DE2726090C3 - Stroboskopisch arbeitender Winkelkodierer - Google Patents
Stroboskopisch arbeitender WinkelkodiererInfo
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- DE2726090C3 DE2726090C3 DE19772726090 DE2726090A DE2726090C3 DE 2726090 C3 DE2726090 C3 DE 2726090C3 DE 19772726090 DE19772726090 DE 19772726090 DE 2726090 A DE2726090 A DE 2726090A DE 2726090 C3 DE2726090 C3 DE 2726090C3
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- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
- G01D5/244—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
- G01D5/247—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains using time shifts of pulses
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Winkelkodierer, der die analoge Winkelstellung einer im Vollkreisbereich
von 0° bis 360° anschlagsfrei drehbaren mechanischen Welle mißt und in Form eines elektrischen
digitalen Datenwortes ausgibt.
Es ist bekannt, daß für diese Aufgabe optische Winkelkodierscheiben mit photoelektrischer Lichtschranken-Abtastung
gebräuchlich sind. Insbesondere sind mehrspurige Absolutkodierscheiben üblich, bei
denen jede Spur einer Binärstelle des Ausgangsdatenwortes entspricht. Nachteilig ist dabei die hohe
erforderliche Präzision, indem die Winkelkodierscheibe und die Vielfach-Lichtschrankenanordnung mit Winkelfehlern
von weniger als einem Auflösungsschritt gefertigt und angeordnet sein müssen.
Es ist auch bekannt, daß Schrittmotore mit hoher Schrittanzahl je Umdrehung infolge des zahnradähnlichen,
rotationssymmetrischen Aufbaues von Stator und Rotor mit geringem Aufwand Winkeleinstellungen mit
der feinen Winkelauflösung des Einzelschrittes gestatten. Es ist weiterhin bekannt, daß durch elektronische
Zählung der Stellschritte eines Schrittmotors dessen momentane Stellung ermittelt werden kann. Schließlich
ist bekannt, daß Schrittmotore bei dauerndem ununterbrochenem Umlauf mit höherer Schrittfrequenz betrieben
werden können (Synchronbetrieb) als im Intervallbetneb mit Stellpausen.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht demnach darin, daß in einem Winkelkodierer anstelle
einer Absolutkodierscheibe und deren photoelektrischer Auslegung ein Schrittmotor mit hoher Schrittanzahl
je Umdrehung verwendet wird.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß, in den Kennzeichnungsmerkmalen des Anspruchs 1.
Weiterhin wird gemäß Weiterbildung nach Anspruch 2 vorgeschlagen, daß die Zählung der Motorschritte an einer Nullreferenz gestützt wird, indem eine dritte, gehäusefeste Schlitzblendenscheibe mit einem Nullmarkenschlitz (Nullmarkenblende) und einer Lichtschranke zur photoelektrischen Beobachtung der Winkelkoinzidenz zwischen Motorblende und Nullmarkenblende, d. h. zur Beobachtung der Nulldurchgänge der Motorblende, angeordnet ist
Weiterhin wird gemäß Weiterbildung nach Anspruch 2 vorgeschlagen, daß die Zählung der Motorschritte an einer Nullreferenz gestützt wird, indem eine dritte, gehäusefeste Schlitzblendenscheibe mit einem Nullmarkenschlitz (Nullmarkenblende) und einer Lichtschranke zur photoelektrischen Beobachtung der Winkelkoinzidenz zwischen Motorblende und Nullmarkenblende, d. h. zur Beobachtung der Nulldurchgänge der Motorblende, angeordnet ist
Weiterhin wird gemäß Weiterbildung nach Anspruch 3 vorgescnlagen, daß ein elektronischer Synchronlauftaktgeber
angeordnet ist, der eine hohe Schrittfrequenz für den im Synchronbetrieb dauernd umlaufenden
Schrittmotor erzeugt, durch Kontrolle dei Zeitpunkte der photoelektrisch beobachteten Nulldurchgänge den
tatsächlichen Synchronlauf kontrolliert und im Falle des »Aus-dem-Takt-Fallens« des Schrittmotors die Schrittfreqenz
vorübergehend stetig absenkt und wieder anhebt, um dem Schrittmotor ein erneutes anlaufen in
den Synchronbetrieb zu ermöglichen.
Die Erfindung weist einige wesentliche Vorteile auf.
Der vorrangigste Vorteil des stroboskopisch arbeitenden Winkelkodierers besteht darin, daß die Winkelmeßpräzision
durch die Verwendung eines in einfacher Weise rotationssymmetrisch aufgebauten Schrittmotors
erzielt wird. Weiterhin ist durch diese Anordnung eine gestreckte zylindrische Bauform des Winkelkodierers
möglich (während Winkelkodierer mit Absolutkodierscheibe durch flache Bauformen großer Durchmesser
gekennzeichnet sind). Die durch den Synchronlauftaktgeber vorgegebene hohe Schrittmotordrehzahl ermöglicht
eine hohe Eingangsfrequenz des Winkelkodierers, da je Motorumlauf ein Stellungswert ermittelt wird.
In der Zeichnung ist anhand eines Ausführungsbeispiels die Erfindung erläutert.
Die Figur zeigt eine mögliche Anordnung der Bauglieder des Winkelkodierers.
Die Figur zeigt eine mögliche Anordnung der Bauglieder des Winkelkodierers.
Der Schrittmotor 1, koaxial fest verbunden mit der Motorblende 2 und befestigt am Gehäuse 11, läuft
dauernd um. Die Eingangsblende 3 ist koaxial fest verbunden mit der Eingangswelle 4. Die Eingangswelle
4 ist frei drehbar gelagert in gehäusefesten Lager 12. Weiterhin ist die am Gehäuse 11 befestigte Nullmarkenblende
5 koaxial zu den beiden übrigen Blenden 2 und 3 angeordnet. Die Lichtquelle 6 beleuchtet die gesamte
Fläche der Blende 2 und bildet mit dem über die gesamte Fläche der Blende 3 empfindlichen Lichtempfänger 7
eine Lichtschranke, die bei Koinzidenz der Blendenschlitze der Blenden 2 und 3 einen Lichtstrom feststellt.
Die Lichtquelle 6 bildet mit dem Lichtempfänger 8, der nur über die Fläche der Nullmarke 5.1 auf der
Nullmarkenblende 5 empfindlich ist, eine zweite Lichtschranke für die Beobachtung der Nulldurchgänge
der Motorblende 2. Das elektrische Steuerwerk 13 läßt den Schrittmotor 1 umlaufen, zählt die Motorschritte ab,
beginnt diese Zählung mit jedem Ober die Lichtschranke 6/S beobachteten Nulldurchgang neu, gibt den Zählerstand
zu jeder über die Lichtschranke 6/7 beobachteten Koinzidenz von Eingangsblende 3 und Motorblende 2
als digital kodierten Stellungsmeßwert 9 aus. Der Synchronlauftaktgeber TO überwacht durch Beobachtung
der Nulldurchgänge der Motorblende 2 den gleichmäßigen Synchronlauf des Schrittmotors 1 und
senkt bei Fehlern vorübergehend die Motordrehzahl.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Stroboskopisch arbeitender Winkelcodierer für die Umformung einer analogen Winkelstellung einer
im Vollkreisbereich von 0° bis 360° anschlagfrei drehbaren mechanischen Welle in eine elektrische
Digitalgröße, gekennzeichnet durch die Vereinigung folgender Merkmale:
a) auf der im Lager (12) frei drehbar gelagerten Eingangswelle (4) ist eine Schlitzblendenscheibe
[Eingangsblende (3)] koaxial und unverschieblich angeordnet;
b) auf der Welle eines dauernd umlaufenden Schrittmotors (1) ist koaxial mit der Eingangswelle
(4) eine zweite Schlitzblendenscheibe [Motorblende (2)] unverschieblich angeordnet;
c) eine Lichtquelle (6), die mit dem Schrittmotor (1) umlaufende Schlitzblende (2) und die mit der
Eingangswelle (4) drehbare Eingangsblende (3) bilden zusammen eine erste Lichtschranke;
d) die Messung der Stellung der Eingangswelle (4) erfolgt nach stroboskopischem Prinzip in der
Weise, daß die durch elektrische Motorschrittzählung ermittelte Stellung der Motorblende (2)
in dem — photoelektrisch durch beide Schlitzblenden (2) und (3) passierendes Licht bestimmten
— Zeitpunkt der Winkelkoinzidenz von Eingangswelle (4) und Motorwelle (1) abgetastet
wird.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zählung der Schritte des
Schrittmotors (1) relativ zur Nullmarke (5.1) auf der Blende (5) mittels einer zweiten Lichtschranke (6/8)
erfolgt, indem eine gehäusefeste Schlitzblendenscheibe (5) mit einem Nullmarkenschlitz (5.1)
zwischen Motorblende (2) und Eingangsblende (3) angeordnet ist.
3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektronischer
Synchronlauftaktgeber (10) vorgesehen ist, der eine hohe Schrittfrequenz für den im Synchronbetrieb
umlaufenden Schrittmotor erzeugt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19772726090 DE2726090C3 (de) | 1977-06-07 | 1977-06-07 | Stroboskopisch arbeitender Winkelkodierer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19772726090 DE2726090C3 (de) | 1977-06-07 | 1977-06-07 | Stroboskopisch arbeitender Winkelkodierer |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2726090A1 DE2726090A1 (de) | 1978-12-14 |
DE2726090B2 DE2726090B2 (de) | 1981-02-19 |
DE2726090C3 true DE2726090C3 (de) | 1981-10-15 |
Family
ID=6011124
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19772726090 Expired DE2726090C3 (de) | 1977-06-07 | 1977-06-07 | Stroboskopisch arbeitender Winkelkodierer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2726090C3 (de) |
-
1977
- 1977-06-07 DE DE19772726090 patent/DE2726090C3/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2726090A1 (de) | 1978-12-14 |
DE2726090B2 (de) | 1981-02-19 |
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