DE2722844C2 - Incremental encoder - Google Patents

Incremental encoder

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Description

einen zweiten Raster (4), der in einem Abstand vom ersten Raster (3) und in Bezug auf eine zweite Lichtquelle (6) beweglich angeordnet ist, einen mit der zweiten Lichtquelle (6) zusammenwirkenden zweiten Lichtempfänger (8), eine derartige Ausbildung der elektronischen Schaltung (9),a second grid (4) at a distance from the first grid (3) and in relation to a second light source (6) is movably arranged, one cooperating with the second light source (6) second light receiver (8), such a design of the electronic Circuit (9),

daß ein Durchgang von Licht, das von der zweiten Lichtquelle stammt, durch den zweitenthat a passage of light originating from the second light source through the second

richtungen verbunden, und diese mechanischen Kupplungen übertragen die von den Antriebsgliedern, wie Pumpen, Kolben, Motoren und nicht einwandfrei arbeitenden Rücklaufsperren, erzeugten Schwingungen an den Impulsgeber. Diese Schwingungen führen beispielsweise beim Ausschalten des Impulsgebers dazu, daß der Impulsgeber seine Ein- und Ausschaltstellungen passiert und somit seine Angabe von Impulsen fortsetzt, was zu falschen Anzeigen am Zähler führen kann.connected directions, and these mechanical couplings transmit those from the drive links, such as Pumps, pistons, motors and backstops that are not working properly, generated vibrations to the pulse generator. When the pulse generator is switched off, for example, these vibrations lead to that the pulse generator passes its on and off positions and thus continues its indication of pulses, which can lead to incorrect displays on the meter.

Ein Inkrementalwertgeber gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 ist aus »Elektrotechnik«, 57 (1975) Heft 10,22. Mai. S. 35 bis 37, bekannt.An incremental encoder according to the preamble of claim 1 is from "Elektrotechnik", 57 (1975) Issue 10.22. May. Pp. 35 to 37, known.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Inkrementalwertgeber gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 so auszubilden, daß die genannten Nachteile beseitigt und Anzeigefehler durch störende Schwingungen vermieden werden.The invention is based on the object of providing an incremental encoder according to the preamble of To train claim 1 that eliminates the disadvantages mentioned and display errors caused by annoying Vibrations are avoided.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teiles des Anspru-The object is achieved according to the invention by the features of the characterizing part of the claim

Raster (4) zum zweiten Lichtempfänger (8) über 20 ches 1 gelöst. Weitere Ausbildungen der Erfindung sindGrid (4) to the second light receiver (8) over 20 ches 1 solved. Further developments of the invention are

die vom Ausgang (10) der elektronischen Schaltung (9) erzeugten Digitalimpulse eine Inaktivierung der zweiten Lichtquelle (6) herbeiführt,the digital pulses generated by the output (10) of the electronic circuit (9) Brings about inactivation of the second light source (6),

und daß ein Blockieren des Durchganges von Licht, das von der ersten Lichtquelle (5) über den ersten Raster (3) zum ersten Lichtempfänger (7) gelangt, über die vom Ausgang (10) der elektronischen Schaltung (9) erzeugten Digitalimpulse eine Aktivierung der zweiten Lichtquelle (6) herbeiführt.and that blocking the passage of light emanating from the first light source (5) via the first grid (3) reaches the first light receiver (7), via the output (10) of the electronic circuit (9) generated digital pulses activation of the second light source (6) brings about.

2. Inkrementalwertgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Raster (3, 4) konzentrisch sind, und daß der erste Raster (3) identische, abstandsgleiche, lichtdurchlässige Felder (3a) besitzt, während der zweite Raster identische, abstandsgleiche, lichtdurchlässige Felder (4a) besitzt, die in Umfangrichtung gesehen geringere Breite als die lichtdurchlässigen Felder (3a) des ersten Rasters aufweisen, wobei die lichtdurchlässigen Felder (Aa) des zweiten Rasters zwischen den Verlängerungen der lichtundurchlässigen Felder des ersten Rasters liegen.2. Incremental encoder according to claim 1, characterized in that the grids (3, 4) are concentric, and that the first grid (3) has identical, equidistant, translucent fields (3a) , while the second grid has identical, equidistant, translucent fields (4a) which, viewed in the circumferential direction, have a smaller width than the transparent fields (3a) of the first grid, the transparent fields (Aa) of the second grid lying between the extensions of the opaque fields of the first grid.

3. Inkrementalwertgeber nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch elektronische Schaltkreise, die den ersten Lichtempfänger (7) für einen Übergang vom Hellen ins Dunkle und den zweiten Lichtempfänger (8) für einen Übergang vom Dunklen ins Helle empfindlich machen.3. Incremental encoder according to claim 1 or 2, characterized by electronic circuits, the first light receiver (7) for a transition from light to dark and the second Make the light receiver (8) sensitive to a transition from dark to light.

4. Inkrementalwertgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die eleketronische Schaltung (9) ein Differentialverstärker mit zwei zueinander inyersen Ausgängen ist, an denen durch geeignete Übersteuerung nur JA/ NEIN-Signale entstehen.4. Incremental encoder according to one of claims 1 to 3, characterized in that the electronic circuit (9) is a differential amplifier with two mutually independent outputs which only generate YES / NO signals through suitable override.

in den Unteransprüchen dargestellt.presented in the subclaims.

Mit einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann beispielsweise eine Unempfindlichkeit gegen Drehschwingungen mit bestimmter Winkel-Amplitude erreicht werden.With a preferred embodiment, for example, an insensitivity to torsional vibrations can be achieved with a certain angular amplitude.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigtAn embodiment of the invention is shown in the drawing and will be described in more detail below described. It shows

F i g. ΐ eine Lochscheibe für einen Inkrementalwertgeber, F i g. ΐ a perforated disc for an incremental encoder,

F i g. 2 die schaltungsmäßige Zuordnung des Inkrementalwertgebers. F i g. 2 the circuit assignment of the incremental encoder.

Der Einfachheit halber wird im folgenden angenommen, daß das beschriebene Ausführungsbeispiel zum Anschluß an einen Strömungsmesser bestimmt ist, der am Flüssigkeitsauslauf eines Pumpensystems angeordnet ist, wobei die vom Inkrementalwertgeber gelieferten Impulse das Volumen und/oder den Preis der durch die Pumpe gelieferten Flüssigkeit anzeigen können. Zu diesem Zweck umfaßt der Inkrementalwertgeber eine aus lichtundurchlässigem Werkstoff bestehende, kreisförmige Scheibe 1, die mit einer zentralen öffnung 2 auf einer nicht gezeigten, mittels des Strömungsmessers rotierbaren Welle befestigt ist. Die Scheibe 1 hat in bekannter Weise eine zu ihrer zentralen Öffnung koaxiale Reihe von identischen, abstandsgleichen Löchern 3a, die von Speichen 3b in der Scheibe definiert sind. Die Scheibe wird in ein fotoelektrisches Abtastsystem eingesetzt, d. h. zwischen einer ortsfesten Lichtquelle und einem ortsfesten Lichtempfänger, so daß die Lochreihe mit der Lichtquelle und dem Lichtempfänger auf einer Höhe liegt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Löcher 3a vierkantig und gegen den Mittelpunkt der Scheibe verjüngt.For the sake of simplicity, it is assumed in the following that the embodiment described is intended for connection to a flow meter which is arranged at the liquid outlet of a pump system, the pulses supplied by the incremental encoder being able to indicate the volume and / or the price of the liquid supplied by the pump. For this purpose, the incremental value transmitter comprises a circular disc 1 made of opaque material, which is fastened with a central opening 2 on a shaft, not shown, which can be rotated by means of the flow meter. The disk 1 has, in a known manner, a series of identical, equidistant holes 3a coaxial with its central opening, which are defined by spokes 3b in the disk. The disk is inserted into a photoelectric scanning system, ie between a stationary light source and a stationary light receiver, so that the row of holes is level with the light source and the light receiver. In the illustrated embodiment, the holes 3a are square and taper towards the center of the disk.

Die Scheibe 1 hat eine zur genannten Lochreihe konzentrische, zweite Reihe von identischen, vierkantigen und abstandsgleichen Löchern 4a, die von SpeichenThe disk 1 has a second row of identical, square-edged ones which is concentric to the row of holes mentioned and equidistant holes 4a made by spokes

4b in der Scheibe definiert sind. Im dargestellten 4b are defined in the disc. In the illustrated

Ausführungsbeispiel ist die zweite Lochreihe unter der ersten Lochreihe angeordnet, und ihre Löcher 4a sindEmbodiment, the second row of holes is arranged below the first row of holes, and their holes are 4a

Die Erfindung betrifft einen Inkrementalwertgeber im wesentlichen gleich breit und derselben Anzahl wie gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. die Löcher 3a der ersten Reihe. Außerdem sind dieThe invention relates to an incremental encoder of essentially the same width and the same number as according to the preamble of claim 1. the holes 3a of the first row. Besides, they are

Fotoelektrische Impulsgeber werden in vielen Zu- Löcher 4a in Umfangrichtung schmaler als die Löcher sammenhängen zum Betrieb von Binärzählern zur 3a der ersten Reihe. Die Symmetrieachsen in radialer Anzeige von mittels Meßgliedern gemessener Mengen, 65 Richtung für jedes Loch 3a und das innerhalb liegende wie Gewicht und Volumen, und zur Anzeige des Preises Loch 4a liegen auf demselben Scheibenhalbmessern,
der gemessenen Menge benutzt. Die Impulsgeber sind Die zweite Lochreihe ist in derselben Weise wie diePhotoelectric pulse generators are in many additional holes 4a in the circumferential direction narrower than the holes related to the operation of binary counters for 3a of the first row. The axes of symmetry in radial display of quantities measured by means of measuring elements, 6 5 direction for each hole 3a and the inside such as weight and volume, and to display the price hole 4a are on the same disk radius,
the measured amount used. The pulse generators are The second row of holes is in the same way as that

jedoch über mechanische Kupplungen mit den Meßein- erste Lochreihe einem fotoelektrischen Abtastsystemhowever, a photoelectric scanning system has mechanical couplings with the measuring units

zugeordnet, d. h. sie ist zwischen einer ortsfesten zweiten Lichtquelle und einem ortsfesten zweiten lichtempfindlichen Empfänger und auf derselben Höhe wie diese angeordnet,assigned, d. H. it is between a stationary second light source and a stationary second light-sensitive receiver and placed at the same level as this,

Fig.2 zeigt ein Schaltbild für den Inkremental wertgeber, wo die Lochreihen durch gestrichelte Linien 3 und 4 dargestellt sind. Die diesen Lochreihen zugeordnete Lichtquelle, beispielsweise eine Leuchtdiode, trägt die Bezugsziffer 5 bzw. 6. Der entsprechende Lichternpfänger 7 bzw. 8, beispielsweise eine Fotodiode, ein Fototransistor oder -widerstand, bildet den Eingang zu einem Verstärker 9 an sich bekannten Τνρε, beispielsweise SIEMENS TCA 105, mit einem digitalen Ausgang 10 und einem digital invertierten Ausgang 11. Der Ausgang 10, von dem die Impulse an den Volumen/ Preisindikator weitergegeben werden, ist mittels eines Leiters 12 mit der Lichtquelle 5 verbunden, während der invertierte Ausgang 11 mittels eines Leiters 13 mit der Lichtquelle 6 verbunden ist. Diese Lichtquellen 5 und 6 werden von einer Gleichstromquelle 14 riit Strom versorgt.Fig. 2 shows a circuit diagram for the incremental encoder, where the rows of holes are shown by dashed lines 3 and 4. The one assigned to these rows of holes Light source, for example a light-emitting diode, has the reference number 5 or 6. The corresponding light receiver 7 or 8, for example a photodiode, a phototransistor or resistor, forms the input to an amplifier 9 known per se Τνρε, for example SIEMENS TCA 105, with a digital output 10 and a digitally inverted output 11. The Output 10, from which the impulses are passed on to the volume / price indicator, is by means of a Conductor 12 connected to the light source 5, while the inverted output 11 by means of a conductor 13 with the Light source 6 is connected. These light sources 5 and 6 are powered by a direct current source 14 provided.

Ist der Lichtempfänger 7 für den Übergang vom Hellen ins Dunkle empfindlich, d. h. von einem Loch 3a zu einer Speiche 3b, und ist der Lichtempfänger 8 für den Übergang vom Dunklen ins Helle empfindlich, d. h. von einer Speiche 4b zu einem Loch 4a, so wird die Funktion des Impulsgebers sofort einleuchtend:If the light receiver 7 is sensitive to the transition from light to dark, ie from a hole 3a to a spoke 3b, and if the light receiver 8 is sensitive to the transition from dark to light, ie from a spoke 4b to a hole 4a, the Function of the pulse generator immediately evident:

Wenn das Licht von einem Loch 3a zu einer Speiche 3b passiert, geht der Ausgang 10 vom Zustand 0 in den Zustand 1 über, wobei dieser Impuls über den Leiter 12 die Lichtquelle 5 inaktiviert. Der invertierte Ausgang 11 erfährt dabei eine Zustandsänderung von 1 in 0 und aktiviert über den Leiter 13 die Lichtquelle 6. Der inaktivierte Zustand der Lichtquelle 5 und der aktivierte Zustand der Lichtquelle 6 werden solange aufrechterhalten, bis das Licht von der Lichtquelle 6 auf das im Drehsinn der Scheibe 1 nächstfolgende Loch 4a in der unteren Lochreihe trifft, wobei die Ausgänge 10 und U eine Zustandsänderung von 1 in 0 bzw. von 0 in 1 erfahren, so daß die Lichtquelle 5 aktiviert und die Lichtquelle 6 inaktiviert wird, bis das Licht von der der oberen Lochreihe zugeordneten Lichtquelle den Übergang vom Loch 3a zur Speiche 3b passiertWhen the light passes from a hole 3a to a spoke 3b , the output 10 changes from state 0 to state 1, this pulse inactivating light source 5 via conductor 12. The inverted output 11 experiences a change of state from 1 to 0 and activates the light source 6 via the conductor 13. The inactivated state of the light source 5 and the activated state of the light source 6 are maintained until the light from the light source 6 changes to the direction of rotation the disc 1 hits the next hole 4a in the lower row of holes, the outputs 10 and U experience a change in state from 1 to 0 or from 0 to 1, so that the light source 5 is activated and the light source 6 is inactivated until the light from the the light source assigned to the upper row of holes passes the transition from hole 3a to spoke 3b

Die obige Funktionsbeschreibung zeigt, daß sich die Scheibe 1 im Winkelbereich α drehen kann, d. h. innerhalb des durch die Speiche 4b definierten Winkelbereichs, ohne daß man am Ausgang 10 einen Impuls erhält, wenn die Scheibe 1 nach Abschalten der Pumpe Schwingungen die beispielsweise von der Pumpe herrühren, ausgesetzt wird, so daß sie sich in ihrer Ebene hin und her um ihre Mittelachse dreht, nachdem das von der Lichtquelle 5 stammende Licht vom Loch 3a zur nächsten Speiche 3b passiert ist. Ebenso kann sich die Scheibe im Winkelbereich drehen, d. h. dem von den Begrenzungsseiten eines Lochs 3a definierten Winkclbereich, ohne daß man am Ausgang 10 ein Signal erhält, nachdem das von der Lichtquelle 6 stammende Licht von einer Speiche 4b zum nächsten Loch 4a passiert istThe above functional description shows that the disk 1 can rotate in the angular range α, ie within the angular range defined by the spoke 4b , without receiving a pulse at the output 10 when the disk 1 vibrates after switching off the pump, for example from the pump originate, is exposed so that it rotates back and forth in its plane about its central axis after the light originating from the light source 5 has passed from the hole 3a to the next spoke 3b . The disk can also rotate in the angular range, ie the angular range defined by the boundary sides of a hole 3a, without a signal being received at the output 10 after the light from the light source 6 has passed from a spoke 4b to the next hole 4a

Der erfindungsmäßige JnkrementaJwertgeber stellt eine wirkungsvolle Ergänzung träge arbeitender Rücklaufsperren dar, d. h. Sperren, die ein Drehen der Scheibe in der falschen Richtung und somit eine falsche Anzeige verhindern sollen.The incremental value encoder according to the invention is an effective addition to slow-acting backstops dar, d. H. Locks that turn the disc in the wrong direction and thus a wrong one To prevent display.

Die Erfindung kann selbstverständlich in vielerlei Weise im Rahmen des Erfindungsgedankens abgeändert werden. Somit kann die Scheibe aus einer lichtdurchlässigen Scheibe mit Schwärzungen statt Speichen bestehen, um lichtundurchlässige Felder zu erzeugen. Abwechselnd hintereinander angeordnete, lichtdurchlässige und lichtundurchlässige Felder werden oft als Raster bezeichnet, wie dies in den Patentansprüchen der Fall ist. Die Raster brauchen natürlich nicht kreisförmig zu sein oder auf einer kreisförmigen Scheibe angeordnet zu sein; sie können auch streifenförmig oder auf einem Streifen angeordnet sein, der sich an den fotoelektrischen Abtastgliedern vorbeibewegt.The invention can of course be modified in many ways within the scope of the concept of the invention will. Thus, the disk can be held from a translucent disk with blackening Spokes are made to create opaque fields. Alternating one behind the other, translucent and opaque fields are often referred to as grids, as in the claims the case is. The grids do not need to be circular, of course, or on a circular one Disk to be arranged; they can also be arranged in strips or on a strip that adjoins moved past the photoelectric scanning members.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (1)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Inkrementalwertgeber mit einem ersten Raster, der in Bezug auf eine erste Lichtquelle beweglich ist, sowie einem mit der ersten Lichtquelle zusammenwirkenden ersten Lichtempfänger, der mit einer elektronischen Schaltung mit Ausgang für Digitalimpulse schaltungsmäßig verbunden ist, g e k e η η zeichnet durch1. Incremental encoder with a first grid that is movable with respect to a first light source, as well as a cooperating with the first light source first light receiver with a electronic circuit with output for digital pulses is circuit-wise connected, g e k e η η draws by
DE2722844A 1976-06-30 1977-05-20 Incremental encoder Expired DE2722844C2 (en)

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