Устройство для измерения угла поворота вала

Союз Советских

Социалистических

Республик

О П И С А Н И Е ()888163

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 090480 (21) 2907351/18-10 с присоединением заявки И (23)Приоритет (51)М. Кл.

G 08 С 9/06

G 01 Р 13/00 енеударстеенный комитет

СССР ео делам изобретений и открытий

Опубликовано 071281. Бюллетень М 45

Дата опубликования описания 07,1281 (53) УДК 531 ° 71:

:531.14 (088.8) (723 Автор изобретения

В.В.Звирбулис (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛА ПОВОРОТА

ВАЛА

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для измерения текущего значения угла поворота вращающегося вала с учетом возможного изменения направления вращения, Известно устройство для определения направления перемещения, в котором использованы два чувствительных элемента, сдвинутых на половину .шагового деления (1), Однако это уст о ройство не обеспечивает измерения величины перемещния.

Известен также фотоэлектрический преобразователь "угол-код", содержа15 щий диск с чередующимися прозрачными и непрозрачными участками, расположенными между источником света и двумя фотодатчиками, соединенными с формирователями импульсов, триггер запоминания импульсов и четыре логических элемента И, первые входы первого и второго из которых соединены с выходами триггера (2).

В указанном устройстве при ревер- сивных перемещениях границы прозрач" ного и непрозрачного участков диска в зоне чувствительности одного из фотодиодов при освещенном другом фотодиоде могут формироваться ложные счетные импульсы, что увеличивает погрешность измерения.

Целью изобретения является повышен ние точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено вторым триггером запоминания направления вращения, триггером формирования тактовых импульсов, пятым и шестым элементами И, двумя инверторами, двумя дифференцирующими элементами и двумя элементами Mill), при этом суммирующий вход счетчика соединен через первый элемент ИЛИ с выходами первого и третьего элементов И, вычитающий вход через второй элемент ИЛИ - с выходами второго и.четвертого элементов И, входы первого триггера запоминания на"

888163

20

SS правления вращения и пятого элемента И подключены непосредственно, а входы второго триггера запоминания и шестого элемента И - через инверторы к выходам формирователей.импульсов, выходы второго триггера запоминания направления вращения соединены с первыми входами третьего и четвертого элементов И, выходы пятого и шестого элементов И подключены к входам триггера формирования тактовых импульсов, выходы которого через дифференцирующие элементы соединены с вторыми входами соответственно первого, второго, третьего и четвертого элементов И.

Функциональная схема устройства представлена на чертеже °

Устройство содержит фотоэлектрический преобразователь 1, выполненный из источника света 2, диска с прозрачными и непрозрачными участками 3 и двух фотоциодов 4 и 5, соединенных с триггерами Шмитта 6 и 7, являющимися формирователями импульсов, выходы которых соединены с первым триггером запоминания направления вращения 8, логическим элементом И 9 и инверторами 10 и

11, выходы которых соединены с логическим элементом И l2 и вторым триггером запоминания направления в1ращения 13, Выходы элементов И 9 и 12 соединены с входами триггера формирования тактов 14, прямые и обратные вьходы которого через элементы дифференцирования 15 и 16 соединены с одними входами элементов 17, 18, 19 и 20, другие входы которых соединены с прямыми и обратными выходами триггеров 8 и 13, а выходы - с входами двух логических элементов ИЛИ 21 и 22, выходы которых соединены с входами прямого и обратного счета реверсивнагo счетчика импульсов 23.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии оба фотодиода 4 и 5 закрыты от светового потока источника света 2 непрозрачным участком диска 3. При этом фотодиоды 4 и 5 закрыты и выходной сигнал триггеров Шмитта 6 и 7 через инверторы 10 и 11 и элемент И 12 установит триггер 14 в состояние "0". Элементы И 17, 18, 19 и 20 по входам, подключенным к выходам схем дифференцирования 15 и 16, закрыты.

При вращении объекта вращается диск 3 и через прозрачную полоску. освещается первый по ходу вращения фотодиод, например 4. Его выходной сигнал через триггер Шмитта 6 записывает на триггере запоминания направления вращения 8 информацию о направлении. При дальнейшем вращении объекта освещаются оба фотодиода 4 и 5. Триггер запоминания направления вращения 8 свое состояние не изменит, так как на его обоих входах действует выходной сигнал "1" триггеров Шмитта 6 и 7, но срабатывает элемент И 9 и опрокинет триггер формирования тактов 14.

Дифференцирующий элемент 15 сформирует короткий импульс счета, который ,пройдет либо через элемент И l7 и элемент ИЛИ 21 на вход прямого счета реверсивного счетчика 23, либо через элемент И 20 и элемент ИЛИ 22 на . вход обратного счета счетчика 23, в зависимости от того, на какой элемент И 17 или 20 триггер запоминания направления вращения 8 подал разрешающий потенциал "1". Элементы И 18 и

19 в это время закрыты по входам, подключенным к выходу элемента дифференцирования 16 и выходные потенциалы триггера 13 в работе не участвуют.

При дальнейшем вращении диска второй импульс счета формируется тогда, когда оба фотодиода 4,5 опять закрываются непрозрачной полосой диска 3.

При этом срабатывает элемент "И" 12 и опять установит триггер формирования тактов 14 в исходное состояние. Далее устройство работает аналогично, только импульс счета формируется элементом дифференцирования 16, а направление вращения объекта вырабатывается от триггера запоминания направления 13.

Таким образом импульс счета формируется как при освещении обоих фотодиодов 4 и 5, так и при их затемнении, что в свою очередь увеличивает в два раза количество градаций угла поворота объекта, поскольку количество прозрачных и непрозрачных полос, нанесенных на диске 3, всегда ограничивается конструктивными усло.виями.

При качании края прозрачной и непрозрачной полосы диска 3 в зоне чувствительности одного фотодиода 4 или 5 повторные ложные импульсы счета не возникают, так как импульсы одного из элементов "И" 9 или l2 действуют только по одному из входов триггера формирования тактов 14 и повторное

8881

Формула изобретения

5 опрокидывание триггера 14 и формирование ложных импульсов счета не происходит.

Устройство для измерения угла поворота вала, содержащее диск с чередующимися прозрачными и непрозрачными участками, расположенными между источником света и двумя фотодиодами; соединенными с формирователями им-пульсов, триггер запоминания направления вращения, реверсивный счетчик IS импульсов и четыре логических элемента "И", первые входы первого и второ,го из которых соединены с выходами триггера, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, ув оно снабжено вторым триггером запоминания направления вращения, триггером формирования тактовых импульсов, пятым и шестым логическими элементами И, двумя инверторами, двумя диф- а

Ференцирующими элементами и двумя логическими элементами ИЛИ, при этом суммирующий вход счетчика соединен через первый элемент "ИЛИ" с выхода63 ь ми первого и третьего элементов "И", вычитающий вход счетчика соединен через второй элемент "ИЛИ" с выходами второго и четвертого элементов "И", входы первого триггера запоминания направления вращения и пятого элемента "И" подключены непосредственно, а входы второго триггера запоминания направления вращения и шестого элемента "И" - через инверторы к выходам формирователей импульсов, выходы второго триггера запоминания направления вращения соединены с первыми входами третьего и четвертого элементов "И", выходы пятого и шестого элементов "И" подключены к входам триггера формирования тактовых импульсов, выходы которого через дифференцирующие элементы соединены с вторыми входами соот-. ветственно первого и второго и третьего и четвертого элементов "И".

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 151508, кл. G 01 P 13/00, .1962.

2. Авторское свидетельство СССР

N 260980, кл. G 08 С 9/06, 1962 (прототип).

888163 г

Составитель В. Киселев

Техред З.Фанта Корректор E Рошко

Редактор О.Филиппова

Тираж 694 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 1 0729/15

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4