Цифровой датчик угловых перемещений

Юфсотое н е ио и и ЯБ Союз Советских Социалистических Республик1422367 ИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 15.05,72 (21) 1784048/18-24 51) М, Кл. 6 08 с 904 с прис ением заяв осударствеиныи комитеСовета Министров СССРоо делам изобретенийи открытий ритет -32) 3) УДК 531.74:531Опубликовано 05,05.7 юллетень Ме ания 05.02.75 публикования оп 72) Авторизобрете(54 ОВОЙ ДАТЧ 1Устройство относится к дискретным системам автоматического контроля и регулирования.Известны цифровые датчики угловых перемещений, содержащие зубчатый кодовый ба- б рабан, закрепленный на входном валу, и считывающий элемент, расположенный в плоскости под углом к входному валу и выполненный в виде трехстержневого магнитопровода, на среднем стержне которого расположены 0 первичная и вспомогательная обмотки, а на крайних стержнях - две включенные встречно выходные обмотки. Предложенный датчик отличается тем, что 15 в него введены дискриминаторы уровня положительного сигнала, дискриминаторы уровня отрицательного сигнала, схемы ИЛИ, схемы И и схема формирования трехразрядного двоичного кода. Каждая выходная обмотка 20 подключена ко входам дискриминаторов уровня положительного и отрицательного сигналов, выходы которых подключены ко входам схемы ИЛИ и к одним входам схемы формирования трехразрядного двоичного кода, к другим входам которой подключен выход схем формирования трехразрядного двоичного кода, к другим входам которой подключен выход схем НЕ и выход схем ИЛИ, соединенный со входом схемы НЕ. Такое выполнение дат ГЛОВЫХ ПЕРЕМЕЩЕН чика позволило повысить его разрешающую способность.На фиг. 1 приведена блок-схема цифрового датчика угловых перемещений; на фиг. 2 показано относительное расположение считывающего элемента и зубцов кодового барабана; на фиг. 3 - временные диаграммы выходных сигналов.Датчик угловых перемещений содержит (см, фиг, 1) считывающий элемент 1 с магнитопроводом 2, на котором расположены первичная 3, вторичные 4 и 5 и вспомогательная б обмотки, дискриминаторы уровня положительных сигналов 7 и 8; дискриминаторы уровня отрицательных сигналов 9 и 10; схемы ИЛИ 11 - 1 б; схемы НЕ 17 и 18, схемы И 19 - 22. Схемы ИЛИ 13 - 1 б и схемы И 19 - 22 образуют схему 23 формирования трехразрядного двоичного кода,Считывающий элемент расположен вертикально и с некоторым зазором по отношению к кодовому барабану (см. фиг, 2). Он повернут относительно зубцов кодового барабана на угол а. Считывающий элемент представляет собой трехстержневой трансформатор с первичной обмоткой 3, расположенной на среднем стержне магнитопровода 2 вблизи ярма. Там же находится вспомогательная обмотка б, включенная встречно с каждой из вторичных обмоток 4 и б, расположенных на крайних5 10 15 20 25 Зо З 5 40 45 50 55 стержнях вблизи зазора и включенных одна относительно другой также встречно. Число витков в обмотке б выбирается таким, чтобы выходной сигнал с каждой пары обмоток б - 4 и б - 5 в процессе изменения относительного положения зубцов кодового барабана и считывающего элемента имел одинаковые отрицательные и положительные максимальные значения,Выход обмотки 4 подключен к дискриминатору уровня положительного сигнала 7 и к дискриминатору уровня отрицательного сигнала 9. Аналогично обмотка 5 подсоединена к дискриминаторам 8 и 10, Выходы каждой пары дискриминаторов уровня соответственно подключены к входам схемы ИЛИ 11 и 12, выходы которых соединены со входами схем НЕ 17 и 18,В схеме формирования трехразрядного натурального двоичного кода 23 выходы входящих в нее логических схем ИЛИ 15, ИЛИ 1 б и И 22 образуют 1; +1 и (+2)-й разряды кода, Входы схемы ИЛИ 15 подключены к выходу дискриминатора уровня положительного сигнала 7, а также к выходу схемы И 19, входы которой соединены с выходом схемы НЕ 17 и с выходом дискриминатора уровня положительного сигнала 8. Входы схемы ИЛИ 1 б подключены соответственно к выходам схем И 20 и 21. Входы схемы И 20 подключены к выходу дискриминатора уровня 7, а также к выходу схемы ИЛИ 14, входы которой соединены с выходом схемы НЕ 18 и с выходом дискриминатора уровня 10, Входы схемы И 21 подключены соответственно к выходу дискриминатора уровня 9, а также к выходу схемы ИЛИ 13, входы которой соединены с выходом дискриминатора уровня 8 и выходом схемы НЕ 18. Входы схемы И 22 подключены к выходам схем ИЛИ 11 и 12,В процессе перемещения кодового барабана относительно считывающего элемента 1 в цепях обмоток 4 - б и 5 - б выходные сигналы изменяются согласно фиг. За. Используя дискриминаторы уровня разной полярности, выходные сигналы считывающего элемента 1 преобразуют в сигналы, показанные на фиг. 3, б. Изменение уровней этих сигналов происходит в определенных угловых координатах расположения кодового барабана относительно считывающего элемента, Совокупность этих двух сигналов позволяет с помощью логической схемы фиг. 1 получить трехразрядный натуральный двоичный код (см. фиг, 3, в),Рассмотрим два случая расположения кодового барабана относительно считывающего элемента: х=А и х=В (см. фиг. 3).При х=А появляется сигнал на выходе дискриминатора уровня 7, на выходах всех остальных дискриминаторов уровня он равен, нулю. Поэтому появляется сигнал на выходе схемы ИЛИ 15. Поскольку сигналы на выходах дискриминаторов уровня 8 и 10 отсутствуют, есть сигнал на выходе схемы НЕ 18, в результате чего появляется сигнал на выходе схемы И 20, а следовательно, схемы ИЛИ 1 б. Так как сигнал на выходе схемы ИЛИ 12 отсут. ствует, нет сигнала на выходе схемы И 22. Таким образом, получен выходной код 110, чему соответствует фиг. 3, в.Для х=В имеет место сигнал на выходах дискриминаторов уровня 8 и 9. При этом на выходе схемы НЕ 17 сигнал отсутствует, что определяет нулевой сигнал на выходе схемы ИЛИ 15. На выходе схемы ИЛИ 13 есть сигнал, что при наличии сигнала на выходе дискриминатора уровня 9 приводит к срабатыванию схемы И 21, т,е. к появлению сигнала на выходе схемы ИЛИ 1 б, Так как на выходах схем ИЛИ 11 и 12 есть сигналы, срабатывает схема И 22. Это определяет выходной код 011 (см. фиг. З,в). Предмет изобретения Цифровой датчик угловых перемещений, содержащий зубчатый кодовый барабан, закрепленный на входном валу, и считывающий элемент, расположенный в плоскости под углом к входному валу и выполненный в виде трехстержневого магнитопровода, на среднем стержне которого расположены первичная и вспомогательная обмотки, а на крайних стержнях - две включенные встречно выходные обмотки, отличающийся тем, что, с целью повышения разрешающей способности датчика, в него введены дискриминаторы уровня положительного сигнала, дискриминаторы уровня отрицательного сигнала, схемы ИЛИ, схемы И и схема формирования трехразрядного двоичного кода, причем каждая выходная обмотка подключена к входам дискриминаторов уровня положительного и отрицательного сигналов, выходы которых подключены ко входам схемы ИЛИ и к одним входам схемы формирования трехразрядного двоичного кода, к другим входам которой подключен выход схем НЕ и выход схем ИЛИ, соединенный со входом схемы НЕ.4273673 еСчищыдающцимемнон Изд.825 Тосударственного комитета Сов по делам изобретений и отМосква, Ж-З 5, Раушская наб.,Зубцы мйапгсЙрадаюа раж 624та Министроврыть