Преобразователь углового положения объектов в код

ОП ИСАЙ И ЕИЗОВРЕТЕЙИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветсиикСоциалистическихРеспублик и 875424Ъ(53) УДК 681. .325(088,8) ао делам каебретенейй и отерытей(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛОВОГО ПОЛОЖЕНИЯ ОБЪЕКТОВ В КОД Изобретение относится к автоматикеи вычислительной технике н может бытьиспользовано для преобразования в кодуглового положения объектов, удаленных отпреобразователя и расположенных в одной плоскости.Известны преобразователи угловогоположения в код, содержащие задающийн чувствительный элементы, генераторимпульсов, соединенный через ключ со тосчетчиком импульсов 11,1 3.,Недостатками этих преобразователейявляется низкая точность и малая производительность при измерении углов,между объектами, расположенными впространстве.Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является преобразователь углового положения объектов в код, содержащий генератор импульсов, подключенный через блок питания к двигателю, на валу которого подуглом к оси его вращения установленозеркало, источник излучения, оптически связанный через зеркало с первым фотоприемником, а через зеркало, от" ражатели, установленныена объектах перемещения и коническое зеркало соъвторым фотоприемником, выход которого подключен к одному входукоммута тора, выход второго фотоприемника подключен к другому входу коммутатора,выходы которого подключены к каналам формирования кода, число которых соответствует числу объектов перемещения, каждый из каналов формирования кода состоит из элемента И, один вход которого подключен к выходу соответствующего коммутатора, а выход подключен к счетчику, а другие входы элементов И всех каналов. соединеныс выходом генератора 12.Недостатком известного преобразо" вателя является низкая точность, вызванная неравномерностью вращения двигателя,Цель изобретения - повышение точностиработы преобразователя.8754 4 О На чертеже представлена структурная схема преобразователя.Преобразователь.содержит генератор 1 импульсон, подключенный через блок 2 питания к двигателю 3, на валу которого установлен диск 4 с прорезями и зеркало 5, Зеркало 5 установлено под углом 45 к оси вращения двигатеОля. Источник 6 излучения оптически связан через зеркало 5 с первым фото приемником 7, отражатели 8, устанонленные на объектах перемещения., и коническое зеркало 9 - с вторым фотоприемПоставленная цель достигается тем, что в преобразователь углового положения объектов в код, содержащий генератор импульсов, подключенный через блок питания к двигателю, на валу которого под углом к оси его вращения установлено зеркало, источник излучения, оптически связанный через зеркало с первым фотоприемником, а через зеркало, отражатели, установленные 10 на объекте перемещения, и коническое зеркало - со вторым фотоприЕмником, выход которого подключен к одному входу коммутатора, выход второго Фотоприемника подключен к другому входу коммутатора, выходыфкоторого подключены к каналам формирования кода, число которых соответствует числу объектов перемещения, каждый из каналов формирования кода состоит из элемента И, один вход которого подключен к выходу соответствующего коммутатора, а выход подключен к счетчику, введен диск с прорезями, третий фотоэлемент, а в каждый из каналов формирования кода введены последовательно включенные триггер, второй элемепт И, элемент ИЛИ и ренерсивный счетчик, диск с прорезями установлен на валу двигателя, источник излученияЭО через прорези диска оптически вывязан с третьим Фотоэлементом, выход которого подключен к другим входам первых элементов И и нулевым входам триггеров каждого из каналов формирования кода, единичные входы триггеров соединены г соответствующими выходами коммутатора, единичные выходы триггеров и выходы вторых элементов И подключены соответственно к управляющим входам вычитания реверсивных счетчиков и к другим входам элементов ИЛИ предыдущих каналов формирования кода, а генератор импульсов подключен к другим входам вторых элементов И каждого из каналов формирования кода. 45 24ником 10, а через прорези диска 4 - с третьим фотоприемником 11. Выходы фотоприемников 7 и О подключены к коммутатору 12, выходы которого подключены к каналам 13 формирования ко. - да. Вход каждого из каналов 13 подключен к единичному входу триггера 14 и одному входу первого элемента И 5, выход которого подключен к счетчику 1 Ь. В каждом из каналов 13 единичный выход триггера 14 подключен к одному входу второго элемента И 17, выход которого через элемент ИЛИ 18 подключен к одному входу реверсивного счетчика 19. Выход фотоприемника 1 подключен к другим входам всех элементов И 15, выход генератора 1 подключен к другим входам всех элементов И 17. Единичные выходы триггеров 14 и выходы элементов И 17 каждого канала 13 подключены соответственно к уп" ранляющим входам вычитания реверсивных счетчиков 9 н к другим входам элементов ИЛИ 18 предыдущего канала,В,предлагаемом устройстве за один цикл измерения формируется последовательность временных интервалов, относительная величина которых определяется угловым положением объектов. Однако абсолютная величина временных интервалов в значительной степени зависит от скорости вращения двигателя, 3. Для увеличения точности преобразователя заполнение временных интервалов при.измерении их величины производится импульсами, сформированными фотоприемником 11. Частота этих импульсов пропорциональная скорости вращения двигателя 3. Дробные части начала и конца временных интервалов измеряются путем их заполнения импульсами высокой частоты, Величина каждого временного интервалае 1 определяется н виде суммы импульсов К 4 с периодов Тф фотоприемника 11, укладывающихся н границы временного интервала от старт- до стоп-импульса, и суммы К импульсов (с периодом Т ) генератораот последнего импульса фотоприемника 11 данного временного интервала до стоп-импульса, за вычетом количества К импульсов генератора 1 от импульса фотоприемника 1, предшествующего старт-импульсу, до старт-импульса этого временного интервала,= К,Т,+(К,- К )тПоскольку стоп-импульс :редыдущего временного интервала является стартФормула изобретения импульсом следующего временного интервала, то выразив К 2, и К, первого временного интервала через числоК 1 и К. импульсов 1 от старт-имФ 2пульса первого и второго временногоинтервала до следующего за ним импульса фотоприемника 11К 24 Тти = Тф - Куг ТгиК 5 Тг = Тф Кц Т гиполучим. выражение 1 , которое реализовано в данном преобразователеЛВИ = КН Тф+Ъ (К 44 К 42)Аналогичные выражения получаются идля всех остальных временных интервалов,, Преобразователь работает следующим образом.Световой поток от источника 6 излучения освещает зеркало 2 и диск 4.При вращении вала двигателя 3 с тойже скоростью вращается диск 4 исветовой луч, отраженный от зеркала5. Вращающийся диск 4 с прорезямимодулирует световой поток и фотоприемник 11 вырабатывает последовательность импульсов, поступающую на входы элементов И 15. Вращающийся све-,товой луч, отраженный от зеркала 5,последовательно .попадает на уголковые отражатели 8, установленные наобъектах и регистрируется фотоприемником 1 О. Цикл измерения начинается при попадании светового луча на фотоприемник 7, выходной сигнал которого производит установку в исходное положение всех счетчиков и реверсивных счетчиков и поступает на коммутатор 12. Сигнал с первого выхода коммутатора 12 переключает триггер 14, элементы И 15 и 171 открываются, реверсивный счетчик 19 переводится в режим вычитания, ,От генератора 1 импульсы через открытый элемент 174 поступают. на реверсивный счетчик 19 и вычитаются из записанного в нем до начала измерения кода угла, соответ-, ствующего временному интервалу Чф, а через элемент ИЛИ 18, импульсы поступают на реверсивный счетчик 19, суммируясь с записанным в нем до начала измерения кодом угла, соответствующим временному интервалу Тф, По приходу очередного импульса от фото" приемника 11 триггер 144 возвращается в исходное состояние, закрывает элемент 174, прекращая поступление импульсов на реверсивные счетчики 194Ъ и 1911 от генератора 1 и переводит ре 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 версивный счетчик 9 и в режим сложения, К этому времени в реверсивномсчетчике 191, зафиксирован.код временного интервала ТФ + К 4.ТГИ, Через открытый элемент 151 импульсыот фотоприемника 11 поступают насчетчик 64, в котором до начала измерения записывают девятки. В процессе вращения двигателя, световой лучпопадает на уголковый отражатель 8первого объекта. После отражения ототражателя 8 и конического зеркала 9световой луч попадает на Фотоприемник 11, где вырабатывается электрический сигнал, поступающий на коммутатор 12. В коммутаторе 12 происходитпереключение сигналов с первого выхода на второй. Элемент 15 закрывается, прекращая поступление импульсовв счетчик 16 . В результате в счетчи 1ке 161 сформируется код,соответствующий временному интервалу (Ки в 1)Т.Сигнал со второго выхода коммутатора 12 переключает триггер 142, элементы 152 и 17открываются, реверсивный счетчик 19, переводится в режимвычитания. От генератораимпульсычерез открытый элемент 17 через элемент ИЛИ 18 " на реверсивный счетчик 194 и вычитаются из записанногов нем кода. По приходу очередного импульса от Фотоприемника 11 триггер142 возвращается в исходное состояние,закрывает элемент 17 , прекращая заполнение реверсивных счетчиков 191и 19 и переводит реверсивный счетчик19, в режим сложения. В реверсивном .счетчике 19 зафиксирован код,соответствующий временному интервалу Тф+ К 4 Т, а в реверсивном счетчике 191 вкод соответствует времен-.ному интервалу Т, + (К 4- К 42)Т-и,В результате в счетчиках 164 и 191записан код первого временного интервала йи;соответствующий угловомуположению первого объекта. Аналогичным образом формируются коды угловогоположения остальных объектов. Приэтом погрешность от неравномерностивращения двигателя значительно уменьшается, так как уменьшаются временныеинтервалы, заполняемые импульсами высокочастотного генератора,Преобразователь углового положения объектов в код, содержащийгенератор импульсов, подключенный черезблок питания к двигателю, на валу которого под углом к оси его вращенияустановлено зеркало, источник излучения, оптически связанный через зеркало с первым фотоприемником, а череззеркало, отражатели, установленныена объектах перемещения и коническое зеркало - с вторым фотоприемником,выход которого подключен к одному входу коммутатора, выход второго фотоприемника подключен к другому входукоммутатора, выходы которого подключены к каналам формирования кода,число которых соответствует числу 15объектов перемещения, каждый из каналов формирования кода состоит изэлемента И, один вход которого подключен к выходу соответствующего коммутатора, а выход подключен к счетчику, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повьппения точности преобразователя, в него введен диск спрорезями, третий фотоэлемент, а вкаждый из каналов формирования кода 25введены последовательно включенныетриггер, второй элемент И, элемент ИЛИ и реверсивный счетчик, диск спрорезями установлен на валу двигателя, источник излучения через прорези диска оптически связан с третьимфотоэлементом, выход которого подключен к другим входам первых элементов И и нулевым входам триггеров каж"дого из каналов формирования кода,единичные входы триггеров соединеныс соответствующими выходами коммутатора, единичные выходы триггеров ивыходы вторых элементов И подключены соответственно к управляющим входам вычитания реверсивных счетчикови к другим входам элементов ИЛИ предыдущих каналов формирования кода,а генератор импульсов подключен к другим входам вторых элементов И каждого из каналов формирования кода. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 467383, кл. 6 08 С 9/00, 973.2. Авторское свидетельство СССРФ 419935, кл, С 08 С 9/00, 1973875424 Составитель Л. СмирновРедактор Н. Кончицкая Техред А, Ач рректор А. Гриценк Заказ 9341 П "Патент", г. Ужгород, ул, Проектна Фил Тир ВНИИПИ по д 3035, Мж 694 Подписноеосударственного комитета СССРлам изобретений и открытийсква, Ж, Раушская наб., д. 4/