Преобразователь угла поворота в код

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения угла поворота взаимоподвижных частей с возможностью их относительного поступательного движения по двум осям. Целью изобретения является расширение области применения. Для этого в преобразователь угла поворота в код, содержащий емкостной чувствительный элемент, выполненный в виде ротора и статора, генератор импульсов, введены управляемый генератор, два элемента И, реверсивный счетчик, регистр, два триггера, два одновибратора и мультиплексор. Поставленная цель достигается за счет выполнения емкостного чувствительного элемента, что позволяет сохранять постоянную емкость между статором и ротором при линейном их перемещении и изменять емкость между ними при вращательном движении и последующей обработкой сигналов емкостного чувствительного элемента. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51,5 Н 03 1 1 .1/?6

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТ -"Т

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4635921/24-24 (22) 12.01.89 (46) 23. 12.90. Бюп, 1Ф. 47 (71) Дальневосточный политехнический .институт им. В.В.Куйбышева (72) С.Л.Полещук, А.С.Суляев и Д.В.Лапшин (53) 681,325 (088.8) (56) Авторское свид етельство СССР

h" 851091, кл. G 01 В 7/22, 1979.

Авторское свидетельство СССР

Ф 467386, кл. Н 03 N 1/64, 1973. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА

В КОД. (57) И з обр ет ение от носит ся к и змерйтельной технике и мож=.ò быть использовано для определения угла поворота взаимоподвижных частей с. возможностью их относительного поступательного

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения угла поворота; взаимоподвижных частей с возможностью их относительного поступательного движения по двум осям.

Цель изобретения — расширение области применения за счет обесгечения возможности изменения угла при линей-, ном перемещении емкостного чувствительного элемента.

На фиг. 1 приведена функциональная схема преобразователя, на фиг. 2 — пример использования преобразователя, на фиг. 3 — схема чувствительного элемента, на фиг ° 4 движения по двум осям. Целью изобре тезия является расширение области приь;анемия. Для этого в преоГразователь угла поворота в код, с.одержа1ий -мкостной чувствительный элемен, выполненный в виде ротора и статора. генератор импульсов, введены управляемый генератор, два элемента И, реверсивный счетчик, регистр, два триггера, два одновибр;-.тора и мультипл ексор. Поставленная цель достигается за счет выполнения емкостного чувствительного элемента, что позволяет сохранять постоянную емкость между статором и ротором при линейном их перемещении и изменять емкость между ними при вращательном движении и последующей обработкой сигналов емкостного чувствительного элемента. 4 ил. зависимости емкостей пластин от угла поворота ротора.

Преобразователь угла поворота в код -"îäåðæèò емкостной чувствительный элемент 1, управляемый генератор

2, элементы И 3 и 4, реверсивный счетчик 5, регистр б, генератор 7, импульсов, триггеры 8 и 9, однсвибраторы 10 и 11, мультиплексор 12. Емкостной чувствительный элемент 1 выполнен в виде ротора 13 и статора 14.

Ротор 13 выполнен в виде токопроводящей пластины. Статор 14 выполнен в виде токопроводящей крестовины 15, разделенной на секции 16-20.

1615884

Преобразоват пь угла поворота в

t код работает следующим образом, Крестовина 15 образует с ротором

13 две емкости С1 и С2. При движении ротора 13 по координатам Х и У емкости С1 и С2 не изменяются, При повороте ротора 13 относительно крес-овины 15 статора 14 изменяются ем: кости С1 и С2 между ротором 13 и статором 14, причем угол поворота, пропорционален разности емкостей

g =- С1 — С2

) (1) где g — угол поворота ротора 13 относительно статора 14;

C1 — емкость между ротором 13 и секциями 16, 18, 20;

С2 — емкость между ротором 13 и секциями 16, 17, 19.

Последние через мультиплексор 12 подключаются к генератору 2, частота которого зависит от величины подключаемой емкости. Импульсы генератора

2 при подключенной емкости С1 через элемент И 3 поступают на суммирующий вход счетчика 5. При подключении к генератору 2 емкости С2 импульсы через элемент И 4 подаются на вычитающий вход счетчика 5, Таким образом, реализуется вычисление угла поворота по формуле (1), Работа счетчика 5 происходит под управлением генератора 7 импульсов, триггеров

8 и 9 и одновибраторов 10 и 11, После цикла измерения по сигналу одновибратора 10 код счетчика 5, пропорциональный углу поворота, записывается в регистр 6, а по сигналу одновибратора 11 счетчик 5 сбрасывается .в нулевое состояние, Зависимость площадей п ер екр ытия секций 16-20, ротора 13 и, соответственно, емкостей С1 и С2 от угла поворота представлена на фиг. 4, Разность площадей представлена кривой (, которая показывает, что в диапазоне

+20 преобразователь линеен и может быть использован для определения угла поворота. За точку отсчета берется угол между пластиной ротора 13 и секпиями 17 и 19., равный 45

Формула изобретения

Преобразователь угла поворота в код, содержащий емкостной чувстви I0

f5

ЗО

40 5 тельный элемент, BbFIQJIHpHHblH в виде ротора и статора, генератор импульсов,отличающийся тем, что, с целью расширения области применения преобразователя, в него введены управляемый генератор, два элемента И, р еверсивный счетчик, регистр, два триггера, два одновибратора и мультиплексор, ротор емкостного чувствительного элемента выполнен в виде токопроводящей пластины, статор емкостного чувствительного элемента выполнен в виде токопроводящей крестовины, разделенной на пять секций, первая из которых расположена в центре, а остапьные — го ее краям, вторая секция соединена с третьей секцией, расположенной с противоположной стороны от второй секции относительно первой секции, и с первым информационным входом мультиплексора, четвертая секция соединена с пятой секцией, расположенной с противоположной стороны от четвертой секции относительно первой секции, и вторым информационным входом мультиплексора, выход которого соединен с первой секцией токопроводящей крестовины и входом управляемого генератора, выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И, выходы которых соединены соответственно с суммирующим и вычитающим входами реверсивного счетчика, выход генератора импульсов соединен с входом первого триггера, инверсный выход которого соединен с вторыми входами элементов И, а прямой выхсд соединен с входом второго триггера, инверсный выход которого соединен с третьим входом второго элемента И, а прямой выход соединен с третьим входом первого элемента И, управляющим входом мультиплексора и входом первого одновибратора, выход которого соединен с входом записи регистра и входом второго og,íoâèápàòîpà, выход которого соединен с входом установки нуля реверсивного счетчика, выходы которого соединены с информационными входами регистра, выход которого является выходом преобразователя, токопроводящая пластина ротора соединена с общей ниной.

16! 5884

161 5884

Составитель А. Сидоренко

Техред И.Дидык Корр ектор С.Шевкун

Редактор Н.Тупица

Заказ 3996 Тираж 667 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Б-35, Раушская наб., д, 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101