Преобразователь угла поворота вала в код

(71) Заявит нститут автоматики АН Киргизской СС(5 Й) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВА В КОДИзобретение относится к автоматике, телемеханике и вычислительной технике и может использоваться для измерения угловых перемещений.Технические характеристики преобразователей такого типа (разрешающая способность, вес, габариты, момент инерции и др.) во многом зависят от числа разрядных дорожек, используемых для кодирования пространственного положения шкалы, выполненной в виде диска или барабана, относительно считывающих элементов. Так как при дисковом исполнении кодирующего элемента по мере приближения к центру длина кванта шкалы пропорционально уменьшается, что при" . водит к завышению разрешающей способ ности и повышению точности юстировки считывающих элементов. Увеличение размеров кодирующего элемента приводит к ухудшению таких характеристик как вес, момент инерции, общие габариты и т.д. В преобразователях барабанного типа от числа разрядных дорожек зависяттакие параметры, как оксиальные размеры кодирующего элемента а, следовательно, и вес, момент инерции, общие габаритные размеры и т;д.8 преобразователях, использующихтакие, физические принципы, как моду"ляция магнитного потока, сокращениечисла разрядных:дорожек и упрощение, о.в смысле чередования активных и пассивных участков структуры шкалы, является решающим оценочным параметром.Последнее объясняется сложностью формирования требуемой эпюры распределения магнитного поля на границах активной и пассивной зон. Известны преобразователи угла п ворота вала в код, содержащие кодо вый диск с уменьшенным числом кодо вых дорожек и считывающие элементы выходы которых подключены к входам логических схем Г 1 1 и 23.,1356 30 3 95Наиболее близким к изобретению являются преобразователи, у которых формирование двух разрядов осуществляется на одной кодовой дорожке с применением считывающих элементов, выполненных в аиде симметричных мостовых схем 13 3Недостатками.таких преобразователей являются узкая область их применения, ограниченная симметричными кодами (двоичный код, код Грея и т,д.), что затрудняет конструирование многоотсчетных преобразователей, а также большая избыточность считывающих элементов и сложность конструкции.Цель изобретения - угощение конструкции преобразователя.Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь угла поворота вала в код, содержащий кодовый диск, на который нанесены кодовые дорожки, выполненные из диамагнитного материала, с нанесенными участками из ферромагнитного материала против кодовых дорожек расположены считывающие элементы, выполненные в виде П-образных ферромагнитных сердечников, содержащие первичную и вторичную. обмотки, первичные обмот" ки соединены с источником питания, вторичные обмотки считывающих элементов соединены с выходом преобразователя, вторичные обмотки каждой пары других считывающих элементов соединены последовательно-встречно, выход каждой пары других считывающих элементов соединен с другим выходом выходом преобразователя,На фиг. 1 представлен преобразователь угла поворота вала в код; на фиг. 2 - таблица с выходным кодом преобразователя.Преобразователь содержит кодовый диск из диамагнитного материала, по обеим сторонам которого расположены кодовые дорожки 1 и 2 (на фиг.1 для наглядности они изображены одна под другой), считывающие элементы 3-8, представляющие собой П-образные ферромагнитные сердечники 9 с первичной обмоткой 10 и вторичной 11.Первичная обмотка 10 возбуждается переменным напряжением от источни-, ка питания (,не показан). Если сердечник 9 замкнут активным участком 12 шкалы, то во вторичной обмотке 11 индуктируется сигнал, соответствующий логической единице. Если сердечник 49 замкнут пассивным участком 13-логическому "0".Кодовая дорожка 1 несет на себе одну активную зону, выполненную из ферромагнитного материала и состоящую из десяти участков, расположенных с шестого по пятнадцатый секторы (порядковый номер зон считать по часовой стрелке), Кодовая дорожка 2 несет на себе две активных зоны по шесть участков каждая, расположенные с третьего по восьмой и с тринадцатого по восемнадцатый секторы.Считывающие элементы 3 и 4 младшего разряда размещены в десятом и двенадцатом секторах дорожки 2 (длянаглядности считывающие элементы на Фиг. 1 развернуты на 900 и расположены в плоскости диска). Вторичные обмотки 11 этих сердечников 9 соединены последовательно-встречно. Считывающий элемент 5 второго разряда расположен в первом секторе дорожки 2. Считывающие элементы б и 7 ,третьего разряда, расположены во втором и двадцатом секторах кодовой дорожки 1, вторичные обмотки 11 этих сердечников также соединены последовательно-встречно. Считывающий эле- мент 8 четвертого разряда установлен в первом секторе дорожки Преобразователь работает следующим образом; В исходном состоянии все элементы находятся на пассивных участках, чтосоответствует нулевому положению диска; результирующая кодовая комбинация равна 0000. При повороте диска на один сектор против часовойстрелки (первый такт работы) замыкается магнитная цепь сердечника 9считывающего элемента 3 и с его вторичной обмотки 10 снимается сигнали 1. Комбинация на выходах равна0001. При повороте диска на два сектора замыкается магнитная цепь сердечника 9 считывающего элемента 4 иостается замкнутой цепь сердечникасчитывающего элемента 3. На выходахпреобразователя формируется сигнал0011 (соответствует третьей строкетабл. кода, фиг. 2), На третьем такте оказываются замкнутыми сердечники считывающих элементов 3-5. Посколькувторичные обмотки считывающих элементов 3 и 4 включены последовательно-встречно, напряжения на них равны по величине и противоположны понаправлению. На выходе преобразова5 9513теля 13 сигнал равен нулю, а результирующая комбинация равна 0010(четвертая строка таблицы). На четвертомтакте замкнуты сердечники считывающих элементов 3-6. Сердечники считывающих элементов 3 и 4 образуют логический "0", а сердечник считывающих элементов 3-6 логическую н 1".Комбинация на выходе равна 0110. Приповороте диска на пять секторов замкнутыми окажутся сердечники считывающих элементов 3-7. С выходов преобразователя снимается код 1110. На шестом такте замкнутся сердечники считывающих элементов 3"8, Обмотки сердечников считывающих элементов 6 и 7как и считывающих элементов 3 и 4включены последовательно-встречно ипри одновременном замыкании такжедадут логический "0". Комбинация на 20выходах преобразователя равна 1010.На седьмом такте разомкнется цепьсердечника считывающего элемента 3.На выходах преобразователя реализуется код 1011 и т.д. Анализируя последующие такты нетрудно убедиться,что за полный оборот кодирующего диска с выходов одного десятичного разряда снимается однопеременный, циклический двоично-десятичный код,30структура которого приведена в табл.2на фиг, 2,При переходе от двенадцатой позиции к двадцатой и от девятой к десятой гроисходит изменение значения35старшей десятичной декады, сохраняяоднопеременную структуру кода;Предлагаемый преобразователь углаповорота вала в код имеет меньшие посравнению с прототипом габариты, массу и момент инерции кодового диска,56 6а также более простую кодовую шкалу, Преобразователь может быть выполнен на любое число десятичных декад по количеству описанных кодирующих элементов, соединенных аналоговым или дискретным передаточным механизмом,Формула изобретенияПреобразователь угла поворота вала в код, содержащий кодовый диск, на который нанесены кодовые дорожки, выполненные из диамагнитного материала с нанесенными участками из ферромагнитногоматериала, против кодовых дорожек расположены считывающие элементы, выполненные в виде П-образных ферромагнитных сердечников, содержащие первичную и вторичную обмотки, первичные обмотки соединены с источником питания, вторичные обмотки одних считывающих элементов соединены с выходом преобразователя, о т л и - ц а ю щ и й с я тем, что с целью упрощения конструкции преобразователя, вторичные обмотки каждой пары других считывающих элементов соединены последовательно-встречно, выход каждой пары других сс%тывающих элементов соединен с другим выходом преобразователя.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРУ 547801, кл. 6 08 С 9/00, 1975.2. Авторское свидетельство СССРУ 382124, кл. 6 08 С 9/00, 1970.Борзов М.И. Индуктивные преобразователи угла в код. М., "Энергия",1970, с. 70-71,прототип).