Импульсный датчик угла поворота

 

Изобретение относится к области преобразования аналоговой информации в дискретную . Цель изобретения - повышение точности определения угла поворота. Для достижения цели в датчик введены обводные ролики, установленные внутри корпуса, выполненного в виде барабана, а кодирующий элемент выполнен в виде перфорированной магнитной ленты, соединенной в кольцо, причем чувствительный элемент выполнен в виде воспроизводящей магнитной головки, сопряженной с перфорированной магнитной лентой, размещенной на обводных роликах и на элементе поворота, выполненном в виде зубчатого барабана. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з G 01 В 7/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

4 !

ы О ай

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4807170/10 (22) 05.02.90 (46) 07.06,92. Бюл, ¹21 (72) Г.И,Андрющенков, В.А.Поршнев, В.И.Сазонов и А.В,LLlкуратов (53) 621.317,39:531.7 (088.8) (56) Ванюрихин Г.И, и др. Основы автоматического управления. M.: Воениздат, 1972, с, 123 — 135.

Авторское свидетельство СССР

N 222758, кл. G 01 В 7/00, 1968. (54) ИМПУЛЬСНЫЙ ДАТЧИК УГЛА ПОВОРОТА

Изобретение относится к преобразованию аналоговой информации s дискретную.

Известны преобразователи угла поворота в двоичный код, содержащие. диск с разрядными кольцами, имеющими проводящие и непроводящие электрический ток участки, и считывающее устройство, выполненное в виде токосъемных счеток, Недостатком данных преобразователей является низкая точность преобразования, составляющая 10 — 11 разрядов.

Известны также преобразователи "угол — код", содержащие магнитный барабан с нанесенными на его поверхность метками, количество которых зависит от точности преобразования угла, и три съемные головки, Недостатками данных преобразователей являются: низкая точность преобразования, составляющая + 0,2%; сложность изготовления магнитного барабана с метками.

„„ Ж „„1739184 А1 (57) Изобретение относится к области преобразования аналоговой информации в дискретную. Цель изобретения — повышение точности определения угла поворота, Для достижения цели в датчик введены обводные ролики, установленные внутри корпуса, выполненного в виде барабана, а кодирующий элемент выполнен в виде перфорированной магнитной ленты, соединенной в кольцо, причем чувствительный элемент выполнен в виде воспроизводящей магнитной головки, сопряженной с перфорированной магнитной лентой, размещенной на обводных роликах и на элементе поворота, выполненном в виде зубчатого барабана. 3 ил.

Значительное увеличение точности достигается в преобразователях "угол — код" с фотоэлектрическим съемом сигнала, состоящие из измерительной решетки, образованной из непрозрачных штрихов, расположенных на прозрачном диске, источника света и считывающего устройства, состоящее из щели и фотодиода.

Недостатком данного преобразователя является сложность точного изготовления решетки или необходимость использования луча лазера в качестве источника света для получения высокой точности преобразования, Наиболее близким решением технической задачи является преобразователь

"угол — код", содержащий элемент поворота, соосно укрепленный на соединительной оси, представляющий собой диск, чувствительный элемент, установленный в корпусе и выполненный в виде многополюсного магнитопровода, и кодирующий элемент, вы1739184

55 полненный в виде кольцевых разрядных дорожек, размещенных на диске, Недостатками устройства являются сложность оперативного изменения разрешающей способности преобразователя; необходимость, и сложность изготовления подвижног0 диска больших геометрических размеров для получения высокой разрешающей способности, Цель изобретения — повышение точности определения угла поворота.

Сущность изобретения заключается в том, что в датчик введены обводные ролики, установленные внутри корпуса, выполненного в виде барабана, а кодирующий элемент выполнен в виде перфорированной ленты, соединенной в кольцо, причем чувсTâèòåëüíûé элемент выполнен в виде воспроизводящей магнитной головки, сопряженной с перфорированной магнитной лентой, размещенной на обводных роликах и на элементе поворота, выполненном в виде зубчатого барабана, Выполнение корпу""à датчика в виде барабана обеспечивает простоту его изготовления и максимум внутреннего объема, что в свою очередь позволяет при размещении внутри корпуса, по его окружности, обводных роликов и элемента поворота получить максимальную длину перфорированной магнитной ленты, размещенной на них. Это приводит к получению максимально возможной точности преобразования при заданных геометрических размерах датчика. Исполнение кодирующего элемента в виде перфорированной магнитной ленты, соединенной B кольцо, с равномерно нанесенными на нее магнитными метками позволяет не только подсчитать количество меток, пропорциональных углу поворота, но и произвести при необходимости подсчет количества оборотов элемента поворота по формуле

n=—

ITI де и — число оборотов элемента поворота;

М вЂ” число магнитных меток, считанных воспроизводящей магнитной головкой;

m — число магнитных меток, соответствующих одному обороту элемента поворота, Наличие перфорационных отверстий, размещенных по краям магнитной ленты, в которые входят зубья зубчатого барабана, предотвращает магнитную ленту от проскальзывания при больших угловых скоростях элемента поворота

На фиг.1 показано крепление осей обводных роликов и зубчатого барабана; на фиг.2 — перфорированная магнитная лента, соединенная в кольцо и размещенная на обводных роликах и зубчатом барабане, на

50 фиг,3 — магнитная лента с перфорационными отверстиями.

Импульсный датчик угла поворота состоит из корпуса, выполненного в виде барабана 1, в котором размещены обводные ролики 2 и зубчатый барабан 3, оси которых закреплены в подшипниках 4, жестко связанных с корпусом, воспроизводящей магнитной головки 5, сопряженной с магнитной лентой 6, концы которой соединены, а по краям имеется два ряда перфорационных отверстий 7, в которые входят зубья 8 зубчатого барабана 3, соосно закрепленного на соединительной оси 9, Устройство работает следующим образом.

В исходном положении соединительная ось 9 не вращается и воспроизводящая магнитная головка 5 не считывает магнитные метки, равномерно размещенные на магнитной ленте 6, концы которой соединены.

При повороте соединительной оси 9 на некоторый угол повернется на этот же угол в подшипнике 4 и жестко связанная с ним ось зубчатого барабана 3, зубья 8 которого, входя в перфорационные отверстия 7 магнитной ленты 6, протягивают ее по обводным роликам 2, которые, вращаясь в подшипниках 4, облегчают перемещение магнитной ленты 6, В результате перемещения магнитной ленты 6 воспроизводящая магнитная головка 5 считывает равномерно нанесенные магнитные метки, число которых пропорционально углу поворота соединительной оси 9. Зубья 8 зубчатого барабана 3, входя в перфорационные отверстия 7 магнитной ленты 6, предохраняют ее от проскальзывания при перемещении.

Использование в качестве чувствительного элемента датчика воспроизводящей . магнитной головки, выпускаемых промышленностью, а в качестве кодирующего элемента перфорированной магнитной ленты, соединенной в кольцо, с равномерно нанесенными на нее магнитными метками с расстоянием между ними 5 — 10 мкм и размещенной внутри корпуса с внутренним диаметром 50 мм позволяет получить разрешающую способность в пределах 0,8 — 1,5 угловые минуты, что составляет 0,003—

0,006 .

Формула изобретения

Импульсный датчик угла поворота, содержащий элемент поворота, соосно укрепленный на соединительной оси, чувствительный элемент, установленный в корпусе, и кодирующий элемент, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения точности определения угла поворота, в него введены обводные ролики, установленные

1739184

6 В

Составитель B.Ñàçîíîâ

Редактор С.Патрушева Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Н,Король

Заказ 1994 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", с Ужгород, ул.Гагарина, 101 внутри корпуса, выполненного в виде барабана, а кодирующий элемент выполнен в виде перфорированной магнитной ленты, соединенной в кольцо, причем чувствительный элемент выполнен в виде воспроизво- 5 дящей магнитной головки, сопряженной с перфорированной магнитной лентой, размещенной на обводных роликах и на элементе поворота, выполненном в виде зубчатого барабана.