Преобразователь угла поворота вала в код

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК Ч 1/24 50 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ лектро СССР983.СР983. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Институт радиофизики и эники АН АрмССР(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТАВАЛА В КОД(57) Изобретение относится к областиавтоматики и вычислительной техникии предназначено для измерения угловыхперемещений в системах программногоуправления станками, в системах управления оптическими и радиотелескопами. Целью изобретения является повышение точности и уменьшение габаритов преобразователя. С этой целью1246373 П= Е (Х - Х )й,центры внешней и внутренней окружностей дорожки измерительного диска располагаются на одной прямой относительно центра вращечия диска, причемэксцентриситет внешней окружностибольше эксцентриситета внутреннейдорожки, а длина щели перед первымчувствительным элементом каждой парыменьше наименьшей ширины дорожки, длина щели перед вторым чувствительнымэлементом каждой пары больше наибольшейширины дорожки. При вращении вала Изрбретение относится к автоматике и вычислительной технике и можетбыть использовано в системах программного управления станками, в системах управления оптическими и радиотелескопами.Цель изобретения - повышение точности и уменьшение габаритов преобразователя.На чертеже приведен преобразователь угла поворота вала в код,Преобразователь содержит измерительный диск 1 с дорожкой 2, индикаторный диск (не показан) со щелями3-6, источник возбуждения (не показан), чувствительные элементы 7-10,дифференциальные усилители 11 и 12 иблок 13 преобразования амплитудно-модулированных сигналов в код,Преобразователь работает следующим образом.При вращении измерительного диска1 излучение источника возбуждения,модулированное дорожкой 2 и щелями .3 и 5 индикаторного диска, попадаетна чувствительные элементы 7 и 9.Внешняя ограничивающая окружностьимеет эксцентриситет Ь = ОА относи,тельно оси вращения вала, а внутренняя ограничивающая окружность - эксцентриситет , = ОВ, причем Ь,1.Излучение,.достигающее чувствительного элемента 7, определяется функцией пропускания сопряжения щели 3 идорожки 2,Пропускание П определяется выра- жением преобразователя модулированные щелями индикаторного и дорожками измерительного дисков световые потоки поступают на чувствительные элементы.На их выходах формируются сигналы,пропорциональные углу поворота диска 1 и не содержащиепогрешности, с которой нанесенадорожка.,Преобразование выходных сиг,налов с чуствительных элементовв код осуществляется . в блоке.1 ил. где Е - освещенность сопрягаемогополя;5 Х - расстояние между внешнейограничивающей окружностьюи осью О вращения диска 1;Х 2 - расстояние между внутренней ограничивающей окруж ностью и осью О вращениядиска 1;й - ширина щелей 3.Но так как ограничивающие активныйучасток дорожки 2 окружности имеют 15 эксцентриситеты ОВ и ОА относительнооси вращения О и направления эксцентриситетов противоположны, то 220 Х =К + 8 созе- - зп 8+ 8 соз(О+О); (2)ч х в х,ЯХ =К -8 созд- зпе+8 соз(В 0) (3)2 2 2 2 Н, хО хгде 8, - величина эксцентриситетавнешней ограничивающей окружности;3 х - величины эксцентриситета,обусловленная биением измерительного диска 1;8 - угол поворота вала преобразователя;8 - величина эксцентриситетавнутренней ограничивающейокружности;З 5 К,К - радиусы внешней и внутреннейокружностей соответственно;ао - начальный фазовый сдвиг.1246373 4и (3) в образуются симметричные относительнонуля сигналы Б и 04П = П совЭ; П = Б в 1 пд,2(4) Ь сов (66,) й,Как видно из выражения (4) дляполной компенсации погрешностинеобходимо, чтобы 8, /2 К = 8 /2 КДля этого выбираетсяП = ЕЙК -К +( 8 + 8 ) сов О. (6) Как видно из выражения (6), функция пропускания сопряжения изменяется 25 по гармоническому закону и не зависит от биения измерите;.ьного диска 1.Излучение, модулированное дорожкой 2 и щелью 3, попадает на чувствительный элемент 7, на выходе которого образуется сигнал П Б= П+ Б, сов 6,(7) где Б - постоянная составляющая,зависящая от (К -К )Й;Б, - амплитуда, зависящая от1 г )(Так как щель 5 сдвинута относительоно щели 3 на 90 , то на выходе чувст-, вительного элемента 9 образуется сигнал Б 2 Д ь В связи с тем, что длина щелей 45 4 и 6 меньше минимальной ширины дорожки 2, то на чувствительные элементы 8 и 10 попадают постоянные световые потоки. Изменением крутизны характеристик чувствительных элементов 50 8 и 10 добиваются, чтобы напряжение на их выходах стало равным Б, .Сигналы с выходов чувствительных элементов 7-10 поступают на соответствующие входы дифференциальных уси лителей 1 1 и 12, на выходах которыхВНИИПИ Заказ 4022/56 ТиражПроизв.-полигр. пр-тие, г. Уж 816 Подписное город, ул. Проектная, 4 3Подставляя выражения (2) (1), получаем П: Е,Р, -К(8+1 )соя 9 -г+ в 1 п 8+сов(8 АРВО)А, г2 К х поступающие на блок 13 преобразова"ния амплитудно-модулированных сигналов в код, который является .преобразователем синусно-косинусных сигналовв код и может быть построен по любомуизвестному принципу (следящего уравновешивания, поразрядного взвешивания,интерполятора на основе потенциометрического фазовращателя и т.д.),Формула из обре те ния Преобразователь угла поворота вала , в код, содержащий источник возбужде- ния, оптически соединенный через первую и вторую щели индикаторного диска и дорожки измерительного диска с первой и второй парами чувствительных элементов, установленными со сдвигом один относительно другого на 90, выходы первой и второй пар чувствительных элементов подключены к входам одноименных дифференциальных усилителей, выходы которых соединены с входами блока преобразования амплитудно-модулированных сигналов в код, при этом активный участок дорожки измерительного диска ограничен внешней и внутренней окружностями, центр внутренней окружности смещен относительно центра измерительного диска на величину эксцентриситетао т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и уменьшения габаритов, в нем индикаторный диск выполнен с третьей и четвертой щелями, центр внешней окружности расположен на прямой, .проходящей через центр внутренней окружности и центр измерительного диска по другую сторону от него и Смещен относи-. тельно центра измерительного диска на величину эксцентриситета Ь причем Ь с Ь , длина первой и второй щелей индйкаторного диска перед одним чувствительным элементом каждой пары меньше минимальной ширины дорожки измерительного диска, а длина третьей и четвертой щелей индикаторного диска перед другим чувствительным элементом каждой пары больше максимальной ширины дорожки измерительного диска.