CS273093B1 - Digital mechanical position pickup - Google Patents

Description

Vynález aa týká číslicového mechanického snímača polohy a rieši problém absolutného snímania polohy, alebo uhla pootočenia pohyblivých častí mechanického systému a ich převod na číslicový signál.

Pre saímanie polohy pohyblivých častí mechanických systémov sa doposial používajú analogové snímače polohy, kde zvléštnu skupinu tvoria programové spínače. S číslicových snímačov sú to inkrementálně snímače a kódové kotúče. Přesnost analogových snímačov polohy je podstatné aenšia ako číslicových snímačov polohy a pri použití v číslicovej technike je potřebný analogovo číslicový převodník. Počet snímaných poloh programového spínača je daný nastaveným pxograaoa a počtou vačiek. Tento program neeožae měnit počas prevédzky systému. Pri potřebo infonaácie o momentálnej polohe pohyblivých častí mechanického systému sa programový spínač kombinuje s iným druhom analogového anímača polohy. Pri. niektorých změnách v mechanickom systéme je potřebné vykonat rektifikáciu snímania polohy. Inkrementálně snímače vyhodnocujú len změnu polohy. Přitom nepřesnosti pri snímáni a spracovaní prírastkcv poloh aa hroaadia. Vypnutím napájsnia inkreaentálneho snímača sa inforaácia o polohe mechanického systému stratí, pričom po opatovnom zapnutí napájania musí byt celý mechanický systém uvedený do východzej, referenčnej polohy. Rozměry kódového kotúča sú závislé na roslišovacej schopnosti senzorov a počte poloh kódového kotúča. Všetky tieto snímače snímajú polohy bulto priamo, alebo nepriaao pomocou převodu. Pri nepriamom snímaní polohy zmienenýai sním ač ami je přesnost snímania závislá na vlastnostiack mechanických členov převodu.

Vyššie uvedené nedostatky odstraňuje číslicový mechanický snímač polohy tvořený binarnými snínačmi s otočnými clonami. Jeho podstata spočívá v tom, že na nehýbne upevněných hriadeloeh sú otočné a striedavo uložené převodové dvojkolesá s clonami, pričom vačšie koleso převodového dvojkolesá tvoří s menším kolesem následujúceho převodového dvojkolesá převod jedna ku ďvom. Clony jednotlivých převodových dvojkolies ovplyvňujú stav senzorov sním&ča. Pohyb zo snímaného mechanického systému sa prevádza na hiektoré z převodových dvojkolies.

Výhody číslicového mechanického snímača polohy spoČívajú v tom, že přesnost snímania poldh je daná n-tou mocninou dvoch, kde n je počet převodových dvojkolies. Na realizáciu snímača možme použit rožne senzory. Tým, že sa pohyb zo snímaného mechanického systému prevádsa na niektoré z převodových dvojkolies, nie je potřebný zvláštny převod, ako pri doteraz používáno® nepriamom snímaní polohy. Zatažovací moment snímača na snímaný mechanický systém je najmenší pri připojení na převodové dvojkoleso s najnižší® platným bitou ISB a pripájanía na převodové dvojkolesá smerom k dvojkolesu s najplatnejSím bitom MSB zatažovací moment rastie. Z toho plynie, že číslicový mechanický snímač polohy je vhodný najma pre mechanické systémy, kde sa doposial používá nepriame snímsnie poloh. Pri vypnutí napájania číslicového mechanického snímača polohy ostává inforaácia o polohe mechanického systému zachovaná. Vyhodnocovanie údajov snímača, rektifikáciu, připadne převod číslicového signálu na signál analogový prevádzame prostriedkami číslicovej techniky.

Příklady číslicových mechanických snímačov polohy sú znázorněné na připojených výkresech obr. 1, obr. 2.

Na obr. 1 je v náryse a v podoryse znázorněné usporiadanie hlavných. častí číslicového mechanického snimača polohy. Převodové dvojkoleso ^najplatnejšieho bitu MSB je znázorněné v řeze, kváli lepšieau zvýrazneniu celku převodového dvojkolesá 2 a clonou J. Obr. 2 znázorňuje číslicový mechanický snímač polohy a zapojenie jeho senzorov 4 v binárnom kóde s čítáním v tvare V. Převodové dvojkolesá 2 s clonami 3 a aenzorai 4 patriace jednotlivým bitom, ako aj nehybné hriadele £ sú kvoli prehíadnosti zobrazené oddelene. Momentálna vzájomná poloha clon 3 a senzorov 4 je znázorněná na diagrame spínania obr. 3. Zobrazenie je v medzipolohe, medzi polohami 111111 a 000000.

Číslicový mechanický snímač polohy má převodové dvojkolesá 2 a clonami 3 striedavo a otočné uložené na nehybných hriadeloeh £. Senzory 4 sú umiestnené po obvode převodových dvojkolies 2 v rozsahu vplyvu clon 3.

CS 273 093 Bl číslicový mechanický snímač polohy uvedieme do chodu prevodom pohybu zo snímaného mechanického systému na niektoré z převodových dvojkolies 2. Pri pohybe mechanického systému sa súčasne roztočia všetky převodové dvojkolesá 2.

Ich otáčky budú v pomere

2θ : : 2^ j 2³ : ... 2ⁿ“\ kde n je počet převodových dvojkolies 2 s clonami 3· Najvyššie otáčky dosiahne převodové dvoj kole so 2 s najnižšía platným bitom LSB. Clony 3 ovplyvňujú stav senzore v 4 a tým aj výstupný signál číslicového mechanického snímača polohy.

číslicový mechanický snímač polohy možné použit všade tam, kde je potřebná previest snímanú polohu alebo uhol pootočenia pohyblivých častí mechanického systému na číslicový signál. S použitím číslicových konparátorov ho možné použit v automatisačnej technike nasaiesto programového spínača, pričom získáme vačšiu přesnost snímania poloh, číslicový mechanický snímač polohy možné použit například pre sníaanie poloh oervomotorov. Spojením převodového dvojkolesa najplatnejšieho bitu MSB s ovládacou pákou získáme číslicový mecha· nický ovládač, ktorý aSžae doplnit aretačným mechanizmom alebo vratným pohonoa.

Claims (2)

1. Číslicový mechanický snímač polohy tvořený binaraými snímačmi otočných clon, vyznaču júcl sa tým, že na nehýbne upevněných Iriadeíoch (1) sú striedavo a otočné uložené prevodo vé dvojkoleeá (2) s clonami (3), pričom vačšie koleso převodového dvojkolesa (2) tvoří s menším kolesom následujúceho převodového dvojkolesa (2) převod jedna ku dvom a senzory (4) sú rozmiestnené po obvode převodových dvojkolies (2) v dosahu vplyvu clon (3).