Преобразователь угла поворота вала в код

 

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и предназначено для измерения угловых перемещений в системах программного управления станками, в системах управления оптическими и радиотелескопами . Целью изобретения является повышение точности и уменьшение габаритов преобразователя. С этой целью СО Выход

СОЮЗ СОВЕТСКИХ . СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А( (19) (11) (g1) 4 Н 03 Ч 1/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3825124/24-24 (22) 17. 12. 84 (46) 23.07.86. Бюл. Р 27 (71) Институт радиофизики и электроники АН АрмССР (72) А.П.Чибухчян (53) 681.325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1043709, кл. С .08 С 9/06, 1983.

Авторское свидетельство СССР

В 1059547, кл. G 08 С 9/06, 1983. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА

ВАЛА В КОД (57) Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и предназначено для измерения угловых перемещений в системах программного управления станками, в системах управления оптическими и радиотелескопами. Целью изобретения является повышение точности и уменьшение габаритов преобразователя. С этой целью

1246373

П = E (X„— Х2) d, центры внешней и внутренней окружностей дорожки измерительного диска располагаются на одной прямой относительно центра вращечия диска, причем эксцентриситет внешней окружности больше эксцентриситета внутренней дорожки, а длина щели перед первым чувствительным . элементом каждой пары меньше наименьшей ширины-дорожки, длина щели перед вторым чувствительным элементом каждой пары больше наибольшей ширины дорожки. При вращении вала .

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах программного управления станками, в системах управления оптическими и радиотелескопами.

Цель изобретения — повышение точности и уменьшение габаритов преобразователя.

На чертеже приведен преобразователь угла поворота вала в код.

Преобразователь содержит измерительный диск 1 с дорожкой 2, индикаторный диск (не показан) со щелями

3-6, источник возбуждения (не показан), чувствительные элементы 7-10, дифференциальные усилители 11 и 12 и блок 13 преобразования амплитудно-модулированных сигналов в код.

Преобразователь работает следующим образом.

При вращении измерительного диска

1 излучение источника возбуждения, модулированное дорожкой 2 и щелями3 и 5 индикаторного диска, попадает на чувствительные элементы 7 и 9.

Внешняя ограничивающая окружность имеет эксцентриситет L„ = OA относи,тельно оси вращения вала, а внутренняя ограничивающая окружность — эксцентриситет, = ОВ, причем L, 1.

Излучение,.достигающее чувствительного элемента 7, определяется функцией пропускания сопряжения щели 3 и дорожки 2.

Пропускание П определяется выражением преобразователя модулированные щелями индикаторного и дорожками измерительного дисков световые потоки поступают на чувствительные элементы.

На их выходах формируются сигналы, пропорциональные углу поворота диска 1 и не содержащие погрешности, с которой нанесена дорожка.,Преобразование выходных сиг. налов с чуствительнь|х элементов в код осуществляется . в блоке.

1 ил. где Š— освещенность сопрягаемого поля;

5 Х вЂ” расстояние между внешней ч ограничивающей окружностью и осью 0 вращения диска 1;

Х2 — расстояние между внутренней ограничивающей окруж16 ностью и осью 0 вращения диска 1;

d — ширина щелей 3.

Но так как ограничивающие активный участок дорожки 2 окружности имеют эксцентриситеты ОВ и ОА относительно оси вращения 0 и направления эксцентриситетов противоположны, то

g2

20 Х =К + 8 cas8- - sin 8+ 6 соз(О +8) (2) ч к

J2

Х =R -8 со.Э- - . пе+З соз(В-e) (3)

2 2 2R

0 э к где В, — величина эксцентриситета внешней ограничивающей окружности; — величины эксцентриситета, обусловленная биением изме30 рительного диска 1;

8 — угол поворота вала преобразователя;

8 — величина эксцентриситета внутренней ограничивающей окружности;

35 R,R — радиусы внешней и внутренней окружностей соответственно; ао — начальный фазовый сдвиг.

1246373 4 и (3) в образуются симметричные относительно нуля сигналы U> v U<..

П = UU ccoose89 U4 = UU ssin&, 2

-- -sin28 +

2R„

5 (4) 6c coo (6 сс,)) d .

Как видно из выражения (4) для полной компенсации погрешности необходимо, чтобы 8 /2R = 8 /2К

1 z

Для этого выбирается з

Подставляя выражения (2) (1), получаем и = с tR -R + (6+6 )сссс—

1 2 1 2

+ sin 8+ h cos(8 +8) Р, )

2 поступающие на блок 13 преобразова" ния амплитудно-модулированных сигналов в код, который является преобразователем синусно-косинусных сигналов в код и может быть построен по любому известному принципу (следящего уравновешивания, поразрядного взвешивания, интерполятора на основе потенциометрического фазовращателя и т.д.).

Формула из обре те ния (5) Преобразователь угла поворота вала, в код, содержащий источник возбужде- ния, оптически соединенный через первую и вторую щели индикаторного диска и дорожки измерительного диска с первой и второй парами чувствительных элементов, установленными со сдвигом один относительно другого на

90, выходы первой и второй пар чувствительных элементов подключены к входам одноименных дифференциальных усилителей, выходы которых соединены с входами блока преобразования амплитудно-модулированных сигналов в код, при этом активный участок дорожки измерительного диска ограничен внешней и внутренней окружностями, центр внутренней окружности смещен относительно центра измерительного диска на величину эксцентриситета отличающийся тем, что, с целью повышения точности и уменьшения габаритов, в нем индикаторный диск выполнен с третьей и четвертой щелями, центр внешней окружности расположен на прямой, .проходящей через центр внутренней окружности и центр измерительного. диска по другую сторону от него и смещен относи-. тельно центра измерительного диска на величину эксцентриситета L причем Ь 2 Ь, длина первой и второй щелей индйкаторного диска перед одним чувствительным элементом каждой пары меньше минимальной ширины дорожки измерительного диска, а длина третьей и четвертой щелей индика-. торного диска перед другим чувствительным элементом каждой пары больше максимальной ширины дорожки измерительного диска. (7) U U0 + U cos8

2 и

В связи с тем, что длина щелей 45

4 и 6 меньше минимальной ширины до рожки 2, то на чувствительные элементы 8 и 10 попадают постоянные световые потоки. Изменением крутизны характеристик чувствительных элементов 50

8 и 10 добиваются, чтобы напряжение на их выходах стало равным U, .

Сигналы с выходов чувствительных элементов 7-10 поступают на соответствующие входы дифференциальных уси- 55 лителей 1 1 и 12, на выходах которых

ВНИИПИ Заказ 4022/56 Тираж

Произв.-полигр. пр-тие, r. Уж

Подставляя выражение (5) в (4), получаем 20

П = ЕЙ К -R +(„+ 8 ) cos&). (6) Как видно из выражения (6), функция пропускания сопряжения изменяется 25 по гармоническому закону и не зависит от биения измерите:.ьного диска 1.

Излучение, модулированное дорожкой 2 и щелью 3, попадает на чувствительный элемент 7, на выходе которого образуется сигнал U где Б,) — постоянная составляющая, зависящая от (R„ -R,)Й;

U — амплитуда, зависящая от

1 8г )d.

Так как щель 5 сдвинута относительо но щели 3 на 90, то на выходе чувст-, вительного элемента 9 образуется сигнал Б

816 Подписное город, ул. Проектная, 4