Преобразователь угла поворота вала в интервал времени и код

(54)(57) 1 ВОРОТА ВАЛА содержащий излучения,рез первыи нцев(56) Фотоэлектрические пр зова- тели информации. Под ред. Л.Н. Преснухина. М., "Машиностроение", 1974, с. 105, рис. 55.Авторское свидетельство СССР Р 506893, кл, С 08 С 9/06, 1974.ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВ ИНТЕРВАЛ ВРЕМЕНИ И КОД,первый и второй источникиоптически соединенные чекодовый диск со щелями с первым и вторым фотоприемниками, третьи источник излучения и оптически с ним соединенный фотоприемник, двигатель, кинематически соединенный с первым кодовым диском, первые источник излучения и фотоприемник расположены на кривошипе, установленном соосно первому кодовому диску на входном валу преобразователя, вторые и третьи источники излучения и фотоприемники установлены неподвижно, триггер, элемент И, счетчик, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения разрешающей способности преобразователя, в него введены три пары формирователей оптического сигнала, три формирователя импульсов, два одновибратора, блок регистрации, редуктор и второй кодовый диск с ш масштабными щелями, сочлененный с валом двигателя и входным валом редуктора, выходной вал которого сочленен с первым кодовым диском, третьи источник излучения ины проти го кодов фотоприемник установле масштабных щелей второ диска, пары формироват кого сигнала установле оптической оси между с шими источниками излуч приемниками по обеим с вых дисков, выходы пер и третьего фотоприемни с входами соответствую телей импульсов, выход елей оптиче ны на одной оответствуюения и фот м кодоторо вого второго соединены формироварвого и и ы пе леи иь рмиро ходам второгодине нывыход к ульсов сое первыйпервымвход кото- етъего ера,н срой оедин И, вт выход о ого ходом эл емента инен с рого с вы ый миров теля импульсов, второ ера соединен через пе ход триг одновибр ым входом блок и свх выход егистра ом второго одно оторого соедине ибратор управл щим в м счетчика, ин ормационныи вх которого соединента И, выход счетчикрым входом блока ре элем ых соединен с вгистрации,п.1, о т -что форми ала содер Преобразователь ичающийся те л рователь оптического сиг жит линзу, группу оптиче кон, кольцевую и рамочну линза размещена на оптич формирователя перед коль мой, которая соединена с концами группы оптически ских волою обоймы,еской осицевой обой входнымих волокон ходные концы которых соединены с рамочнои обоимои, выполненнои в в де прямоугольника, стороны которо пропорциональны линейным размерам щелей кодовых дисков, 119527Изобретение относится к измерительной технике, в частности к аналого-цифровым преобразователям с оптическим считыванием информации.Целью изобретения является повышение разрешающей способности преобразователя,На фиг. 1 приведена функциональная схема преобразователя; нафиг, 2 - пара оптических,преобразова телей(разрезы А-А, Б-Б, В-В, Г-Г);на фиг, 3 и 4 - временные диаграммы,поясняющие работу преобразователя.Преобразователь содержит входнойвал 1, кривошип 2, кодовые диски 153 и 4, фотоприемники 5-7, источники8-10 излучения, редуктор 11, двигатель 12, вал 13 двигателя, щели 14-16кодовых дисков 3 и 4, пары 17-19формирователей оптического сигнала, 20формирователи 20-22 импульсов, триггер 23, элемент И 24, одновибраторы25 и 26, счетчик 27, блок 28 регистрации. Каждая пара 17-19 формирователей оптического сигнала (фиг. 2) 25содержит линзы 29 и 30, кольцевыеобоймы 31 и 32, группы 33 и 34 оптических волокон, рамочные обоймы35 и 36,Преобразователь работает следующим образом.Преобразуемый угол сб задается углом поворота кривошипа 2, на котором установлены источник 8 излучения, фотоприемник 6 и пара 18 фор мирователей оптического сигнала, Двигатель 12 отрабатывает этот угол путем вращения кодового диска 4 и через редуктор 11 с редукцией П - кодового диска 3. Щель 14 формирует 40 сигнал начала измерения и является начальной меткой, образующей начальный импульс 37 (фиг. 3), который выдается фотоприемником Ь. Одновременно с фотоприемника 7 вьделяется 45 сигнал, образующий масштабный импульс 38 (фиг, 5). Одновременность появления начального 37 и масштабного 38 импульсов достигается предварительной регулировкой кодовых дисков 3 50 и 4, при которой они устанавливаются так, чтобы щели 14 и 16 противостояли одна другой, т.е. имели один и тот же угол смещения относительно положения кривошипа 2. Проверка ус тановки кодовых дисков 3 и 4 осуществляется по совпадению сигналов с фотоприемников 5 и 7 во времени. Если вал 13 двигателя 12 вращается с постоянной скоростью, то фотоприемник 7 вырабатывает импульсы 38 через равные интервалы времени, При неравномерном его вращении эти интервалы изменяются. На фиг. 3 показано изменение интервалов между импульсами 38 во время разгона двигателя 12.Если число оборотов вала 13 и кодового диска 4 равно п , то число оборотов кодового диска 3-и =п/П, т.е, п сп 1. Поэтому пока щель 15, формирующая конечный импульс 39 (фиг. 3), проходит угол М, щель 16 (или щели, если т 1) может несколько раз пройти мимо фотоприемника 7. В результате вьдается некоторое количество К импульсов 38, которое, несмотря на возможное непостоянство скоростей вращения кодовых дисков 3 и 4, пропорционально величине преобразуемого угла 0 , Интервалы временимежду выдачами импульсов 38 зависят от числа оборотов п 4, но каждому импульсу 38 соответствует один и тот же угол / поворота кодового диска 3Поэтому число К импульсов 38, выданное между начальным и конечным импульсами 37 и 39, равноЕ 1"г- "(Ов где операция 1 п 1 еяег означает выделение целой части числа. Между моментом вьдачи К-го импульса 38 и моментом выдачи импульса 39 кодовый диск 3 поворачивается еще на некоторый угол 4,8 . Поскольку интервалы времени между вьдачами импульсов 38 малы, то можно с достаточным основанием принять скорость вращения вала 13 на протяжении последнего такого интервала постоянной. Тогда угол ВВ может быть оценен по интервалу времени Я (фиг. 4) между К-м импульсом 38 и импульсом 39 какгде Р - интервал времени между выдачей К- и (К+1)-го импульсов 38.( 1цОе Р 1 О 20 25 30 Это уравнение устанавливает связь между результатами преобразования и углом Ж . Отсюда видно, что вычисляемое по нему значение М не зависит от числа оборотов ивала 13, так как отношение Ц/Р= 6///3 не зависит от и , если и =сопят:. При п 1 =чагина вносимая погрешность тем меньше, чем меньше интервалы времени между выдачами импульсов 38.Уравнение (1) определяет функцию преобразования, при (К) ) Я/Р можно пренебречь Я/Р и тогда 35 40 45 Формирователи 20-22 по передним фронтам сигналов, выдаваемых фотоприемниками 5-7, формируют начальный, масштабные и конечный импульсы, 37-39 соответственно.При появлении импульса 37 триггер 23 устанавливается в единичное положение, и сигнал с его единичного плеча разрешает прохождение импуль. сов 38 с выхода Формирователя 22 через элемент И 24 на счетный вход счетчика 27, При появлении импульса 39 сигнал с выхода формирователя Хотя интервалы Р зависят от скорости вращения вала 13 и могут изменяться, каждому такому интервалу соответствует один и тот же угол /3, т.е. подсчет числа импульсов 38 даже при непостоянной скорости вращения вала 13 дает возможность точно преобразовать основную часть Ж углами . Тогда для всего угла Ы можно записать ккь О = Р - 11 (Ь Ф б (3 = ( 0 -112 Г И 2"Ов Р Ьт( 2 Тт,е ы,= Й-- Рад,Р От (1) 21 устанавливает триггер 23 в нулевое положение. При этом элемент И 24перестает пропускать импульсы 38 навход счетчика 27, в котором зафиксировано число К, на единицу большее(из-за импульса 38) числа элементарных углов,Я, уложившихся в преобразованном угле ; Одновременно сигнал с нулевого плеча триггера 23 воздействует на одновибратор 25, Импульс с его выхода поступает наблок 28 регистрации и открываетблок 29 ключей. Код К из счетчика27 переписывается в блок 28 регистрации.Особенностью работы преобразователя является то, что он считаетимпульсы не от автономного генератора, частота которого может бытьне связана со скоростью врашения вала 13, а масштабные импульсы 38,поэтому вращение вала 13 может бытьнестабильным. На результате преобразования угла в код это не сказывается.Дальнейшее снижение случайной составляющей погрешности преобразования обеспечивают формирователи 17-19оптического сигнала.Пара Формирователей оптическогосигнала (фиг. 2) работает следующим образом. Свет от источника 8 излучений собирается линзой 29 в параллельный пучок, который поступает на входы оптических волокон 33, откуда он в виде узкой полосы падает на поверхность кодового диска 3. Когда щель на кодовом диске 3 проходит мимо этой полосы света, то происходит освещение всех входов оптических волокон 34, которые собирают свет в круглый пучок, направленный линзой 30 на поверхность фотоприемника 5. В результате световой импульс имеет большую амплитуду, а значит, и крутые фронты, что ведет к увеличению разрешающей способности преобразователя в целом.179527 Яц ин 7 ульг Составитель Ю. Котоактор Л. Веселовская Техред А.Бабинец Черн Каррек Подп Зака Филиал ППП "Патент", гУжгород, ул. Проектная,695/60 Тира ВНИИПИ Государстве по делам изобре 113035, Москва, Ж