Фотоэлектрический преобразователь перемещения в код

/24 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(1) Киевский филиал Центрального проектно-конструкторского бюро Производственного объединения "Союзэнергоавтоматика."(56) Авторское свидетельство СССР ф 830478, кл. С 08 С 9/06, 1978.Авторское свидетельство СССР В 720458, кл . С 08 С 9/06, 1977. (54) бОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕИЕЦЕНИЯ В КОД(57) Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для преобразования угловых или линейных перемещений в цифровой код в многоканальных следящих системах контроля перемещений. Целью изобретения является повышение точности преобразователя. Указанная цель достигается введением коммутатора, представляющего собой реверсивную следящуюсистему контроля перемещений, и диа -фрагмы с радиально нанесенной щелью.При перемещении диска 3, кинематически соединенного с валом преобразователя, возможно появление накопленной погрешности, обусловленнойреверсом диска 3. Предотвращение накопленной погрешности возможно приостановках диска 3 в положениях, когда свет от источника 1 не проходит нана фотоприемник 2. Это возможно обеспечить путем формирования управляющих сигналов на выходах фотоприемников 14 и 15, которые после преобразования поступают на вход электродвигателя 24. При появлении этого сигнала электродвигатель 24 доворачивает диск 3 на необходимый для устранения погрешности указанной вышеугол. 3 ил.1259484 2 5О5 30 35 40 45 50 55 Изобретение относится к областиавтоматики и предназначено для преобразования линейных или угловых перемещений в цифровой код в многоканальных следящих системах контроля.Целью изобретения является повышение точности преобразователя засчет устранения накопленной погрешности преобразования,На фиг. 1 представлена структурная схема преобразователя; на фиг,2 -принципиальная схема формирователясигналов; на фиг. 3 - временные диаграммы работы Формирователя сигналов.Преобразователь содержит источник 1 излучения, основной фотоприемник 2, кодирующий диск 3 с прорезью 4, элементы И-НЕ 5 и 6, реверсивный счетчик 7, который имеет выход 8, Формирователь 9 сигналов, диафрагму 10 с радиальной прорезью 11,дополнительный источник 12 излучения,экран 13, дополнительные фотоприемники 14 и 15, инверторы 6 и 17, элементы И-НЕ 18 и 19, реле, состоящееиз катушек 20 и 21 и контактныхгрупп 22 и 23, электродвигатель 24;Формирователь 9 сигналов содержит резисторы 25-29, усилитель 30, стабилитрон 31, диод 32 и конденсатор 33.Преобразователь работает следующим образом.Перемещение контролируемого объекта сообщается валу диска 3, которыйпериодически прорезью 4 перекрываетлуч света от источника 1 излученияк фотоприемнику 2. Его сигнал проходит через формирователь 9, поступает на входы элементов И-НЕ 5 и 6.Формирователь 9 может быть выполнен на операционном усилителе 30(фиг 2), ЕС мостовой цепочкой играняций роль усилителя-компаратора.В диагональ КС-цепи включаются входыусилителя 30, выходное напряжение которого является питающим для цепи.Такое включение усилителя 30 с элементами 25-29 и 31-33 позволяет обес.печить гистерезисный режим его работы, При этом уровни срабатывания 1,и П выбираются регулировкой резисторов 26 и 28 и величиной питающего напряжения +Е.Гистерезисный режим работы усилителя 30 дает возможность избавитьсяот неоднозначности формирования выходного сигнала, вызванного неравномерностью нарастания по фронту и спаду. Возможный вариант формы входного сигнала усилителя 30 приведен на фиг. 3 а, выходного сигнала - на Фиг. 3 б.Пусть на вход элемента И-НЕ 5 с выхода элемента И-НЕ 19 подается сигнал логической "1" а на вход элемента И-НЕ 6 с выхода элемента И-НЕ 18 - сигнал логического "0", При периодическом поступлении сигнала логической "1" на входы элементов 5 и 6 с выхода формирователя 9 реверсивный счетчик 7 работает в режиме сложения. При изменении уровней сигналов на первых входах элементов И-НЕ 5 и 6 счетчик работает в режиме вычитания.Кодирующий диск 3 после каждого цикла измерения занимает случайное положение. При этом после остановки его на первых входах элементов И-НЕ 5 и 6 может присутствовать как логическая "1", так и логический "01. Неоднозначность состояния элементов И-НЕ 5и 6 может привести к появлению в счетчике 7 погрешности, равной двум единицам (первая обусловлена дискретностью отсчета, а вторая - автоматическим "набеганием" при реверсе диска 3). Возникновение этой погрешности, которая при многократном реверседиска 3 накапливается, может быть сведена к нулю при условии, что диск 3останавливается каждый раз в положении, при котором свет от источника 1не проходит через прорезь 4 на фотоприемник 2. Устранение останова диска 3 в неблагоприятном положении осуществляется следующим образом.Экран 13 кинематически соединяется с контролируемым объектом, при этом он совершает возвратно-поступательное движение относительно Фотоприемников 14 и 15, открывая или закрывая световой поток от источника 12 на один из них. Если экран 13 перекрывает световой поток от источника 12 на Фотоприемники 14 и 15, то на соот-, ветствующих входах элементов И-НЕ 18 и 19 присутствует логический "0" аУна других входах - сигнал логической 11111, сформированный инверторами 16и .17. Сигнал высокого уровня с выходов элементов И-НЕ 18 и 19 подается на катушки 20 и 21 реле, контактные группы 22 и 23 подключаются к положительному полюсу +Е источника пи 1259484тания. Электродвигатель 24 при этомобесточен.Произошло отклонение экрана 13 внаправлении стрелки А. При этом .излучение попадает на фотоприемник 14,сигна от которого подает напряжение(логической "1") на первый вход элемента И-НЕ 19, на втором входе которого уже присутствует логическая "1".Таким образом, на выходе элемента 10И-НЕ 19-сигнал низкого уровня, который подается на второй вход элемента И-НЕ 5 и одновременно обесточивает катушку 21, контактная группа 23которой замыкается на отрицательньпЪ 15полюс источника питания, и электродвигатель 24 отрабатывает сигнал рассогласования, Ротор электродвигателя 24.соединен с валом диска 3 и, отрабатывая сигнал рассогласования, перемещает диск 3, а также возвращаетположение источника 12 излучения ифотоприемников 14 и 15 относительноэкрана 13 висходное состояние, прикотором световой поток на оба фотоприемника 14 и 15 перекрыт,Реверсивный счетчик 7 работает врежиме сложения, регистрируя перемещение диска 3. При противоположномвращении диска 3 счетчик 7 работает 0в режиме вычитания, а работа всегопреобразователя аналогична описанной.Формула изобретенияФотоэлектрический преобразователь перемещения в код, содержащий оптически соединенные первый источник излучения, установленный на валу ко дирующий диск с радиальной прорезью и основной фотоприемник, выход ко.торого соединен с входом формирователя сигналов, и реверсивный счетчик, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повьппения точности, в него введены второй источник излучения, дополнительные первый и второй фотоприемники, два инвертора, четыре элемента И-НЕ, два реле, экран, электродвигатель и диафрагма с радиальной прорезью, ширина которой равна ширине радиальной прорези кодирующего диска, диафрагма установлена на оптической оси между кодирующим диском и основным фотоприемником, второй источник излучения оптически соединен через экран, кинематически соединенный с объектом перемещения, с дополнительными первым и вторым Фоториемниками, выход дополнительного первого фотоприемника соединен через первый инвертор с первым входом первого элемента И-НЕ и непосредственно с первым входом второго элемента И-НЕ, выход дополнительного второго Фотоприемника соединен через второй инвертор с вторым входом второго элемента И-НЕ и непосредственно с вторым входом первого элемента И-НЕ, выходы первого и второго элементов И-НЕ соединены с первыми входами третьего и четвертого элементов И-НЕ соответственно и с первыми выводами первой и второй катушек реле, вторые выводы которых соединены с шиной ну-. левого потенциала и с первыми выводами контактных групп первого и второго реле, вторые выводы которых соединены с положительной шиной питания, третьи выводы контактных групп первого и второго реле соединены со выводами электродвигателя, вал которого кинематически соединен с коди" рующим диском, вторым источником излучения, с дополнительными первым и вторым фотоприемниками, выход формирователя сигналов соединен с вторыми входами третьего и четвертого элементов И-НЕ , выходы которых соединены с входами реверсивного счетчика.259484 ставитель Ю. Котовхред Л.Сердюкова актор Л, Гр рек говая а дственно-полиграфическое предприятие, г. од, ул . Прое 9/58ВНИИПИпо13035,Гос скв раж 816ственного комите обретений и откр -35, Раушская на ПодписноСССРийд. 4/5