Датчик угла поворота вала с фиксацией в дискретных положениях

.П,Левицкий 1.325 (088.8,)вторское свидетельство ССС 5924, кл, 6 01 Р 13/00, 1983вторское свидетельство ССС 5597, кл, Н 03 М 1/30, 1984. ВАЛА С ОЛОЖЕборостров качестве приемопеприборах хники. Пофункцио-.области М 12(57) Иениюустроредаавтомставлналь АТЧИК УГЛА ПОВОРОТ АЦИЕЙ.В ДИСКРЕТНЫХ обретение относится к пр и может быть использовано ств для ручной настройки щей аппаратуры, а также тики и вычислительной т нная цель - расширени ых возможностей и применения датчика - достигается тем, что в корпусе выполнена кольцевая канавка, в которой размещены зубцы обтюратора, выполненные параллельными оси вращения. При этом оптические оси расположены перпендикулярно оси вращения обтюратора на угловом размере, кратном угловому размеру зубца обтюратора, а постоянный магнит - внутри диаметра зубцов так, что по крайней мере два его ребра магнитно взаимодействуют с плоскостями разных зубцов обтюратора со стороны меньшего диаметра зубцов. Укаэанное взаимное расположение элементов, наличие двух оптронных пар и диафрагмы обеспечивают устройству возможность определять величину и направление вращения вала, фиксацию его в дискретных положениях при малых массогабаритных характеристиках по сравнению с прототипом. 3 ил.Изобретение относится к приборостроению, к преобразователям угла поворота вала, которые могут использоваться в качестве устройства для ручной подстройки приемнопередающей аппаратуры, а также в приборах автоматики и вычислительной техники,Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и области применения датчика за счет определения направления перемещения и снижения его массогабаритн ых показателей.На фиг,1 - 3 представлены варианты конструктивного расположения элементов датчика угла с магнитной фиксацией.Датчик (фиг.1) содержит корпус 1 с размещенными в радиальных плоскостях опт-, ронными парами, выполненными в виде приемников излучения (фотодиодов) 21, 22 и осветителей светодиодов 31, 32, обтюратор 4 (фиг.2) с расположенными по одну сторону над валом 5 зубцами 6 из магнитного материала и размещенными в кольцевой канавке 7 корпуса, при этом вал обтюратора размещен в подшипнике 8,на выходе которого имеется гайка 9 для закрепления преобразователя на несущей панели. Обтюратор (фиг,За и б) выполнен в виде диска 10 с расположенными по окружности зубцами с заданным шагом по углу Р, рав 360ным, где й - количество зубцов, при этом зубцы расположены параллельно валу с одной стороны диска обтюратора. В полости 11 корпуса жестко закреплен с помощью скобы 12 постоянный магнит 13 прямоугольной формы, который можно технологически закрепить в корпусе в процессе изготовления корпуса в пресс-форме. Два ребра 14 и 15 постоянного магнита по меньшей мере одного полюса (фиг,За) или два ребра постоянного магнита разных полюсов (фиг,Зб) и два зубца обтюратора расположены в радиальных плоскостях под углом, при этом расстояние 1 между ребром полюса постоянного магнита и зубцом определяется пределом 01 1 мм.Между фотодиодом и светодиодом оптопар, закрепленных в радиальных плоскостях, в которых имеется пространство, расположены зубья обтюратора и диафрагма 16, которая выполнена дугообразной формы (фиг,1) с радиусом, при этом в диафрагме выполнены две прорези 17 (щели, отверстия). Прорези диафрагмы могут быть выполнены в корпусе в процессе его изготовления,Преобразователь работает следующим образом. В начальный момент (фиг.1) при фиксированном положении обтюратора 4, когда его зубцы 6 и ребра 14 и 15 (фиг.За и б) по меньшей мере одного полюса, например 5, 5 постоянного магнита 13 прямоугольнойформы размещены в радиальных плоскостях под углом а, оба фотодиода 21, 22, расположенные соосно со светодиодами З, 32, через отверстия или прорези 17 диафраг мы 16 получают максимальный поток излучения от светодиодов 3, при этом потенциал на выводах фотодиодов близок к нулю. При вращении вала 5 обтюратора 4 по часовой стрелке ближайший к оптической оси перво го оптрона зубец 6 перекрывает щель 17диафрагмы, расположенной у фотодиода 21, что приводит к его запиранию, при этом на его выводах возникает потенциал О, причем фотодиод второго оптрона полностью от крыт и на его выводах вследствие полногоосвещения потенциал близок к нулю, По истечении времени ближайший зубец 6 обтюратора 4 начинает перекрывать щель (отверстие) 17 диафрагмы у фотодиода 22 25 второго оптрона, а фотодиод первого оптрона начинает открываться, так как зубец, перекрывающий диафрагму фотодиода первого оптрона, уходит из зоны оптической оси первого оптрона, а потенциал 02 30 на светодиоде 32 второго оптрона достигаетсвоего максимального значения.Придальнейшем вращении вала 5 обтюратора 4 по часовой стрелке зубец 6 обтюратора, перекрывавший щель диафрагмы 35 фотодиода второго оптрона, уходит из зоныоптической оси второго оптрона и фотодиод, получая полную освещенность, открывается, а его потенциал О 2 становится близким к нулю. Таким образом, после по следовательного перекрытия фотодиодовпервого и второго оптронов зубцами 6 обтюратора 4 оба фотодиода вновь открыты на время, после чего цикл повторяется.При вращении вала 5 обтюратора 4 про тив часовой стрелки картина перекрытиящели 17 диафрагмы 16 меняется на обратную. Сначала перекрывается по истечении времени щель 17 диафрагмы фотодиода 22 второго оптрона, а затем по истечении вре мени перекрывается щель 17 диафрагмы 16фотодиода первого оптрона, причем в этом случае при затемненных диафрагмах фото- диоды запираются, а на их выводах возникает потенциал О 2 и О 1, После открыпгия 55 фотодиода 2 первого оптрона оба фотодиода будут полностью освещены на время, после чего цикл повторяется.Таким образом, при вращении вала 5обтюратора 4 по часовой или против часовой стрелки на выводах фотодиодов двухВ сравнении с известным, преобразователь позволяет расширить функциональные во можности путем обеспечения дискретно о считывания и относительного прираще ия импульсов при вращении вала по час вой и против часовой стрелки, упрост ть конструкцию преобразователя иум ньшить массогабаритные характеристики 2-2,5 раза, при этом возрастает надежнос ь работы преобразователя в процессе экс луатации,оп те ко в пи ст ф. по ма ни пр по тю ра ян пр тр ронов последовательно изменяется поциал, обеспечивающий дискретное наление или дискретный сброс импульсов стройсвах считывания не показано), Заь импульсов с преобразователя осущеляется по переднему или заднему онту импульса. Вращение обтюратора будет до тех пор, а сила магнитного потока постоянного нита не превысит силу инерции вращеобтюратора, при этом он остановится, чем оба фотодиода двух оптронов будут ностью освещены, так как остановка обатора происходит при минимальном стоянии между ребрами полюса постоого магнита и зубцами 6 обтюратора 4 полном освещении фотодиодов двух опнов. Формула изобретенияДатчик угла поворота вала с фиксациейв дискретных положениях, содержащийкорпус, на котором с возможностью поворо 5 та установлен обтюратор, выполненный ввиде диска из магнитного материала с зубцами.первую оптронную пару, состоящуюиз осветителя и приемника излучения, оптически соединенных через обтюратор, посто 10 янный магнит, магнитно сопряженный сзубцамидиска,отл ич а ю щи й с я тем,что, с целью расширения функциональныхвозможностей и области применения датчика, в него введены вторая оптронная пара.15 диафрагма с прорезями и подшипник, установленный в корпусе, в котором выполненакольцевая канавка для размещения зубцовобтюратора, выполненных параллельнымиоси вращения обтюратора, который жестко20 соединен с валом, установленным в подшипнике. в корпусе выполнены радиальныепазы, в которых установлены первая и вторая оптопары, при этом их оптические осиперпендикулярны оси вращения и поверх 25 ности диафрагмы, а угловой размер междуними не кратен угловому размеру зубцовобтюратора, постоянный магнит установленвнутри поверхности, образованной зубцамиобтюратора, при этом по крайней мере два30 его ребра магнитно связаны с разными зубцами обтюратора,1608797 оставитель В,Фатеевехред М,Моргентал едактор Л,Зайцева Коррект ончакова каз 3624 Тираж 665ВНИИПИ Государственного комитета по изоб113035, Москва, Ж, Ра Подписно ретениям и откр шская наб 4/5 иям при ГКНТ СССР Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101