Преобразователь перемещения в код

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 280580 (21) 2931729/18-24 51 М. КП.З с присоединением заявки Мо О 08 С 9/06 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийДата опубликования описания 070282 72) Авторизобретения В.Г. Воеводский) Заявите Московский институт инженеров геодезии и картографии) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В Изобретение относится к автоматикеи информационно-измерительной технике, в частности к фотоэлектрическимустройствам измерения угловых и линейных перемещений.Известей преобразователь угла поворота в код, содержащий кодовый дискс нанесенной на него кодовой дорожкой и закрепленный на валу диск сосчитывающими щелями, источники светаи Фотоприемники, подключенные ко входам устройства обработки (1.Недостаток этого преобразователи - большое количество кодовых доФрожек при высокой заданной точности,что приводит к увеличению габаритов,большое количество фотоприемников,также связанное с увеличением точности, делает преобразователь дорогими вызывает дополнительные трудностив подборе Фотоприемников содинаковой чувствительностью. К недостаткамможно отнести и сложность построениякодового диска с системой съема инфорйации, а также сложность изготовления кодовых дйсков с приемлимойточностьщ,Наиболее близким техническим решением к предлагаемому являетсяпреобразователь перемещения в код,содержащий осветитель, оптическую систему,:вращающуюся прямоугольную пластину, ось вращения которой зак" Реплена на исследуемом объекте и которая расположена между осветителем и фотоприемником, выход которого соединен через усилитель с одним входом устройства совпадения, второй вход которого соединен с выходом генератора, а выход - с входом счетчика импульсов О положении объекта с закрепленной на нем осью вращения прямоугольной пластинки судят по длительности затемнения. Фотоприемника., причем укаэанная длительность зависит от расстояния между осью вращения пластинки и осью светового луча 2).Недостаток преобразователя - нелинейность изменения выходного сигнала, что понижает точность измерения, и невозможность измерения угловых перемещений.Цель изобретения - повышение точности и расширение функциональных возможностей преобразователя.Поставленная цель достигаетсятем, что в преобразов"тель перемеще,ния в код, содержащий осветитель, оптическую систему, прямоугольную ЗО пластину, Фотоприемник, первый вы 903932формула изобретения 65 хол которого соединен через усилитель с одним входом устройства совпадения, другой вход которого соединен с выходом генератора импульсов,а выход - с входом счетчика, введенылва инвертора, три усилителя, триустройства совпадения и три счетчика, ось вращения прямоугольной пластины перпендикулярна оптической осипреобразователя, совпадает с осьюсимметрии пластины и расположенамежду осветителем и оптической системой, а Фотоприемник выполнен четырехплощадочным, второй, третий и четвертый выходы Фотоприемника соединенысо входами второго, третьего и четвертого усилителей соответственно,выходы второго и четвертого усилителей соединены с входами инвертороввыходы которых соединены с первымивходами второго и четвертого, устройств совпадения, выход третьегоусилителя соединен с первым вхоцомтретьего устройства совпадения; вто.рые входы второго, третьего и четвертого устройств совпадения соединены с выходом генератора, выходывторого, третьего и четвертого устройств совпадения соединены со входами второго, третьего и четвертогосчетчиков соответственно.На фиг. 1 приведена схема.преобразователя перемещения в код; наФиг.2 - диаграмма изменения длительности импульса (ннверторы отсутствуют); на фиг, 3 - то же (инверторывведены).Преобразователь содержит осветитель 1, прямоугольную пластину 2,оптическую систему 3, четырехплощадочный Фотоприемник 4; усилители 5Фототока, два инвертора б, четыреустройства 7 совпадения, генератор8 импульсов и четыре счетчика 9 импульсов.Ла фиг. 1 (вид А) показана траектория движения светового пятна отосветителя 1 в плоскости, перпендикулярной оптической оси преобразова"теля, где расположена ось вращенияпластины 2, а также фотоприемник сосветовым пятном (вид В).Преобразователь работает следующимобразом.укрепленный на исследуемом объектеосветитель 1 при перемещении по окружности Формирует световое пятнонебольших размеров (размер.обусловлен аберрацией оптической системыосветителя в плоскости, перпендикулярной оптической оси преобразователя, где расположена ось вращенияпластины 2), При повороте исследуемого объекта с осветителем 1 на некоторый угол 1 (фиг. 1 вид А), расстояние Ь между центром световогопятна и осью вращения пластины 2изменяется по выражениюЬ =й э 1 пУ,где В - радиус окружности, описываемой оптической осью осветителя 1.В свою очередь, длительность Т импульса пропорциональна 2;(агсз 1 п ф)где д - угловая скорость вращенияпластины 2. Следовательно, длительность импульса с пропорциональна:2 Ч -р При повороте объекта на некоторый угол 9 длительность импульса;будет изменяться линейно во всемдиапазоне. Промодулированный пластиной 2 световой поток проходит черезоптическую систему 3, которая фикси"рует его в плоскости расположенияфотоприемника 4, перпендикулярнойоптической оси преобразователя. Причем, в момент, когда ось световогопотока пересекает ось вращения пластины 2, световое пятно попадает наодин из разрезов фотоприемника 4 26 (центр фотоприемника 4 совмещен соптической осью преобразователя),чтопозволяет совместить определениеперехода светового пятна через каждые 90 ф с началом отсчета. Сигнал, 5 снимаемый с выходов Фотоприемника 4,усиливается усилителями 5 фототокаи поступает на входы устройств 7совпадения, связанных с генератором8 импульсов. Затем с выхода устройств щ 7 совпадения сигнал поступает насчетчики 9 импульсов. В зависимостиот положения светового пятна в плоскости фотоприемника 4, счет импульсов ведется в одном иэ каналов от 0до 90 , В данном случае длительностьимпульса ( в зависимости от 9 будетизменяться в неудобной для снятияотсчета Форме.В одном случае началоотсчета совпадает с максимальнымзначением ( , в другом - с минималь ным (фиг. 2). Для того, чтобы началоотсчета в каждом канале совпадалопо длительности импульса(Фиг.3),в двух каналах между выходом усилителя 5 Фототока и входом устройства 45 7 совпадения введены инверторы 6,Преобразователь может измерять илинейные перемещения исследуемогообъекта. При этом используются дваканала, причем световое пятно должно щ перемещаться в плоскости тех площа"док фотоприемника 4, каналы которыхиспользуются.Такое выполнение преобразователяпозволяет повысить точность, расши рить функциональные возможности,избежать применения сложных в изготовлении кодовых дисков и большогоколичества дорогостоящих Фотоприемников, чем и определяется экономическая эффективность предлагаемого 60 устройства. Преобразователь перемещения в код, содержащий осветитель, оптическую систему, прямоугольную пластину,фотонриемник, первый выход которогосоединен через усилитель с однимвходом устройства совпадения, другойвход которого соединен с выходомгенератора импульсов, а выход - свходом счетчика, о т л и ч а ю щ и й"с я тем, что, с целью повышения точности и расширения функциональныхвозможностей преобразователя, в неговведены два инвертора, три усилителя,три устройства совпадения и трисчетчика, ось вращения прямоугольнойпластины перпендикулярна оптическойоси преобразователя, совпадает сосью симметрии пластины и расположе-на между осветителем и оптической 5системой, а фотоприемник выполненчетырехплощадочным, второй, третий ичетвертый выходы фотоприемника соединены со входами второго, третьегои четвертого усилителей соответстденно, выходы второго и четвертого усилителей соединены с входами инверторов, выходы которых соединены с первыми входами второго и четвертого устройств совпадения, выход третьего усилителя соединен с первым входом третьего устройства совпадения вторые входы второго, третьего и четвертого устройств совпадения соединены с выходом генератора, выходы второго, третьего и четвертого устройств совпадения соединены со входами второго, третьего и четвертого счетчиков соответственно.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССРВ 641484, кл. 6 08 С 9/06, 1977.2. Авторское свидетельство СССР9 255413, кл, 6 08 С 9/06, 1968. Гайду Соста ктор И, Ковальчук Техре"ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж, РаЗаказ 129 3 Подписное комитета СССР и открытий ушская наб., д, 4 еее е