Преобразователь угла поворота вала в код

(22)Заявлено 15.02.79(2) 2726288/18 08 С 9/06 и исоединением вки Гасударставннын комите ите 23.1 лам нзабретанийн птхритнй Опубликован О. Бюллетень М 39 исання 26.10.80(71) Заявител ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛАВАЛА В КОД ОРОТА Изобретение относится к системам автоматического контроля и регулирования,а именно к преобразоватеттям угловых.перемещений в код,Известен фотоэлектрический преобразователь угла поворота вала в код, содержащий подвижный кодовый диск, линзыс анализирукипими диафрагмами, два источника света и фотоприемник, подключенные к формирователю выходного кода с10логическими элементами 11.Недостаток этого устройства состоитв сравнительно низкой точности работы ив ограниченттой разрешающей способности.Наиболее близким по своему техническому решению к предложенному являетсяпреобразователь угла поворота вала в код,содержащий последовательно расположенные светодиод, коллимационную лчнзу,подвижный, связанный с входным валом,и неподвижный растры, фотоприемники,сдвинутые относительно друг друга на1/4 шага растра и подключенные попарно противофазно ко входам дифференциальных усилителей, сигналы с которых поступают на первые входы двух множительных устройств, на вторые входы которых подаются сигналы с генератора опорной частоты.В множительных устройствах происходит операция перемножения информационых сигналов с сигнапами опорной частоты, а результирующие сигналы поступают ,тта фазосдвигаюптую цепь, на выходе которой выделяется сигнал, фаза которого является точной мерой пространственной фазы муаровой полосы, которая изменяется на 360 эл. град. при перемещении подвижного растра на один шаг. Изменение фазы выходного сигнала с помощью блока преобразований сигнала в код в дальйейшем преобразуется в цифровой код 2.Недостатком этого устройства являет- си ограниченная разрешающая способность и точность. Разрешающая способность его, при одном и том же коэффициенте интерполяции, определяется числом щтрн3669 4тора 29 и конденсатора 30, блок 31 прсобразования сигнала в код.Преобразоватепь угла поворота вала вкод работает следующим образом.При вращении подвижного растра 5,световые потоки от источников света 1и 2, пройдя коппимационные линзы 3, 4и растровое сопряжение из растров 5, 6,возбуждают фототоки в фотоприемниках 7,8, 9, 10 и 11, 12, 13, 14, которыеподключаются попарно и противофазно,соответственно, ко входам дифференциапьных усилителей 15, 16 и 17, 18.Сигнапы с дифференциальных усилитепей 15, 16 пос.упают попарно на первыевходы соответственно блоков 22, 24 и21, 23 умножения сигналов, а с дифференпиапьиых усипитепей 17, 18 попарнона вторые входы бпоков 22, 23 и 21,24 умножения сигнапов,Сигнапы с блоков 21 и 22 поступаютна соответствующие входы блока 25 вычитания сигналов, а сигналы с блоков 23и 24 поступают на входы бпока 26 суммирования сигналов,Сигнал с выхода блока 26 суммирования сигналов поступает в блок 27 выравнивания амплитуд сигналов, которыйобеспечивает равенство амплитуд сигнаЗй пов Ои 02 поступающих на вторыевходы блоков 19 и 20 умножения сигнапов. Как фаза, так и амппитуда этих сигнапов не зависят от эксцентриситета рас 1ров.На первые входы бпоков 19 и 20 подаются сигналы опорной частоты от генеоатора 28, в результате чего на выходахблоков 19 и 20 умножения сигналов напряжения сигнапов имеют вид1О =Орщдот, сои кО О Ъаы с Ьпйс11 3 77 хов на растре, Точность преобразования всегда ограничивается влиянием инструментальных погрешностей, которые неиз-. бежны в реальных конструкциях преобразоватепей. Значительны ошибка вносится также эксцентриситетом растров.Цепь изобретения - повышение разрешающей способности и точности фотоэпектрического нреобразоватепя угла поворота вала в код,Поставпенная цепь достигается засчет того, что в преобразоватепь угпаповорота вала в код введены блоки суммирования и вычитания сигналов, блоквыравнивания амплитуд сигнапов и четыре допопнитепьных блока умножения сигналов, выход первого дифференциапьногоусилители подключен к первым входамвторого и четвертого дополнительныхблоков умножения сигналов, выход второго дифференциального усипитепя подкпючен к первым входам первого и третьегодополнительных блоков умножения сигнапов, выход третьего дифференциапьногоусилителя подключен к вторым входамвторого и третьего дополнительных бпоков умножения сигналов, выход четвертого дифференциального усилители соединенсо вторыми входами первого и четвертого дополнительных блоков умножениясигнапов, выходы первого и второго допопнитепьных блоков умножения сигналовсоединены с входами блока вычитаниясигналов, выход которого соединен совторым входом одного основного блокаумножения сигналов, выходы третьего и,четвертого дополнительных бпоков умножения сигналов соединены с входамиблока суммирования сигнапов, выход которого через блок выравнивания амппитуд сигьапов соединен со вторым входомдругого основного блока умножения сигнапов.На чертеже приведена блок- схемапреобразователя угла поворота вапа вкод,Преобразоватепь содержит источникисвета 1, 2, коппимационные линзы 3, 4,подвижный растр 5, неподвижный растр6, фотоприемники 7 - 14, дифференциапьные усилители. 15 - 18, основныеблоки 19 и 2 О умножения сигналов, допопнительные блохи 21 - 24 умножениясигналов, блок 25 вычитания сигналов,блок 26 суммирования сигналов, блок 27выравнивания амплитуд сигналов, генератор 28 сигналов опорной частоты, фазосдвигакнпую цепочку состоящую из резис Так как фазосдвигаюшая К - С-цепочка выбрана из условия Мои, = 1, то 45напряжение выходного сигнала со средней точкиС-ценочки на резисторе 29 и конденсаторе 30 равно,Выходной сигнал со средней точкиЯС -цепочки подается на вход блока 31, в котором производится операция пре- Иобразования фазы выходного сигнапа в цифровой код.Из приведенного соотношения дпя выходного напряжения видно, что при относитепьном перемещении подвижного раст5 7736 ра 5, в пределах шага Ю на величину с = 2 Й.Х/% , где Х - относительное смещение растра в пределах шага, фазовый сдвиг выходного сигнала изменяется на величину двойного угла 2 о, что эквивалентно увеличению, штрихов на растрах в два раза.Таким образом, преобразователь угла поворота вала в код обладает повышенной в два раза разрешакнпей способностью, а 0 также повышенной точностью за счет устранения ошибок от влияния эксцентриситета растров. Формула изобретения Преобразователь угла поворота вала а код, содержащий подвижный и неподвижный растры, с одной стороны которых расположены коплимационные линзы и источники света, с. другой стороны- фотоприемники, сдвинутые друг относительно друга на 1/4 шага растра и подключенные попарно противофазно ко входам дифференциальных усилителей, и генератор сигналов опорной частоты, выход которого подключен к пер.,ым входам блоков умножения сигналов, выходы которых через фазосдвигающую цепь подключены к блоку преобразования сигнала в код, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности преобразователя, в него введены блоки суммиро- вания и вычитания сигналов, блок вырав 35 нивания амплитуд сигналов и четыре дсЮ. 69 бполнительных блока умножения сигналов,выход первого дифференциального усилитела подключен к первым входам второгои четвертого дополнительных блоков умножения сигналов, выход второго дифференциального усилителя подключен к первымвходам первого и третьего дополнительных блоков умножения сигналов, выходтретьего дифференциального усилителя .подключен к вторым входам второго итретьего дополнительных блоков умножения сигналов, выход четвертого дифференциального усилителя соединен со вторыми входами первого и четвертого дополнительных блоков умножения сигналов,выходы первого и второго дополнительныхблоков умножения сигналов соединены свходами блока вычитания сигналов, выходкоторого соединен со вторым входом одного основного блока умножения сигналов, выходы третьего и четвертого дополнительных блоков умножения сигналовсоединены с входами блока суммированиясигналов, выход которого через блок выравнивания амплитуд сигналов соединенсо вторым входом другого основного блока умножения сигналов. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРИо 2541367/18-24, кл, 6 08 С 9/06,1977.2, Авторское свидетельство СССРМ 623103, кл.01 В 9/08, 1977