Фотоэлектрический преобразователь перемещения в код

(51)М. Кл. Ь 08 С 9/06 6 куйеустаанЛ квкнтвт сии Я лВВМ и 366 ж 8 ммй й втрйЯДата опубликования описания 07.03.80 1 у 2) В втор изобретения И. В, Мес;:кин Ленинградский институт точной механики и оптики 7 я", Заявитель Фйпюй й 2а й ОФЖ.йй З.(54) фОТОЗЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЕЕНИЯ В КОДНецостатком данного преобразователя является то, что считываемый импульс начала отсчета не обладает достаточной точностью и стабильностью пространст вепного расположения. Кроме того особенно при высокой разрешающей способности преобразователя уменьшается надежность считывания импульса начала отс ета за счет уменьшения величины считываемого фотоприемником сигна- ла 1Изобретение относится к системам авт.3 матического преобоазо."ания неэлект+д рических величин в диск-,етный електрн.чески;1 сигнал, а именно, к преобразователяи :еремещений в код.,5 Известен преобразователь перемещения в коц, содержащий подвижный и неподвижный диски с растровой и дополнительной дорожками на каждом из них, источники и фотоприемники, находящиеся на каждой дорожке по разные стороны дисков, блок регистрации, соединенный входами с выходами фотоприемников, Для считывания импульса начала отсчета вя, устройстве на подвижном растровом диске на дополнительной цорожке нанесен растровый штрих, его грань совпадает с гранью одного из основных штрихов атого диска, а ширина равна ширине биссектора на цополнительной дорожке неподвижного диска, имеющего общую ось симметрии со штрихом основной дорожки 13. Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому является фотовлектрический преобразователь перемещения в код, содержащий послецовательно расположенные источники излучения, под вижный и неподвижный растровые диски с вспомогательной дорожкой, выполненной в виде чередующихся прозрачных и непрозрачных участков, и фотоприемники, соединенные через усилители с пороговыми злементами, формирователь импульсов, инвертор, ьпементы И и счетчик 21,т 2 Р 4 г 8 Недостаток этого известного устройства состоит В его педостаточцо высокой точности.11 ель изобретения - повышение точности фотоэлектрического преобразователя гтеремещения в код.Поставленная цель достигаетсч тем, что в преобразователе выход первого порогового элемента через формирователь ИМПУЛЬСОВ СОЕДЕГЕЕЕН С ОДНИМИ ВХОДЯМИ 1 с первого и второго элемецтов И, выходя второго и третьего пороговых элементов соединены с соответствующими Входами третьего элемента И, Выход которого со. едцнен с другим Входом втсрого злемец: та И и через ицвертор - с другим Вхо= дом певвого элемента И, Выходы пегвого и второго злемецтов И соединены с вхо дами счетчика, я ня подвижном и непод- вижном дисках выполнены стробирующие 20 дорожки с одним прозрачньгм участком, ширина которого равна ширине непрозрачного участка Вспомогательной дорожки, а центр поозра ного участка стгтсбгг.- рующей дорожки совпадает с центрами ОДНИХ ЦЗ ПРОЗРЯЧЦЫХ УЧЯСТКОВ ВСЕ:ОМО"ст тельной дорожки и растровой дорожки ОДЦОГО Диона И С КГДЯЕМ ОДНОГО гИЗ ПРОЗ ",Я сНЬЕХ УЧЯ ТКОВ РЯС 1 РОВОй ДОРОЖКИ ДР) гого диска. На ЕГО ВЬГАОДЕ ПОЯВггТСЯ СИГНЯЛ, гтОДЯВЯЕщмый НЯ уггравляющий вход Второго злемен- ТЯ И 1 3, 6 ЛЯГОДаря сЕк ЧЕТЕЫЙ гЕМ= галлс 24 поойдет герез 11 зкгггнт И 8гггаусс НЯ Шицу 2 1 В ВИДЕ ИМУЛЬСЯ 2 г 1:;г Я,.",Я отсчета и обцулит сстетчтгк 20. СитЕл с элемента И 19 под:ется ттк;:Р и:, инвертор 16, снимает сигтЯл с ет с Вг. ХОДЯ, 6 ЛЯ 1 ОДЯря ЧЕМУ 6 Гг Ктг"ГЕ; - "ОД перВОГО злемецтга 11 1 г ц тмгс ет;В Кя фиг, 1 изобря.кена структурналСХЕМа ПрэддаГаЕМОГО ПрЕобраЗОВЯТЕЛ:я гЕ=ремещечия; на фиг, 2 приведены Видыразверток дисков и диаграмм, поясняю:птие работу устройства,фотоэлектрический преобразовательПЕРЕсЕЕЕЕЕЕНгил В КСД ССДЕРжиг КОДИРУЕМЬтйВал 1, церемегцающийся в подшипнике 2,с жестко закретегенным подвижным дис-ком 3, ня котором имеются растровая4, дополнительцагт 5 и стробирующая 6дорожки, неподвижный диск 7 с растроВсй 8, дополнительной 9 и стробиртуеогтеей10 дорожками, источники излучения 11,фотоприемники 12, усилители 13, пороговые элементы 14, формирователь 15импульсов, инвертор 16, первый элементИ 17, второй элемент И 18, тре; ий элеВЕетт И 19, счетчик 20, шину 21 импульса начала отсчета.На фиг, 2 показаны считывающие сигсгалы 22, прямоугольные импульсь 23,счетные импульсы 24, сигнал 25 с дополнительных дорОЖРк пг)ямоуГОльныесигналы 26 ця выходе порогового элемента 14 г сигцял 27 ня выходе Фотоприемнике 12, прямоугольный сигп тл 28 ца ВЫХОДЕ ПОРОГОВОГО ЗЛЕМЕНТЯ 1 1 гимпульс 29 цачяля огсче; яГтЕСЬ РЯД ГРЯДЯЦИй ДОЦСЦ 1 ИТЕсЕЯ 0 йдОрОжКИ 9 ОГтИЕНТЕгрговяц На гг ВСТВИтсэл 1, -НУю ПОВВРхегость соотвсгтст В ггОЕгтсг 0 фотоприемцикя.Преобразователь работает следующимобразом;При г;овороте кодируемсго Вял 1 Вподшипнике 2 Еидвижцый диск 3 г,ерсМЕЦЕЯ ЕТСЯ г 1 ТЕОСИТЕГЕЬЕО;ЕЕГЕОДгтЕ,КЕ:ОГОДИСКсд 7, При ЭТОМ С раСТ; гСВх. Дсг.)0-жек 4 и 8 с помощью соответ-;твукещихИстоггггика И гг;гЧЕГггя , 1 И фототтогтег,ц;тг .сс с) С си 1 ВЯЮТ.СЯ СЕгна гГЬЕ рЬ,- ц.ИЛт ЕЛЯМ т, Л гг01ТОМ .е 4 ПрзогряЗугг.)1;.,: В;:=1,1 гдг," Осг сцп",сигнаны .3. формирователь 1,"г гг.,.," ВЕруЕТ ИЗ ЗгИХ г г.Г-Г,;В ЕГ."г гг р; ГЗЯГГ ЦИМ фРОЦТЯМ С С ТЕ. сЕ ттг,.ттУггст,тКОТОРЫЕ ПРИ ЦатИгИЕ УсРангЯЮДЕт О ЦГнала с ицьертота 16 проходя," е.;:., ВесерОй ЗЛЕМЕНт И 18 И ПодСЧгТЬВЯ:Отг сгдвоичным счетчиком 20,При соответствуюдгх положениях подвижного диска 3 относительно цецодвижногс 7 с дополнитегтьцых довожек 5 и9 посредством источника излучения 11ца фотоприемник 12 дополнительных дорожек ца Нет поступать сиГЕЯл 25, котсгРЕЯй ПРИ ОПРЕДЕЛЕЦНОМ ПОЛОжЕЦИИ ДИСка оудет иметь максимальное зячениеВ результате суммарного Воздействия няфотоприем 1 ик лучистого потока от сопряжегИя Всех г.радаций дорожек 5 и 9.т. ИГЕйлг Ы сгСИЛИВЯ 1 ОТСГ УСИХ 1 ИТРЛЕМ13 и прсо,"-, Е,г;ются пороговт з.ггет,тецТтггг г -г В гсг сгсгогусоггг тггс 1 гс Стгттз г..6Б Опреде:-:еПтом положении подвцжцоГО ДИВ КЯ В т; З 31 Ь Т ТЕ С гдггттГЯЕЕЕ.1 И Я РЯ =:ДаЕтггг СТ ОьттгтсггЮ ггиг гсогогкс К 6 ИгЕго,Сс)ЕДСТВОст ИСТтсЕЦИКЯ ИЗЛсГсгэнтг ГГтг 1фото"гтегцгке 1. 2 :тг)обсру 10.ццх дорбжекПОЯВитсЯ си 1 ПЯг 2 кото 11 Й г 10 сле уси-ления преобразуется 110 роговым элемен. -том 14 в прямоугольный .игцал 28,Пои цяличи:, на Входах тттетьего эле, мента А 19 обоих сигналов 26 и 28,720458 нимаемьй затем зе начало отсчета, це проходит на вход счетчика 20.При измецеции цагравления вращения копируемого вала преобразователь работает аналогично.5В предлагаемом преобразователе повышение точности формирования начала отсчета пс сравнению с известными достигается за счет указанных конфигураций и взаиморасположения градаций дс рожек и построения блока регистрации, при которых реализуется выделение одного из счеткых импульсов, принимаемого за импульс начала отсчета.Повьццение надежности считывания, особенно цри узких градациях растровых: дорожек Осуществляется за счет больших сигналов с фстопремника Для этого ширина градации на стробирующей дорожке вьбирается такой чтобы сигнал с фото приемника бьл достаточно высокого уров= ня, Исходя из величины этой градации, реализуется по указанному ранее соотношеншо дополнительная дорожка. Несмотря на то, что ширина градаций дополнитель 25 ной дорожки не больше ширгньградаций растровой дорожки, высокий уровень сигнала обеспечивается тем, гтс на фото- приемник этой дорожки при формировании импульса начала отсчета попадает суммар-"С кая лучистая энергия через весь ряд щелей. чика, а на пода.жнем и неподвижном дисках вьпслцецьс стрсбцрующие дорожки содним прсзрачньм участком, ширина которого равна ширине цгрсзрачного участка всомсотельно: дс рсжк, центр прОЭрачногс участка ";робцруюшей дорожкисОвпадает с цент самОдних цз прсзрачщньх участков негсмогет,"льсй дорожкии растровсй доите;а Одного диска и сКРаЕМ ОДНОГО ЧЗ ПРЭЗРЕ гНЫХ УцастКСВ;.астровой дорожки другого. диска,Источник;,.-дуг.цццГрнятье зс вчцмецце при э сгертиэе(прототип,г;.;1 г.1 О Формула изобретения Фотоэлектрический преобразователь перемещения в кссодержащий пс:.ледовательнс расположенные источники цзлученця, нодвжьй и цеиодвцжцый дцскц свспомогательной дсрожко, выполненнойв виде чередующихся црозра гцьх и непрозрачных участков, ц .Отсприемники,соединенные через усцлСтели с пороговыми элемецтамц, формирователь импульсов, цнвертср, элементы И ц счетчик,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения точцости преобразователя, в цем выход первого пороговогоэлемента через Ормронатель импульсовсседицек с одними вхедемц первого и второго элементсв Ивыходы второго цтретьего псрсгсвьх элементов соединеныс соответствующими ьхсдамц третьегоэлемента И, выход кстсрого соединен сдругим входом втсрогг элемента И и через цнвертср - с др м входом первогоэлемента И, выходы первого и второгоьчемецтов И соединены с входами с:ет720458 тавитель И. Назаркинаехред И. Асталощ Коррект уска Веселкина Редакт э 1022 130 лиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектнаи, 4 36 Тираж 682 1 НИИПИ Государственного кпо делам иаобретепий и о 35, Москва, Ж, Раушска Подписноемитета СССРрытийнаб., д. 4/5