SU1056242A1 - Photoelectric shaft rotation angle encoder - Google Patents

Abstract

ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРА- ЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД, содержащий источник света,, оптически соединенный через последовательно распапоженные индикаторный и кодовый диски с блоками фотоприемников точ ,ного и грубого отсчетов, выходы блока фотоприемников точного отсчета соединены с входами интерпол тора, выходы которого соединены с входами формировател  кода точного отсчета, выход старшего разр да формировател  кода точного отсчета соединен с управл ющим входом блока согласовани  отсчетов, отличающийс   тем, что, с целью повышени  помехоустойчивости преобразовател , в него введены блок компараторов и формиррватель опорного сигнала, выход которого соединен с опорным входом блока компараторов, выходы блока ком-, параторов соединены с информационными входами блока согла:совани  отсчетов , соответствующие выходы блока фотоприемников точного отсчета соеди (О нены с входами формировател  опорного сигнала, выходы блока фотоприем-НИКОВ грубого отсчёта соединены с информационными входгили блока компараторов .A PHOTO-ELECTRIC CONVERTER OF A TURNING ANGLE OF A SHAFT INTO A CODE containing a light source, optically connected through successively unapproved indicator and code discs with blocks of photodetectors of precise and coarse readings, the outputs of the unit of photoreceivers of exact readout are connected to the interpolator inputs, the outputs of which are connected to connectors of the exact and coarse readings. the fine reference code generator, the high bit output of the exact count code generator, is connected to the control input of the sample matching unit, characterized in that To increase the noise immunity of the converter, a comparator block and a reference signal driver are entered into it, the output of which is connected to the reference input of the comparators block, the outputs of the com- and parathors block are connected to the information inputs of the block: matching counts, the corresponding outputs of the photodetectors block of the exact count of the connectors ( the inputs of the reference signal generator, the outputs of the coarse-count photodetector unit are connected to the information inputs of the comparators unit.

Description

Изобретение относитс  к автоматик и вычислительной технике и может быть использовано в системах программного управлени  оптическими радиотелескопами . Известен фотоэлектрический преобразователь угла поворота в код, содержащий источник света, оптически соединенный через последовательно расположенные индикаторный и кодовый диски с фотоприемниками, триггеры Шмитта, фотоприемник, сканирующий совершенно чистую дорожку, буферный усилитель, выход которого подключен к одним из входов .триггеров Шмитта, выходы которых соединены с входами блока логической .обработки. При этом изменение интенсивности источника света приводит к соответственному изменению напр жени  на выходе буферного усилител , которое определ ет пороги срабатывани  триггеров Шмитта l . Недостатком этого преобразовател   вл етс  его сложность, обусловленна наличием буферного усилител , дополнИжельного фотоприемника, сканирующего совершенно чистую дорожку, и необходимостью нанесени  прозрачной дорожки на кодов Х4 диске. Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  фотоэлектрический преобразователь угла повороту вала в код, содержащий источник света, оптически соединенный через последовательно расположен ные индикаторный и кодовые диски с блокгши фотоприемников точного,среднего и грубого отсчетов, выходы блока фотоприемников точного, средне ка фотоприемников точного, среднего отсчетов соединены с информационными вхо дами интерпол торов и блока согласот вани  отсчетов, выходы интерпол тора соединены с входами формировател  точного отсчета, выход которого соединен с управл юсцим входом блока . согласовани  отсчетов. Выходы блока фотоприемников грубого отсчета соединены с вхсшами фор мировател  грубого отсчета 2J . Недостатком известного преобразовател   влнетс  низка  помехоустойчи вость, обусловленна  вли нием изменений интенсивности источника света на результат преобразовани . Целью изобретени   вл етс  повышение помехоустойчивости преобразовател . Поставленна  цель достигаетс  тем что в фотоэлектрический преобразователь угла поворота веша в код, содвр жащий источник света,, оптически соединенный через последовательно распо ложенные индикаторный и кодовый диски с блоками фотоприемников точного и грубого отсчетов, выходы блока фотоприемников точного отсчета соединены с входами интерпол тора, выходы которого соединены с входами формировател  кода точного отсчета, выход старшего разр да формировател  кода точного отсчета соединен с управл ющим входом блока согласовани  отсчетов , введены блок компараторов и формирователь опорного сигнала, выход которого соединен с.опорным входом блока компараторов,выходы блока компараторов соединены с информационными входами блока согласовани  отсчетов, соответствующие выходы блока фотоприемников точного отсчета соединены с входами формировател  опорного сигнала, выходы блока фотоприемников грубого отсчета соединены с информационными входами блока компараторов . На чертеже приведена структурна  схема преобразовател . Преобразователь содержит источник 1 света, индикаторный 2 и кодовый 3 диски, блок 4 фотоприемников точного отсчета, блок 5 фотоприемников грубого отсчета, фор1.шрователь 6 опорного сигнала, выполненный, например, в виде потенциометра, интерпол тор 7,выполненный в виде резисторного моста, формирователь 8 кода точного отсчета, блок 9 компараторов, блок 10 согласовани  отсчетов. При этом блок фотоприемников точного отсчета содержит фотоприемники 11-1 - 11-4, выходы которых соединены с входами усилителей 12-1 12-4 , блок фотоприемников грубого отсчетасодержит фотоприемники 13-1 - 13-N, выходы которых соединены с входами усилителей 14-1 14-N , а блок компараторов содержит компараторы 15-1 - 15-К. Фотоэлектрический преобразователь угла поворота вала в код работает следующим образом. Перемещение р преобразуетс  источником 1 света, индикаторным дис- , ком 2, кодовым диском 3 и фотоприемниками 11-1 - 11-4 блока 4 фотоприемников точного отсчета в электрические сигналы вида l v;Joi « f4 где k 1,2,3,4 - номер фртоприемника; Ufl - посто нна  составл юща  сигнала; W - посто нна  растрового сопр жени  . С выходов фотоириемников 11-1 11-4 электрические сигналы, сдвинутые «один относительно другого на 90, поступают на входы усилителейThe invention relates to automation and computing and can be used in software systems for controlling optical radio telescopes. Known photoelectric Converter angle of rotation in the code containing the light source, optically connected through successively located indicator and code disks with photo detectors, Schmitt triggers, photo detector, scanning a completely clear track, buffer amplifier, the output of which is connected to one of the Schmitt trigger inputs, the outputs of which connected to the inputs of the logical block. processing. At the same time, a change in the intensity of the light source leads to a corresponding change in the voltage at the output of the buffer amplifier, which determines the trigger thresholds of Schmitt triggers l. The disadvantage of this converter is its complexity, due to the presence of a buffer amplifier, an additional photodetector scanning a completely clean track, and the need to apply a transparent track on the X4 disc codes. The closest in technical essence to the invention is a photoelectric angle converter for turning the shaft into a code containing a light source optically connected through successively located indicator and code discs from a block of precise, medium and coarse photodetectors, and an exact, medium photodetector unit. The average samples are connected to the information inputs of the interpolators and the block of matching the samples, the outputs of the interpolator are connected to the inputs of the driver LfTetanus reference, whose output is connected to the control input of yustsim. coordination of readings. The outputs of the coarse-count photodetector unit are connected to the coarse-count fort-hardener 2J. The disadvantage of the known converter is the low immunity due to the influence of changes in the intensity of the light source on the result of the conversion. The aim of the invention is to improve the noise immunity of the converter. The goal is achieved by the fact that in a photoelectric transducer of the angle of rotation of a weighing into a code that provides a source of light, optically connected through successively located indicator and code disks with blocks of photodetectors of exact and coarse readings, the outputs of the unit of photoreceivers of exact readout are connected to interpolator inputs, outputs which is connected to the inputs of the exact counting code generator, the output of the higher bit of the exact counting code generator is connected to the control input of the count matching unit the comparators and the reference signal conditioner, the output of which is connected to the reference input of the comparators, the outputs of the comparators are connected to the information inputs of the sample matching unit, the corresponding outputs of the exact photoreceiver unit are connected to the inputs of the reference signal former, and the outputs of the coarse photoreceiver unit are connected with the information inputs of the comparators block. The drawing shows a block diagram of the converter. The converter contains a light source 1, indicator 2 and code 3 discs, an accurate reference photodetector unit 4, a coarse photodetector unit 5, a reference signal driver 1., made for example in the form of a potentiometer, an interpolator 7 made in the form of a resistor bridge, shaper 8 of the code of exact readout, block 9 of comparators, block 10 of matching of readings. In this case, an accurate reading photodetector unit contains photodetectors 11-1 to 11-4, the outputs of which are connected to the inputs of amplifiers 12-1 12-4, the coarse counting photodetectors unit contains photodetectors 13-1 to 13-N, the outputs of which are connected to the inputs of amplifiers 14- 1 14-N, and the comparators block contains comparators 15-1 - 15-K. Photoelectric Converter angle of rotation of the shaft in the code works as follows. The displacement p is converted by light source 1, indicator disc, com 2, code disk 3, and photo detectors 11-1 to 11-4 of block 4 of precise-reading photodetectors into electrical signals of the form lv; Joi "f4 where k 1,2,3,4 - number of the receiver; Ufl is a constant signal component; W - constant raster mate. From the outputs of photo detectors 11-1 11-4, the electrical signals shifted “one relative to the other by 90 are fed to the inputs of the amplifiers

12-1 - 12-м, сигналы с выходов которых поступают на интерпол тор 7.Сигналы с выходов интерпол тора 7 поступают на. входы формировател  8 кода точного отсчета.12-1 - 12th, the signals from the outputs of which are fed to the interpolator 7. The signals from the outputs of the interpolator 7 are fed to. the inputs of the imager 8 code exact reference.

Сигналы с выходов фотоприемников 1,3-1 - 13-N блока 5 фотоприемников грубого отсчета, по форме близкие к трапеции, поступаиот на входы усилителей 14-1 - 14-N, выходы которых подключены к информационным входам блока 9 компараторов,на опорный вход которого подаетс  напр жение, определ ющее порог срабатывани  компараторов 15-1 - 15- N . Со средней точки потенциометра б, концы которого подключены к выходам усилителей 12-2 и 12-4,The signals from the outputs of photodetectors 1.3-1 - 13-N block 5 photodetectors coarse reference, in form close to the trapezoid, received from the inputs of amplifiers 14-1 - 14-N, the outputs of which are connected to the information inputs of the block 9 of the Comparators, to the reference input which voltage is applied, which determines the threshold of the comparators 15-1 - 15-N. From the midpoint of potentiometer b, the ends of which are connected to the outputs of amplifiers 12-2 and 12-4,

сигналы которых сдвинуты один относительно д угого на 180°,the signals of which are shifted by one with respect to d 180 °,

При максимальном сигнале на выходах усилителей блоков 4 и 5 точного , и грубого отсчетов равном Urn , наAt the maximum signal at the outputs of the amplifiers of blocks 4 and 5 of accurate, and coarse readings equal to Urn, on

средней точке потенциометра 6, независимо от положени  кодового диска 3, всегда будет напр жение равное(1д,/2. Таким образом, уменьшение (увеличение интенсивности источника 1 света приведет к уменьшению (увеличению) напр жени  на средней точке потенциометра б и соответственно не приведет к смещению угловой величины в момент срабатывани  компараторов 15-1 15-м .the center point of potentiometer 6, regardless of the position of the code disk 3, there will always be a voltage equal to (1d, / 2. Thus, a decrease (an increase in the intensity of light source 1 will decrease (increase) the voltage on the midpoint of potentiometer b and accordingly will not to the displacement of the angular value at the time of the operation of the comparators 15-1 15th.

00

Пр моугольные сигнгшы с компараторов 15-1 - 15-N поступают на блок 10 согласовани  отсчетов, на выходе которого формируетс  код грубого от5 счета.Square siggs from comparators 15-1 through 15-N are fed to block 10 of matching samples, at the output of which a coarse code is generated.

Согласование точного и грубого отсчетов в блоке 10 производитс  по методу двойной щетки.The matching of the exact and coarse readings in block 10 is performed using the double brush method.

Экономический эффект от использовани  предлагаемого преобразовател  The economic effect of using the proposed converter

0 определ етс  его техническими возможност ми .0 is determined by its technical capabilities.

Claims (1)

ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРА-» ЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД, содержащий источник света,, оптически соединенный через последовательно расположенные индикаторный и кодовый диски с блоками фотоприемников точ- ,ного и грубого отсчетов, выходы блока фотоприемников точного отсчета соединены с входами интерполятора, выходы которого соединены с входами формирователя кода точного отсчета, выход старшего разряда формирователя кода точного отсчета соединен с управляющим входом блока согласования отсчетов, отличающийс я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости преобразователя, в него введены блок компараторов и формирователь опорного сигнала, выход которого соединен с опорным входом блока компараторов, выходы блока ком-, параторов соединены с информационными входами блока согласования отсчетов, соответствующие выходы блока фотоприемников точного отсчета соединены с входами формирователя опорного сигнала, выходы блока фотоприемников грубого отсчёта соединены с информационными входами блока компараторов.PHOTOELECTRIC CONVERSION- »SHAFT ANGLE CAPTURE CALL IN CODE, containing a light source, optically connected through sequentially arranged indicator and code disks with blocks of fine, coarse and coarse readouts, outputs of the block of fine detectors are connected to the inputs of the interpolator, the outputs of which are connected to the inputs of the shaper of the code of the exact reference, the output of the highest level of the shaper of the code of the exact reference is connected to the control input of the block matching samples, characterized in that, in order to increase To reduce the noise immunity of the converter, a comparator block and a reference signal shaper are introduced into it, the output of which is connected to the reference input of the comparator block, the outputs of the comparator and block block are connected to the information inputs of the readout block, the corresponding outputs of the exact reference photodetector block are connected to the inputs of the reference signal shaper, the outputs of the coarse reference photodetector block are connected to the information inputs of the comparator block. ^SU,„. 1056242 >^ SU, „. 1056242>