Преобразователь угла поворота вала в код

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сфеэ СфветскнкСфцналнстнческнаРеспублик и)963040(22) Заявлено 01.04.81 (21) 3267746/18-24 Р 1 М Кз О 08 С 9/06 с присоединением заявкн Йо Госуаарстаеннмй комнтет СССР но аеаам нзобретеннй н открмтнйОпубликовано 30,09,82 Бюллетень Йо 36 Дата опубликования описания 30.09.82(72) Авторы изобретения 1 фм,Э.А.Барановский, В.Д.Лебедев, Б.Е.Морщихин Й К.Е.ЧупринЪ(7 ) Заявитель 54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОДИзобретение относится к системам автоматического преобразования перемещений в дискретный электрический сигнал, а именно к преобразователям угла поворота вала в код.Известен фотоэлектрический преобразователь перемещений в код, содержащий кодовую шкалу, связанную с объектом перемещения, и неподвижно закрепленные считывающие фотоприемники, соединенные с блоком преобразования кода11.Недостатками такого преобразователя является сравнительно низкая точность преобразования, зависящая от погрешностей, допускаемых при сборке преобразователя, и погрешностей изготовления основы кодовой шкалы.Наиболее близким к предлагаемому является преобразователь перемещения в код, содержащий л-разрядную кодовую шкалу, Фотоприемник и компаратор первого разряда, последовательно соединенные Фотоприемник и ком паратор по два на каждый последующий разряд кодовой шкалы. Выходы компараторов всех разрядов,подключены к преобразователю двоично-сдвинуто- . го кода в арифметический. Выходы ЗО компараторов первого и второго разрядов подключены, кроме того, ко входам сумматора по модулю два, содержащего элемент ИЛИ и триггер со счетным входом 2.Однако у известного преобразователя недостаточная точность преобразования вследствие значительного диапазона изменения токов фотоприемника первого разряда, обусловленного погрешностью изготовления основыкодовой шкалы и допускаемых при сборке погрешностей ее установки.Цель изобретения - повьааение точности преобразователя угла поворота вала в код.Указанная цель достигается тем, что в преобразователь угла поворота вала в код,. содержащий п-разряд" ную кодовую шкалу, основной фото- приемник и компаратор первого разряда, последовательно соединенные фотоприемники и компараторы последующих старших разрядов, сгруппированные по два для каждого разряда, выход компаратора первого разряда соединен с первыми входами сумматора по модулю два и блока преобразования кода, вторые и третьи входы которых соединены с выходами лервого и вто 3 963040рого компараторов второго разрядасоответственно, четвертый вход блокапреобразования кода соединен с выходом компараторов последующих старших разрядов, введены сумматор идополнительный Фотоприемник первого разряда, сдвинутый относительноосновного фотоприемника первогоразряда на 180 , выходы основногои дополнительного Фотоприемниковпервого разряда подключены ко вхо Одам сумматора, выход которого соединен со входом компаратора первогоразрядаНа фиг. 1 представлена стРуктУРная схема преобразователя угла поворота вала в код; на фиг. 2 - кривые зависимостей напряжений сигналовосновного, дополнительного фотоприемников первого разряда сумматораи компаратора от угла поворота осипреобразователя,Преобразователь угла поворотавала в код содержит о-разрядную кодовую шкалу 1, выполненную в видестеклянного диска, Разделенного наи концентрических кодовых дорожек опрозрачными и непрозрачными для лучистого потока сегментами, числокоторых возрастает по двоичному закону от середины диска к краю, основ ной фотоприемник 2 и компаратор 3первого разряда, фотоприемник 4и компаратор 5 второго разряда,Фотоприемник 6 и компаратор 7 второго разряда, фотоприемники 8 и компа-,35раторы 9 по два на каждый последую.щий разряд, причем укаэанные фотоприемники расположены таким образом, чтобы обеспечить Ч -способсчитывания информации, блок 10 преоб раэования кода, сумматор 11 по моду-лю два, содержащий полусумматоры 12и 13, дополнительный Фотоприемник14 первого разряда, сдвинутый поположению относительно основного Фотоприемника первого разряда на 180и сумматор 15.Преобразователь работает следующим образом.При произвольном угловом положе-нии вала преобразователя фотоприемники 2, 4, 6, 8 и 14 считывают инФормацию. На сумматоре 15 производится сложение сигналов основного 2и сдвинутого относительно него поположению на 180 дополнительного 14фотоприемников первого разряда. Выходные сигналы с сумматора 15 и фотоприемников 4, 6,и 8 после прохожде-.ния соответствующих компараторов 3,Х, 7 и 9 преобразуются в цифровую 60Форму и поступают на входы блока 10преобразования двоично-сдвинутогокода в арифметический. На его выходах Формируются И разрядов преобразователя, Одновременно выходные сиг налы компараторов первого 3 и вторых 5 и 7 разрядов подаются на двавхода полусумматора 12 и на свободный вход последовательно с ним соединенного полусумматора 13, На пополусумматорах 2 и 13 производитсясложение этих сигналов по модулюдваа на выходе полусумматора 13 формируется значение разряда весом 2выходного двоичного кода, К первомуразряду предъявляются высокие требования по постоянству симметричности выходного сигнала от угла поворота кодовой шкалы преобразователя.Первый разряд участвует в Формировании дополнительного и всех остальных разрядов, и даже незначительное его отклонение от симметричности может привести к сбоям в работепреобразователя. На формирование дополнительного разряда особенно сильно влияют погрешности изготовленияосновы кодовой шкалы и допускаемыепри сборке преобразователя погрешности ее установки. Указанные погрешности влияют на амплитуду и фазусигналов с фотоприемников (фиг, 2, аи б),Установка при настройке преобра- .зователя постоянного порога срабатывания компаратора вызвала бы сбойпервого разряда.введение дополнительного фотоприемника первого разряда (Фиг.2, ви г), и сумматора позволяют получитьсигнал, поступающий на вход компаратора первого разряда, без амплитудных и фазовых искажений при любомугловом положении вала преобразователя (фиг. 2 д и е), тем самым обеспечивается симметричность сигналас компаратора первого разряда(фиг. 2, ж и э),Таким образом, введение в преобразователь дополнительного фотоприемника первого разряда, сдвинутогоотносительно основного на 180 О. поположению, и сумматора, входами которого являются выходы фотоприемников первого разряда, а выходомвход компаратора первого разряда,позволяет устранить амплитудные ифазовые искажения первого разрядапреобразователя и тем самым получить симметричные первый и дополнительный разряды, значительно меньше зависящие от погрешности.изготовления основы кодовой шкалы и допускаемые при сборке погрешностей ее установкиЭкономический эффект от использования изобретения обусловлен отмеченными выше техническими преимуществами.формула изобретенияПреобразователь угла поворота валав код, содержащий И-разрядную кодовую шкалу, основной фотоприемники компаратор первого разряда, пос,ледовательно соединенные фотоприемники и компараторы последующих старших разрядов, сгруппированные подва для каждого разряда, выход компаратора первого разряда соединенс первыми входами сумматора по модулю два и блока преобразования кода, вторые и третьи входы которыхсоединены с выходами первого и второго компараторов. второго разряда соответственно, четвертый вход блокапреобразования кода соединен с выходом компараторов последующих старших разрядов,.о т л и ч а ю щ и й -с я тем, что, с целью повышения,точности преобразователя, в него введены сумматор и дополнительный фотоприемник первого разряда, сдвинутый относительно основного Фотоприемника первого разряда ыа 180 ф, выходы основного и дополнительногоФотоприемников первого разряда подключены к входам сумматора, выходкоторого соединен с входом компаратора первого разряда. 30 Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 643941, кл. С 08 С 9/06, 19792. Авторское свидетельство СССР35 9 622138, кл. О 08 С 9/00, 1978963040 Рсра 8 Составитель В. Рыгалинедактор А. Фролова ТехредМ.Рейвес Корректор Н ль 21/74 Тираж 642ВНИИПИ Государственного копо делам изобретений и113035, Москва, Ж, Раушск Зак Подмитета СССоткрытийая.наб., д сное Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная,