах 94 - 10 Э блока 32 аналогичны. Рассмотрим работу преобразователя на примере работы блока 32.4Если одна из участков 38 находится тОлькО протиВ ОднОГО из чуВстВи - 5 тельных элементов 10 - 14, например 12, сигнал "1" поступает на первые входы элементов И-НЕ 64 - 65, На выходах всех остальных элементов И-НЕ не присутствует сигнал 1 , так как на их входы подаются сигналы 110 от невозбужденных чувствительных элементов 1 О, 11, 13 и 14, поэтому и на третьи входы элементов И-НЕ 64 и 65 подаются сигналы1с Выходов сосед них элементов И-НЕ 66 и 63.Если при этом прямой выход блока 27 находится в состоянии "1", то сигнал "1подается на второй вход четных элементов И-НЕ 60 - 69, т.е. и 30 на второй вход элемента И-НЕ 64, на выходе которого появляется сигнал 0, так кяк на всех его трех входах присутствуют сигналы "1". Если инверсный выход блока 27 находится в состоянии "1", то сигнал "0" появляется на выходе нечетного элемента И-НЕ 65. При повороте диска 3 участки 38 могут оказаться перед двумя соседними чувствительными элементами 40 10 - 14, например 12 и 13, что приводит к появлению сигнала1на всех первых входах элементов И-НЕ 62 - 65 блока 32. На вторые входы элементов И-НЕ 60 - 69 сигналы "1" с блока 27 могут быть поданы, например, на элементы И-НЕ 65 и 63. На третий вход элемента И-НЕ 63 поступает сигнал "1" с элемента И-НЕ 61, вход которого соединен с невозбужденным чувствительным элементом 14. Таким образом, на все три выхода элемента И-НЕ 63 поступают сигналы "1" и на его выходе появляется сигнал "0", который, всздействуя на третий вход элемента И-НЕ 65, устанавливает на его выходе сигнал "1". При изменении состояния блока 27 сигнал "1" подается на вторые входы элементов И-НЕ 62 и 64. 73 4На выходе элемента И-НЕ 64 появляется "0, тяк как на его третий вход подается сигнал "1с выхода элемента И-НЕ бб, соединенного входом с невозбужденным чувствительным элементом 11.При дальнейшем повороте диска Э в диапазоне угловых положений 350 0 участки 38 могут оказаться перед Одвумя чувствительными элементами О и 12, что приводит к появлению сигнала "1" на первых входах элементов И-НЕ 64, 65, 68 и 69. На вторые входы этих элементов И-НЕ, связанных с выходами блока 27, сигнал может быть подан одновременно на входы элементов И-НЕ, например, 64 и 68. Ня третьи входы элементов И-НЕ 64 и 68 поступают сигналы "1" с выходов элементов И-НЕ 66 и 60 соответствен,) 13224Формула и з о б р е т е н и я 1. Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий первый второй и третий диски с основными дорожками, при этом первый диск выполнен5 с дополнительной дорожкой, а третийдиск - с первой дополнительной дорож-. кой, основные и дополнительные дорожки первого и второго дисков выполнены из равномерночередующихся пассивных и активных участков, угловые размеры активных участков основнойи дополнительной дорожек первого диска равны соответственно 2 Й,"-ог,4 й, М,= г 1 где с 1, - дискретностьпреобразования основной дорожки перваго диска, против основных дорожекпервого второго и третьего дисков.ф, 20 установлена пачувствительных эле 2ментов, расположенные с шагом ЗбО/М, где М - основание системы счисления, выход первого чувствительного элемента соединен с входом порогового элемента, прямой и инверсный выходы которого соединены с первым и вторымвходами соответственна первого блокаФормирования сигналов, вьгходы Б/2чувствительных элементов, установлен Оных против первого диска соединеныс группой входов первого блока Фармирования сигналов, вьгхады второго итретьего чувствительных элементовсоединены с первым и вторым входамисоответственно первого формирователяимпульсов, прямой и инверсный выходыкоторого соединены с первым и вторымвходами соответственно второго блока Формирования сигналов, группа входоввторого блока Формирования сигналовсоединена с выходами Ы/2 чувствительньгл элементов, установленных противвторого диска, первый и второй, втораи и третин диски кинематически соединены между собой первым и вторым соответственно редукторами, передаточное отношение первого редуктора равно 1/11, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью расширения области 5 Оприменения преобразователя, в неговведены третий и четвертый блоки фармирования сигналов, второй и третий Йормирователи импульсов, девять чувствительных элементов, первый, второй и третий диски выполнены с синхрониэирующими дорожками из равнамерно чередующихся активных и пассивныхучастков, основная дорожка первого диска выпслнена с двумя активными участками, основная дорожка второго диска выпслнена с двумя активными участками с угловым размером 2 с 1,с ы,с4 г 1 основная дорожка третьего диска выполнена с одним активным участком с угловым размерам г 1 с м26, где Й - дискретность преобразования основной дорожки третьего диска, третий диск выполнен с второй дополнительной дорожкой из чередующихся активных и пассивных участков, первый чувствительный элемент установлен против дополнительной дорожки первого диска, активные участки первой и второй дополнительных дорожек третьего диска выполнены с угловыми размерами М сс 4 Л, где с 1 0,1 Й , против первой и второй дополнительных дорожек третьего диска расположены соответственно с четвертого па шестой и седьмой чувствительные элементы с шагом 2 д , синхронизирующие дорожки первого и второго дисков содержат по одному активному участку с угловым размерам с,г = 10 й, против которых расположены соответственна второй и третий, девятый и десятьгй чувстзительные элементы с шагом Й которые смещены относительно 1 Я2- чувствигельных элементов основныхдорожек соответствующих дисков на Д,- синхранизирующая дорожка третьего диска выполнены из двух активных участков с угловым размерам М , против которой размещены одиннадцатый и двенадцатый чувствительные элементы с шагом г 1, смещенные относительно чувствительных элементов первой дополнительной дорожки на - второйС 1 э2редуктор выполнен с передаточным отношением 1/18 выходы девятого и десятого чувствительньгх элементов соединейы с первым и вторым входами второго Формирователя импульсов, выходы Ю- чувствительных элементов установленньгх против основной дорожки третьего диска, соединены с группой входов третьего блока Формирования сигналов, выходы четвертого, пятого, шестого, седьмого и восьмого чувствительных элементов соединены с группой входов четвертого блока Ьэрмирования сигналов, выходы одиннадцатого и двенадца13224 того чувствительных элементов соединены с первым и вторым входамй третьего формирователя импульсов, прямой и инверсный выходы порогового элемента соединены с третьим и четвертым входами соответственно первого фоомирователя импульсов, прямой и инверсных выходы первого формирователя импульсов соединены с третьим и четвертым входами соответственно второго 10 формирователя импульсов, прямой и инверсный выходы второго формирователя импульсов соединены с третьим и четвертым входами соответственно третьего формирователя импульсов и первым 15 и вторым входами четвертого блока формирования сигналов, прямой и инверсный выходы третьего формирователя импульсов соединены с первым и вторым входами третьего блока форми О рования сигналов, выходы всех блоков формирования сигналов являются выходами преобразователя.2. Преобразователь по п.1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что первый, 25 второй и четвертый блоки формирования сигналов содержат по десять элементов И-НЕ, первые входы четных элементов И-НЕ объединены и являются первым входом каждого иэ блоков, пер- Зц вые входы нечетных элементов И-НЕ объединены и являются вторым входом каждого из блоков, вторые входы каждых четного и нечетного элементов И-НЕ попарно объединены и являются группой входов каждого из блоков, выходы всех элементов И-НЕ являются выходами каждого из блоков, в каждом блоке выход первого элемента И-НЕ соединен с третьим входом девятого 40 элемента И-НЕ, выход второго элемен 73 8та И-НЕ - с третьим входом четвертого элемента И-НЕ, выход третьего элемента И-НЕ - с третьим входом первого элемента И-НЕ, выход четвертогоэлемента И-НЕ - с третьим входом шестого элемента И-НЕ, выход пятого элемента И-НЕ - с третьим входом третьего и четвертым входом девятого элемента И-НЕ, выход иестого элементаИ-НЕ - с третьим входом восьмого элемента И-НЕ,выход седьмого элементаИ-НЕ - с третьим входом пятого элемента И-НЕ, выход восьмого элементаИ-НЕ - с третьим входом десятого элемента И-НЕ, выход девятого элементаИ-НЕ - с третьим входом седьмого элемента И-НЕ, выход десятого элементаИ-НЕ - с третьим входом второго ичетвертым входом четвертого элементов И-НЕ,3, Преобразовтель по п.1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что третийблок формирования сигналов содержитпервый, второй, третий и четвертыйэлементы И-НЕ, первые входы первогои третьего, второго и четвертого элементов И-НЕ попарно объединены и являются вторым и первым входами блокасоответственно, вторые входы третьего и второго элементов И-НЕ являются группой входов блока, выходы второго и третьего элементов И-НЕ соединены с вторыми входами четвертого ипервого элементов И-НЕ соответственно.4. Преобразователь по п.1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что первый,второй и третий формирователи импульсов выполненные на элементах 2-2 ИИЛИ с прямым и инверсным выходамикаждый, 1322473