Устройство для определения направления вращения

ОП ИСАЫИЕИЗОБРЕТЕЫ ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Соцееалмстнцескмх Республик(45) Дата опубликования описания 03.12.76(51) М, Кл. О 01 Р 13/02 Гааударственнмй нвмнтет Сената Мнннстрев СССР ее делам нзабретеннй н еткрытнй(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРАВЛЕНИ ВРАЩЕНИЯигнала н ко я промеодит к ства,льнаямента решагам решением ля опредежащеефотодатями элекменты Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано для определения направления вращения (перемещения) преобразователя, жестко скрепленного с валом или контролируемым объектом, для определения момента реверса контролируемого объекта и для определения знака производной величины, преобразуемой в перемещение или угол поворота. 10Известно устройство определения момента реверса вращающегося вала, содержащее несколько пар фотодатчиков, размещенных по всему периметру задающей системы, усилители, собирательную схему, реле и триггер МОднако известное устройство требует большого количества фотодатчиков, так как общая последовательность задействования фотодатчиков при прямом и обратном враше- р 1 нии не меняется (1, 2, 1, 2, 1, 2, 1), то при уменьшении промежутков между парами фотодатчиков, в случае необходимости получения высокой точности определения момента реверса вала, возможны сбои в ра б боте устройства за счет влияния с фотодатчика соседней пары, .Повыш точности при увеличении пар фотод можно достигнуть и без уменьшени жутков между парами, но это прив увеличению общих габаритов устро Вместе с тем имеет место значит максимальная ошибка определения м верса этим устройством, равная двум квантований.Наиболее близким техническим к данному является устройство д ления направлении вращения, содер диск с шелевыми отверстиями, три чика, соединенных с формироьател трических сигналов, триггеры и эл и г,Однако известное устройство имеет значительную величину максимальной ошибки определения реверса,бусловленную тем, чт для ликвидации неоднозначности задействования датчиков используются промежутки между ними, кроме того, информация об изменении направления вращения при реверсе в момент задействования среднего датчикаиьщается только после прихода сигналов совсех трех датчиков.С целью повышения достоверности информации за счет уменьшении максимальнойошибки определения момента реверса в предлагаемое устройство введены элементы НБТ,прямые входы которых соединены с вьиодами соответствующих формирователей электрических сигналов, а инверсные входы первогои второго элементов НЕТ соединены с выходами соответственно второго и третьегоформирователей электрических сигналов, инверсный вход третьего элемента НБТ соединен с выходом первого формирователяэлектрических сигналов, выходы каждого рэлемента НЕТ соединены с единичным входом соответствующего триггера и с однимиз входов элементов И, выход первоготриггера соединен с нулевым входом третьего триггера и с другим входом соответст- Мвующего элемента И, выходы второго итретьего триггера соединены соответственно с нулевыми входами первого и второготриггеров и с другими входами первого ивторого элементов И выходы последних 25объединены .,а датчики расположены ступенчато по длине шага.На фиг. 1 показана функциональная схе.ма предлагаемого устройства на фиг. 2 -диаграммы сигналов на выходе соответствую ших элементов устройства; на фиг 3 - расположение датчиков устройства.Фотодатчики 1-3 расположены по периметру задающей системы последовательноодин за другим без промежутков между ни- Збми, их входы соединены с входами формирователей 4-6 электрических сигналов соответственно. Выход формирователя 4 соединен с прямым входом элемента НЕТ 7 иинверсным входом элемента 8, выход форми- ф"рователя 5 - с прямым входом элементаНБТ 9 и с инверсным входом элементаНЕТ 7, выход формирователя 6 соединен спрямым входом элемента НБТ 8 и с инверсным входом элемента НБТ 8. 45Выход элемента НЕТ 7 соединен с единичным входом триггера 10 и одним входомэлемента И 11, выход элемента НЕТ 8 -с единичным входом триггера 12 и входомэлемента И 13, выход элемента НЕТ 8 с единичным входом триггера 14 и входомэлемента И 15, выход триггера 10 соединенс вторым входом элемента И 13 и нулевымвходом триггера 12, выход триггера 14 соединен с вторым входом элемента И 11 и нулевым входом триггера 10, а выход триггера12 - с вторым входом элемента И 15 и нулевым входом триггера 14. Выходы элементов И 11, 13 и 15 объединены в выходнуюшину 16 устройства,60 Съем информации фотодатчиков 1-3 осуществляется с диска 17, который имеет щелевые экраны, При вращении вала с кодовым диском 17 см. фиг. 3) поочередно задейстВуются датчики 1-3. Элементы НЕТ 7-8 позволяот однозначно определить сигнал на ВхОд 8 лоГическОГО устройства В случае нахоф" денни щелевого экрана на границе ДВуж фотодатдатчиков, поэтому триггеры 10, 12 и 14 переводятся в состояние "1 только поочередно.При прямом вращении имеет место при мой порядок задействования фотодатчиков 12,3, 1,2,3, 1,2,3).Пусть для Определения при включении устройства В работу задействуют фотодатчик 1, сигнал с последнего проходит через формирователь 4, элемент НБТ 7 на вход элемента И. 1 1 и 8 диничный ВхОд тригге ра 10, переходящий в состояние 1. С выхода триггера 10 сигнал проходит на элемент И 1 3, который Оста 8 тся закрытым так как на втором его входе сигнал Отсутст вует., поскольку элемент НБТ 8 заперт сигналом с фотодатчика 1. Следовательно, на выходе устройства находится О", одновременно выходной сигнал с триггера 10 поступает на нулевой вход триггера 12.При дальнейшем Вращении задействуется фотодатчик 2, сигнал через формирОВатель 5 закрывает элемент .1 БТ 7, и через элемнт Н,Т п 1 ходрт на единичный ВКОД триггера 14, превдя его в состояние 1". Выходной сигнал с триггера 14 проходит на вход элемента И 11 и сбрасывает в "О" триггер 10. На выходе устройства остается О", так как элемент И 11 закрыт ввиду отсутствия на втором его входе сигнала с выхода элемента НЕТ 7.Далее задействуется фотодатчик 3, сит нал поступает на единичный вход триггера 1 2 р который сВОим ВыхОдным сиГналом сбрасывает в О триггер 14 и так далее.Таким образом, на выходе устройства остается "О", так как элементы И закрыты, поскольку выходной сигнал с триггеров на входы соответствующих элементов И поступает после снятия сигнала с вторых входов элементов И.Пусть теперь в момент задействовании фотодатчиков 1 происходитреверс. Порядок задействования фотодатчиков меняется на обратный ( 1, 3, 2, 1, 3, 2, 1, 3, 2). За фотодатчиком 1 задействуется фотодач. чик 3. Сигнал через формирователь 6, элемент НЕТ 8 проходит на единичяый нкод тра. гера 12 и на один вход элемента И 13. Поскольку триггер 10 остается в состоянии "1, то "1 проходит через элемент И 13 на выход устройства(на фиг. 2 сигналы, когорыми открываются соответствующие элементы И, заштрихованы).При дальнейшем обратном вращении задей ствуется фотодатчик 2, Элемент И 13 закрывается, так как закрывается элемент НЕТ 5 8. Сигнал с фотодатчика 2 проходит через элемент НЕТ 8 на единичный вход триггера 14 и вход элемента И 15. Поскольку трит- гер 12 остается в состоянии 1", то его выходным сигналом с элемента НЕТ 9 10 открывается элемент И 15, 1 поступает на выходную шину устройства, что соответствует обратному вращению. Теперь сигнал сброса триггеров, относительно порядка их срабатывания от сигналов с фотодатчиков 15 подает:я на последующие триггеры, а не на предыдущие, как при прямом вращении.Пусть, например, в момент задействования фотодатчика 1 снова происходит реверс вала. Наступает опять прямое чередование 20 задействования фотодатчиков1, 2, 3, 1, 2, 3). Вслед за фотодатчиком 1 задействуется фотодатчик 2, что приводит к закрыванию элемента НЕТ 7 и соответственно элемента И 11. На выходной шине 25 устройства находится О". Выходной сиг нал триггера 14 сбрасывает в "О триггер 10, далее работа устройства повторяется.Использование предлагаемого устройства позволяет повысить точность определения 30 момента реверса за счет ликвидации промежутков между чувствительными поверхностями фотодатчиком и выдачи сигнала об изме ненни направления вращения после задействомния двух из трех датчиков.35 формула изобретения Устройство для определения направленияращения, содержащее диск со щелевыми отверстиями, три фотодатчика, соединенных с формирователями электрических сигналов, триггеры и элементы И, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности информации, в устройство введены элементы НЕТ, прямые входы которых соединены с выходами соответствующих формирователей электрических сигналов, а инверсные входы первого и второго элементов НЕТ соединены с выходами соответственно второго и третьего формирователей электрических сигналов, инверсный вход третье" го элемента НЕТ соединен с выходом первого формирователя электрических сигналов, выходы каждого элемента НЕТ соединены с единичным входом соответствующего триггера и с одним из входов элементов И, выХод первого триггера соединен с нулевым входом третьего триггера и с другим входом соответствующего элемента И, выходы второго и третьего триггера соединены соответственно с нулевыми входами первого и второго триггеррв и с другими входами первого и второго элементов И, выходы последних объединены, а датчики расположены ступенчато пО длине шага.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1, СССР 268037 от 26.05. 67 кл. О 01 Р 13/00.2, СССР 156003 кл. 6 01 р 13/00.525049 дьлиР-фиг.ГСоставитель И. Назаркина Редактор Т, Янова Техред А, Демьянова Корректор Н. Ковалева Заказ 5109/563 Тираж 1029 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектнаи, 4