SU1146802A1 - Фотоэлектрический преобразователь угла поворота вала в последовательность электрических импульсов - Google Patents

Abstract

1. ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ИМПУЛЬСОВ, содержащий установленный на валу диск, оптически соединенные через отверсти  диска первые и вторые излучатель и фотоприемник, выход первого фотоприемннка соединен через соответствующий компаратор с S-входом первого RS-триггера, отличающийс  тем, что, с целью повыщени  надежности преобразовател , в него введены управл ема  муфта, счетчик , второй RS-триггер, элемент задержки, диск выполнен с двум  р дами сдвинутых одно относительно другого на половину шага отверстий, первые излучатель и фотоприемник установлены против отверстий диска первого р да, а вторые излучатель и фотоприемник установлены против отверстий дис ка второго р да, выход второго фотоприемника соединен через соответствующий компаратор с R-входом первого RS-триггера, первый выход первого RS-триггера соединен с первым выводом второго излучател  и первым входом счетчика, второй выход первого RS-триггера соединен с первым выводом первого излучател , вторые выводы первого и второго излучателей соединены с щиной нулевого потенциала, выход элемента задержки соединен с вторым входом счетчика, .выход которого подключен к R-входу второго RS-триггера, к информационному входу элемента задержки и  вл етс  выходом преобразовател , вход элемента задержки i  вл етс  первым входом управлени  преобразовател . S-вход второго RS-триггера  в (Л л етс  вторым входом управлени  преобразовател , а выход второго RS-триггера соединен с входом управлени  управл емой муфты, котора  кинематически соединена с валом контролируемого объекта и с валом диска. 2. Преобразователь по п. 1, отличающийс  тем, что первые излучатель и фотоприем ник установлены диаметрально противоО5 положно вторым излучателю и фотоприемОО нику. О ю

Description

Изобретение относитс  к автоматике, информационно-измерительной и вычислитель ной технике и может быть использовано дл  преобразовани  угловых перемещений в число импульсов, пропорциональное величине перемещени .

Известен фотоэлектрический преобразователь угла поворота вала в код, содержащий осветители, оптически св занные через соответствующие дорожки кодирующего диска с закрепленными на входном валу отражател ми , оптически св занные со смещенными между собой вдоль направлени  перемещени  фотоприемниками, упорь и подвижный кронштейн, фрикционно св занный со ступицей кодирующего диска 1 .

Недостатком этого преобразовател   вл етс  низка  надежность из-за возможности колебательного движени  кодирующего элемента при прекращении вращени  вала.

Наиболее близким по технической сущнос . г; к изобретению  вл етс  фотоэлектрический преобразователь угла поворота валав код, содержащий установленный на .валу диск, .оптически соединенные через отверсти  диска первые и вторые излучатель и фотоприемник, выход первого фотоприемника соединен через соответствующий компаратор с S-входом первого RS-триггера 2.

Недостатком известного преобразовател   вл етс  то, что импульс на его выходе получаетс  очень коротким с неуправл емой длительностью, так как она определ етс  только временем переключени  триггера пам ти . Надежность передачи таких импульсов по цеп м с емкостной составл ющей сопротивлени  даже на незначительные рассто ние его очень низка .

Цель изобретени  - повышение надежности формировани  импульсов фотоэлектрического преобразовател  угла поворота вала в последовательность электрических импульсов .

.Поставленна  цель достигаетс  тем, что в фотоэлектрический Преобразователь,угла поворота вала в последовательность электрических импульсов, содержащий установленный на валу диск, оптически соединенные через отверсти  диска первые и вторые излучатель и фотоприемник, выход первого фотоприемника соединен через соответствую щий компаратор с S-входом первого RSтриггера , введены управл ема  муфта, счетчик , второй RS-триггер, элемент задержки, диск выполнен с двум  р дами сдвинутых одно относительно другого на половину шага отверстий, первые излучатель и фотоприемник установлены против отверстий диска первого р да, а вторые излучатель и фотоприемник установлены против отверстий второго р да, выход второго фотоприемника- соединен через соответствующий компаратор с R-входом первого RS-триггера, первый выход первого RS-триггера соединен с первым выводом второго излучател  и первым входом счетчика, второй выход первого RS-триггера соединен с первым выводом первого излучател , вторые выводы первого и второго излучателей соединены с шиной нулевого потенциала, выход элемента задержки соединен с вторым входом счетчика, выход которого подключен к R-входу второго RS-триггера, к информационному входу элемента, задержки и  вл етс  выходом преобразовател , вход элемента задержки  вл етс  первым входом управлени  преобразовател , S-вход второго RS-триггера  вл етс  вторым входом управлени  преобразовател , а выход второго RS-триггера соединен с входом управлени  управл емой муфты , котора  кинематически соединена с валом контролируемого объекта и с валом диска.

Первые излучатель и фотоприемник установлены диаметрально противоположно вторым излучателю и фотоприемнику.

На фиг. 1 представлена функциональна  схема фотоэлектрического преобразовател ; на фиг. 2 - диск с отверсти ми; на фиг. 3 - временна  диаграмма работы преобразовател .

Фотоэлектрический преобразователь угла поворота вала в последовательность электрических импульсов содержит диск 1 с отверсти ми 2 и 3, излучатели 4 и 5, фотоприемники 6 и 7, компараторы 8 и 9, триггер 10, счетчик 11, элемент 12 задержки, триггер 13, управл емую муфту 14, контролируемый объект 15 и вал 16.

Преобразователь работает следующим образом.

В исходном состо нии вал контролируемого объекта 15 вращаетс , но вращение не передаетс  на вал 16, так как управл ема  муфта 14 отключена и вал 16 заторможен. По сигналу 17 (фиг. 3) «Старт триггер 13 опрокидываетс  и включает муфту 14, вал контролируемого объекта 15 сочлен етс  с валом 16 и диск 1 начинает вращатьс . Отверсти  2 на диске 1 смещены по отношению к отверсти м 3 на шаг, равный углу (фиг. 2).

При вращении диска 1 излучатели 4 и 5 освещают фотоприемники 6 и 7 поочередно, на выходе компараторов 8 и 9 формируютс  разнесенные во времени импульсы 18 и 19, который поочередно переключают триггер 10. Режим . работы преобразовател  задаетс  счетчиком 11 (импульсов). Предположим, что счетчик 11 подготовлен дл  работы в режиме счета до 3-х, а на единичном выходе триггера 10 высокий потенциал и через излучатель 4 протекает ток, а на нулевом выходе триггера 10 низкий потенциал н излучатель 5 обесточен. По мере вращени  диска 1 отверстие 2 проходит между излучателем 4 и фотоприемником 6. На выходе компаратора 8 сформируетс  импульс 18, по переднему фронту которого триггер 10 измен ет свое состо ние, выключает излучатель 4 и включает излучатель 5, исключа  тем самым возможность формировани  ложных импульсов из-за флуктуации в канале оптической св зи или из-за микроколебательных движений диска 1, обусловленных неравномерностью движени  вала 16 или вибраци ми от работаюш.их р дом механизмов и машин. В момент срабатывани  триггера 10 сигналом 20 по переднему фронту счетчик 11 сосчитывает один импульс, но на его выходе изменений не происходит, так как он подготовлен дл  счета до 3-х импульсов. По мере дальнейшего вращени  диска , 1 процесс управлени  триггером 10 циклически повтор етс . После окончани  каждого цикла счетчик 11 считывает один импульс. В момент завершени  третьего цикла на выходе счетчика 11 устанавливаетс  низкий уровень сигнала, по которому запускаетс  элемент 12 задержки и опрокидываетс  триггер 13, в результате чего муфта выключаетс , вал 16 расчлен етс  с валом объекта 15 и затормаживаетс . Благодар  затормаживанию вала 16 исключаетс  возможность колебательного движени  диска 1 назад на угол, больший угла dC, при котором нормальное функционирование преобразовател  нарушаетс . По истечении времени задержки Г, которое может задаватьс  в необходимых пределах , на выходе элемента 12 задержки формируетс  импульс, устанавливаюший счетчик 11 в исходное состо ние. Таким образом, длительность информационного имлульса на выходе преобразовател  определ етс  временем задержки Г и может измен тьс  в широких пределах. Формирование следующего информацион ного импульса на выходе преобразовател  происходит только по следующей внешней команде «Старт. В том случае, когда на выходе преобразовател  нужны не одиночные информационные импульсы, а импульсна  последовательность, то на S-вход триггера 13 вместо сигнала «Старт под аетс:  потенциал низкого уровн , удерживаюший его в единичном состо нии. Муфта 14 все это врем  включена, а диск 1 вращаетс  непрерывно. Дл  нормального функционировани  преобразовател  задержки врем  f надо устанавливать меньше периода следовани  импульсов на входе счетчика И. Технико-экономический эффект от использовани  преобразовател  определ етс  указанными преимуществами.

Фиг.2

Claims (2)

1. ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ИМПУЛЬСОВ, содержащий установленный на валу диск, оптически соединенные через отверстия диска первые и вторые излучатель и фотоприемник, выход первого фотоприемника соединен через соответствующий компаратор с S-входом первого RS-триггера, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности преобразователя, в него введены управляемая муфта, счетчик, второй RS-триггер, элемент задержки, диск выполнен с двумя рядами сдвинутых одно относительно другого на половину шага отверстий, первые излучатель и фотоприемник установлены против отверстий диска первого ряда, 'а вторые излучатель и фотоприемник установлены против отверстий дис ка второго ряда, выход второго фотоприемника соединен через соответствующий компаратор с R-входом первого RS-триггера, первый выход первого RS-триггера соединен с первым выводом второго излучателя и первым входом счетчика, второй выход первого RS-триггера соединен с первым выводом первого излучателя, вторые выводы первого и второго излучателей соединены с шиной нулевого потенциала, выход элемента задержки соединен с вторым входом счетчика, выход которого подключен к R-входу второго RS-триггера, к информационному входу элемента задержки и является выходом преобразователя, вход элемента задержки § является первым входом управления преоб- “ разователя. S-вход второго RS-триггера является вторым входом управления преобразователя, а выход второго RS-триггера соединен с входом управления управляемой муфты, которая кинематически соединена с валом контролируемого объекта и с валом диска.

2. Преобразователь по π. 1, отличающийся тем, что первые излучатель и фотоприемник установлены диаметрально противоположно вторым излучателю и фотоприемнику.

SU ... 1146802