Преобразователь угла поворота вала в код

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик СПИ ИЗОБ САН ИЕ РЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ 1) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 19.12.77 (21) 2556815с прнсоепннением заявкиВеударотеенный комите СССР до делам изобретений и открытий3) Приоритет Опубликовано 15 Дата опубликова О, Бюллетеньисанин 17,О 5,8 О 72) Автор изобретения В. еж Куйбышевский попитехничес ститут им. В. В,тшева(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛВ КОД А ПОВОРОГА ВАЛ пя искпюых импульу его срабатывания ормирования избыто буется применение с ройств. поро ения илизи сов тре щих уст 5 Изобретение относится к автоматике, информационно-измерительной и вычислительной технике и предназначено для преобразования угловых и линейных перемещений в число импульсов, пропорциональное величине перемещения.Известны преобразователи угла поворота вала в код, содержащие установленный на валу диск с отверстиями, оптически связанные через отверстия фотоприемник и осветитель, кинематиче ки связанные при этом с валом, форми 1 оватепь, подключенный к фотоприемнику 113 и С 23.Эти преобразователи ненадежны в5 работе, так как могут формировать избыточную информацию при наличии флуктуации в канале оптической связи во время возвратно-поступательных колебаний при основном направлении движения, т.е. если колебательное движение начато при наличии оптической связи фотоприемника и осветитетя через отверстие диска н уровень сигнала, поступающего с оприемника на формирователь, бпи Наиболее близким техническим решением к предложенному является фотоэлектрический преобразователь переме щения в код, содержащий осветитель и ,фотоприемники, оптически связанные через отверстия диска, триггеры Шмидта, соединенные с соответствующими фотоприемниками, триггер памяти и схему совпадения 3. Для исключения формирования ложных импульсов при остановке отверстия диска напротив осветителя и фотоприемника из-за флуктуации в канале оптической .связи в преобразователе используются два фотоприемника, расположенных таким образом, что при вращении диска луч света от осветителя попадает поочередно на каждый из них10 15 20 50 55 3 73Цель изобретения - повьпцение надежности преобразователя.Указанная цель достигается тем, что в предлагаемый преобразователь угла поворота вала в код, содержащий установленный на валу диск с отверстиями, через которые оптически связаны фото- приемник и осветитель, кинематически связанные с валом, первый триггер Шмидта, вход которого соединен с выходом фотоприемника, триггер памяти, введены второй триггер, Шмидта и формирователи импульса фронта, Выход первого триггера Шмидта соединен через первый формирователь импульса фронта с первым входом триггера памяти, выход второго триггера Шмидта соединен через второй формирователь импульса фронта со вторым входом триггера памяти, вход второго триггера Шмидта соединен с выходом фотоприемника,На фиг, 1 представлен диск преобразователя, на фиг, 2 - то же, осевой разрез; на фиг. 3 - принципиальная электрическая схема преобразователя, на фиг, 4 - диаграммы его работы в функции угла бповорота.Преобразователь содержит 1,см. фиг, 1 2) диск 1 с отверстиями 2 равномерно расположенными по окружности диска. Диск свободно установлен на валу 3, Поводок 4 жестко укреплен на валу предотвращая смещение свободно установленного диска вдоль оси вала. Стопор 5 установлен на диске в зоне перемещения поводка, Осветитель 6 и фото- приемник 7 укреплены на кронштейне 8,. Кронштейн неподвижно установлен в зоне перемещения диска таким образом, что между ними возникает трение. Таким образом, осветитель 6 и фотоприемник 7, оптически связываемые через отверстия2 диска, одновременно посредством, поводка 4, стопора 5, кронштейна 8 идиска 1 кинематически связаны;с валом 3Выход фотоприемника 7 (см. фиг. 3)подключен ко входам первого и второготриггеров 9 и 10 Шмидта, выходы которых через первый и второй формирователи 11, 12 импульса фронта соотгветственно подключены к первому и второму входам триггера памяти 13.На диаграммах 1,см. фиг. 4) представлены сигналы, формируемые элементами схемы; О- сигнал, поступавший с выхода фотоприемника 7 навходы триггеров 9, 10 Шмидта; О.потенциальный сигнал, формируемый трнг 80 4гером 9 Шмидта в соответствии с установленным для него порогом 14 срабатывания; О З - потенциальный сигнал,формируемый триггером 10 Шмидта всоответствии с установленным для негоболее высоким порогом 15 срабатывания; О - импульсный сигнал, формируемый формирователем 11 импульсафронта по переднему фронту сигнала О,О- импульсный сигнал, формируемыйформирователем 12 импульса фронта позаднему фронту сигнала ОО - по 3 е 6тенциальный сигнал, формируемый триггером 13 памяти по поступающим поочередно на его входы сигналам О О45Сигнал О 4 при наличии флуктуаций в канале оптической связи имеет вид кривых,соответственно, номинального 16, увеличенного 17 и уменьшенного 18 по амплитуде сигнала. При этом изменяетсякрутизна фронтов сигнала О в функцииугла поворота, вследствие чего, припостоянных порогах 14, 15 срабатывания триггеров 9, 10 Шмидта, моментформированияфронтовсигналов О, О, а1соответственно сигналов О, 05, будет лежать в областях 1-1 У, определяемых диапазоном флуктуации, Амплитудасигнала О, пороги 14, 15 срабатывания триггеров 9, 10 Шмидта выбираютсяиз расчета нейересечения областей 1-1 Упри максимальном диапазоне флуктуациисигнала О,1Преобразователь угла поворота валав код работает следующим образом.При движении вперед поводок 4 упирается в стопор 5. Диск 1, увлекаемыйповодком 4 за стопор 5, преодолеваетсилу, трения между ним и кронштейном 8и поворачиваетсяотносительно кронштейна совместно с валом 3. Таким образом,осветитель 6 и фотоприемник 7, укрепленные на кронштейне 8, кинематическивзаимодействуют с валом 3. По меревращения вала 3 отверстия 2 диска 1последовательно проходят между осветителем 6 и фотоприемником 7, осуществляяих периодическую оптическую связь.СМгнал О,1 одновременно поступаетна триггеры Шмидта 9, 10. При достижении угла сА поворота области 1 триггером 9 Шмидта формируется высокийпотенциальный уровень-сигнала 0по переднему фронту сигнала О формирователь 11 импульса фронта формируетимпульснй сигнал О, который поступает на первый вход триггера 13 памяти. Нр единичном выходе триггера 13734780 30 Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий установленный на валу диск с отверстиями, через которые опгически связаны фотоприемник и осветитель, кинематически связанные с валом, первый триггер Шмидта, вход которого соединен с выходом фотоприемника, триггер памяти, о т л и ч а юш и й с я тем, что, с целью повышения надежности преобразования, в него введены второй триггер Шмидта и формирователи импульса фронта, выход первого триггера Шмидта соединен через первый формирователь импульса фронта с первым входом триггера памяти, выход второго триггера Шмидта соединен через второй формирователь импульса памяти устанавливается высокий потенциальный уровень. При достижении угла поворота области П триггером 10 Шмидтаформируется высокий потенциальный уровень-сигнала О, а при достижении области Ш им формируется низкий потенциальный уровень сигнала Оз . По заднемуфронту сигнала 0 формирователь 12 импульса фронта формирует импульсный сигнал О, который поступает на второйвход триггера 13 памяти. На единичномвыходе триггера 13 памяти устанавливается низкий потенциальный уровень.При достижении угла о поворотаобласти 1 У триггером 9 Шмидта формируется низкий потенциальный уровеньсигнала 0, а при достижении последующей области 1 им вновь формлруетсявысокий потенциальный уровень сигнала О . Б дальнейшем при движении вперед работа преобразователя повторяется.На выходе триггера 13 памяти формируетса последовательность электрическихимпульсов, число которых пропорционально углу поворота вала 3.При возникновении колебательногодвижения назад диск 1, сцепленный силами трения с кронштейном 8, остаетсянеподвижным. Таким образом, осветитель 6 и фотоприемник 7, укрепленныена кронштейне 8, вновь кинематическивзаимодействуют с валом 3, которыйповорачивается относительно диска 1 исовершает с поводком 6 совместное колебательное движение назад. Если колебательное движение назад диска 1 начато при гтсутствии оптической связи осветителя 6 и фотоприемника 7 через отверстие 2, то изменения освещенности40фотоприемника 7 не происходит, электрические импульсы на выходе триггерапамяти 13 не формируются. Если колебательное движение назад диска 1 начато при наличии оптической связи осве 45тителя 6 и фотоприемника 7, причемугол М поворота находится вне областей1-1 У, изменение освещенности фотоприемника 7 из-за флуктуации в канале оптической связи не вызывает изменениясостояния триггеров 9, 10 Шмидта,50соответственно электрические импульсына выходе триггера памяти 13,не формируются.В случае возникновения колебатель 55ного движения назад диска 1 при наличии оптической связи осветителя 6 и фотоприемника 7, дричем угол оповоротанаходится в одной из областей 1-1 У,возможно, вследствие изменения освещенности фотоприемника 7 из-за флуктуации в канале оптической связи, изменение состояния одного из триггеров 9 или 10 Шмидта. При этом многократное срабатывание одного из триггеров Шмидта вызывает многократную подачу импульсов на один и тот же вход триггера 13 памяти. Отсутствие поочередной подачи .импульсов на оба входа триггера 13 памяти исключает изменение его состояния, а следовательно, не происходит формирования на его выходе последовательности электрических импульсов.Очередной импульс последовательности не будет сформирован после поворота вала 3 и поводка 5 вперед на величину, большую ранее возникшего колебательного движения назад. формирование импульса О по переднему фронту, а импульса Об по заднему фронту потенциального сигнала необходимо для уменьшения скважности формируемой триггером 13 памяти последовательности электрических импульсов.Выполнение формирователя в виде параллельной цепи, каждая из ветвей которой составлена из последовательно включенных триггера Шмидта, формирователя импульсов фронта соответствующего входа триггера памяти, позволяет при одной паре осветитель-фотоприемник исключить формирование избыточных импульсов, отказаться при .этом от дополнительных стабилизирующих устройств, что упрошает преобразователь угла поворота вала в коц и повышает его надежность. формула изобретения7 734780 8Фронта со вторым входом триггера памя, Авторское свидетельство СССРти, вход второго триггера Шмидта сое- по заявке % 2454804, кл. 6 08 С 9/06,динен с выходом фотоприемника. 22,02.77.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе3. Авторское свидетельство СССР1. Авторское свидетельство СССР- "% 392543, кл. С 08 С 9/06,734780 Составитель Н. Бочароваовская Техред Н. Ковалева Корректор Г. Назарова едак аж 682 Подписноеенного комитета СССРений и открытийЖ, Раушская наб., д, 4/5 Закаа 20/53 ТирЦНИИПИ Государстпо делам изобр1 1 303 51 осква Филиал ППЛ "Патент", г. Ужгород, ул. Проект