[go: up one dir, main page]

SU1056243A1 - Photoelectric shaft rotation angle encoder - Google Patents

Photoelectric shaft rotation angle encoder Download PDF

Info

Publication number
SU1056243A1
SU1056243A1 SU823479677A SU3479677A SU1056243A1 SU 1056243 A1 SU1056243 A1 SU 1056243A1 SU 823479677 A SU823479677 A SU 823479677A SU 3479677 A SU3479677 A SU 3479677A SU 1056243 A1 SU1056243 A1 SU 1056243A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
outputs
coarse
inputs
diaphragms
modulo
Prior art date
Application number
SU823479677A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Слава Худанович Бабаян
Дереник Эндзакович Аракелян
Original Assignee
Специальное Конструкторское Бюро Института Радиофизики И Электроники Ан Армсср
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Специальное Конструкторское Бюро Института Радиофизики И Электроники Ан Армсср filed Critical Специальное Конструкторское Бюро Института Радиофизики И Электроники Ан Армсср
Priority to SU823479677A priority Critical patent/SU1056243A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1056243A1 publication Critical patent/SU1056243A1/en

Links

Landscapes

  • Optical Transform (AREA)

Abstract

ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД, содержащий осветитель, оптически соединенный че1рез индикаторный и кодированный диски с фотоприемниками точного и грубого отсчетов, выходы которых соединены через усилители с входами первого и второго интерпол торов , на индикаторном диске выполнены щелевые диафрагмы точного отсчета и две щелевые диафрагмы грубого отсчета, сдвинутые одна относительно другой на ,отличаю щ и и с   тем, что, с целью уменьшени  габаритов и упрощени  преобразовател , в него введены первый и второй компараторы, первый и второй блоки сложени  по модулю два, блок согласовани  отсчетов, внутренний край кодовой дорожки выполнен эксцентрично по отношению к центру вращени  кодированного диска , на индикаторном диске выполнены две дополнительные щелевые диафрагмы грубого отсчета, которые сдвину-, ты одна относительно другой на 90 и сдвинуты относительно соответствующих :целевых диафрагм грубого отсчета на 90°, наибольший и наименьший радиусы щелевых диафрагм и дополни- тельных щелевых диафрагм грубого от ,счета равны cooTBeTCTBeliHo радиусу наименьшей и радиусу наибольшей ширины кодовой дорожки; а их ширина . . кратна двум квантгм кодовой дороАки , выходы первого и второго интерпол торов соединены с входс1М11 первЬ- го и второго компараторов, соответственно выход первого компаратора соединен через блок согласовани  отсчетов с входами первого блока сложени  по модулю два, выход второго компаратора соединен с входами второго блока сложени  по мо:л дулю два, один из выходов которого соединен с дополнительным входом з блока согласовани  отсчетов, выходы блоков сложени  по модулю два  вл ND |ютс  выходакш преобразовател . 4;; :сA PHOTO-ELECTRIC CONVERTER of ANGLE OF SWIVELING OF A SHAFT INTO A CODE containing an illuminator, optically connected through an indicator and coded disc with accurate and coarse photoreceivers, the outputs of which are connected through amplifiers to the inputs of the first and second interpolators. coarse readings, shifted one relative to the other, differ from and with the fact that, in order to reduce overall dimensions and simplify the converter, the first and the second comparators, the first and second modulo two addition units, the sample matching unit, the inner edge of the code track are eccentric with respect to the center of rotation of the coded disk, two additional slit coarse diaphragms are made on the indicator disk, which are shifted one relative to another 90 and shifted relative to the corresponding: target rough diaphragms by 90 °, the largest and smallest radii of the slit diaphragms and the additional slit diaphragms of the rough from, the accounts are equal to cooTBe TCTBeliHo the radius of the smallest and the radius of the greatest width of the code track; and their width. . a multiple of two codepoints, the outputs of the first and second interpolators are connected to the inputs of the first and second comparators, respectively, the output of the first comparator is connected through the sample matching unit to the inputs of the first modulo unit two, the output of the second comparator is connected to the inputs of the second addendum unit Mo: 2, one of the outputs of which is connected to the auxiliary input from the sample matching unit, the outputs of the adder units modulo two is ND | output of the converter. four;; :with

Description

Изобретение относитс  к автомати ке и вычислительной технике и может быть использовано в системах автоматического управлени  дл  преобразовани  углов поворота вала в код. Известен фотоэлектрический: преобразователь, содержащий осветитель , индикаторный и кодированный диски, фотоприемники и блок интер . пол торов Ij . Недостатком данного преобразовател   вл етс  его сложность. Наиболее близким к изобретению техническим решением  вл етс  фотоэлектрический преобразователь угла поворота вала в код, содержащи осветитель, оптически соединенный через индикаторный и кодированный диски с фотоприейниками точного и. грубого отсчётов, выходы которых через усилители соединены с йходами первого и второго интерпол торов, на индикаторном диске выполнены щелевые диафрагмы точного отсчета и .две щелевые диафрагмы грубого отсче та, сдвинутые друг относительно дру га на 3 преобразователе дорожка грубого отсчета выполнена прозрачной и имеет эксцентриситет, а фотоприемники грубого отсчета размещены попарно в двух точках дорожки грубо го отсчета кодированного диска чере 90° 2 . Недостатками известного преобразовател   вл ютс  относительно боль шие габариты, св занные с наличием двух дорожек и.межразр дной- перемыч ки между ними, и его сложность. Целью изобретени   вл етс  умень шение габаритов и- упрощение констру ции преобразовател . Поставленна  цель достигаетс  те что в фотоэлектрический преобразова тель угла поворота вала в код, содержащий осветитель, оптически соединенный через индикаторный и кодир ванный диски с фотоприемниками точного и ,грубого отсчетов, выходы которых соединены через усилители с входами первого и второго интерпол  торов, на индикаторном диске выполнены щелевые диафрагмы точного отсчета щелевые диафрагмы грубо го -отсчета, сдвинутые одна относительно другой на 90°, введены первы 1и второй компараторы, первый и втор . блоки сложени  по модулю два, блок согласовани  отсчетов, внутренний край кодовой дорожки выполнен эксцентрично по отношению к центру вра щени  кодированного диска, на индикаторном диске выполнены две дополнительные щелевые диафрагмы грубого отсчета, которые сдвинуты друг отно сительно друга на и сдвинуты относительно соответствующих щелевых диафрагм грубого отсчета на 90 наибольший и наименьший радиусы щелевых диафрагм грубого отсчета н дополнительных щелевых диафрагм грубого отсчета равны соответственно радиусу наименьшей и радиусу наибольшей ширины кодовой дорожки, а их ширина кратна двум .квантам кодовой дорожки .выходы первого и второго интерпол торов соединены с входами первого и второго компараторов, соответственно выход первого компаратора, соединен через блок согласовани  отсчет ов с входами первого блока сложени  по модулю два, выход второго компаратора соединен с входагли второго блока сложени  по модулю два, один из -выходов которого соединен с дополнительньлу входом блока согласовани , выходы блоков сложени  по мадулю два  вл ютс  выходами преобразовател . На фиг.1 показан кодированный . диск с кодовой шкалой и взаимн-ым расположением щелей точного и грубого отсчетов на индикаторно.м диске, на фиг.2 - функциональна  схема прег; образовател / на фиг.З и 4 - диаграммы сигналов, по сн ющие работу преобразовател . Преобразователь содержит кодированный диск 1 с дорожкой 2 точного отсчета и эксцентричным краем 3, индикаторный диск с четырьм  щелевыми диафрг1гма.ми 4 и 5 грубого и точного отсчетов, фотоприемники б и 7 грубого и точного отсчетов, канал грубого отсчета (ГО),содержащий усилители 8, интерпол тор 9, KOi naраторы 10, блок 11 согласовани  отсчетов и блок 12 сложени  по модулю два и канал точного отсчета (то), содержащкгй усилитель 13, интерпол тор 14, компараторы 15 и блок 16 сложени  по модулю два.. Цифрами- 17-20 показаны сигналы,, получаемые на выходах фотоприемников б, а цифрами 21-24 - сигналы на выходах фотоприемников 7. На индикаторном диске четыре щелевьте диафрагмы 4 с шириной, кратной шагу делени  кодовой дорожки, которые разнесены друг относительно друга на 90° и расположены таким образом, что лучистый поток, оформи- . рованный ими, модулируетс  эксцентричным краем 3 кодовой дорожки 2, На фиг.1 кодированный вал и осветитель условно не показаны. Преобразователь работает следущим образом. При повороте кодированного вала на один оборот (фиг.1) лучистый поток, сформированный диафрагмами 4 грубого отсчета, в основном модулируетс  эксцентричным краем 3 кодовой дорожки 2. Так как край 3 выполнен эксцентрично, а четыре щелевые диафрагмы 4 грубого отсчетаThe invention relates to automation and computer technology and can be used in automatic control systems for converting shaft rotation angles to code. Known photoelectric: a converter containing an illuminator, indicator and coded discs, photodetectors and an inter unit. pol Ior. The disadvantage of this converter is its complexity. The closest technical solution to the invention is a photoelectric transducer of the angle of rotation of the shaft into a code containing an illuminator optically connected through an indicator and coded disc with an exact photovoltage and. coarse readings, the outputs of which through amplifiers are connected to the inputs of the first and second interpolators, on the indicator disk there are accurate aperture slit diaphragms and two rough slit apertures, shifted relative to each other on the 3rd converter, the coarse readout track is transparent and has eccentricity, and the rough photodetectors are arranged in pairs at two points of the coarse reference track of a coded disk through 90 ° 2. The disadvantages of the known converter are the relatively large dimensions associated with the presence of two tracks and an inter-bridge between them, and its complexity. The aim of the invention is to reduce the size and simplify the design of the converter. The goal is achieved by the fact that in a photoelectric converter the angle of rotation of the shaft into a code containing an illuminator, optically connected through indicator and coded disks with accurate and coarse readings, the outputs of which are connected through amplifiers to the inputs of the first and second interpolators, on the indicator disk precision slit diaphragms are made; slit diaphragms of a rough go-off, shifted one relative to the other by 90 °, the first 1 and the second comparators are introduced, the first and second. modulo-two addition units, a sample matching unit, the inner edge of the code track are eccentric with respect to the rotation center of the coded disk; two additional slit diaphragms of the coarse reference are on the indicator disk, which are shifted relative to each other by and shifted relative to the corresponding slit diaphragms of the coarse of reference at 90 the largest and smallest radii of the slit diaphragms of the rough count and additional slit diaphragms of the rough count are equal respectively to the radius of the smallest and p the maximum width of the code track, and their width is a multiple of two code track quanta. The outputs of the first and second interpolators are connected to the inputs of the first and second comparators, respectively, the output of the first comparator, connected via the matching unit of readings o to the inputs of the first addition unit modulo two, the output of the second comparator is connected to the input of the second addition unit modulo-two, one of whose outputs is connected to the additional input of the matching unit, the outputs of the addition blocks are two outputs reformer Figure 1 shows the encoded. a disk with a code scale and a mutual arrangement of the slits of the exact and coarse readings on the indicator m disk; in Fig. 2, the functional diagram of the prec; the generator / in FIG. 3 and 4 are signal diagrams explaining the operation of the converter. The converter contains a coded disk 1 with track 2 of exact readout and eccentric edge 3, indicator disc with four slit diaphragms. 4 and 5 of coarse and accurate readings, photodetectors b and 7 of coarse and exact readings, coarse reference channel (GO) containing amplifiers 8 , an interpolator 9, KOi sensors 10, a block 11 for matching samples and a block 12 for modulo two and a channel for exact counting (that) containing the amplifier 13, an interpolator 14, comparators 15 and a block 16 for modulo two. -20 shows the signals received at the outputs of the photo 21-24 are signals at the outputs of photodetectors 7. On the indicator disk, four slit diaphragms 4 with a width that is a multiple of the division of the code track, which are 90 ° apart from each other and are arranged in such a way that the radiant flux . They are modulated by the eccentric edge 3 of the code track 2. In Fig. 1, the encoded shaft and illuminator are conventionally not shown. The converter works as follows. When the encoded shaft is rotated one turn (FIG. 1), the radiant flux formed by the coarse diaphragms 4 is mainly modulated by the eccentric edge 3 of the code track 2. Since the edge 3 is eccentric and the four slit diaphragms 4 are coarse

разнесены в пространстве друг относительно друга на 90, то на выходах соответствующих фотоприемников б грубого отсчета генерируютс  четыре синусоидальных сигнала 17-20, сдвинутые по фазе друг относительно друга на- четверть периода (фиг. 3| Период этих сигналов соответствует одному обороту вала. Эти сигналы через усилители 8 канала грубого отсчета поступают на вход соответствующего интерпол тора 9, в котором формируютс  сигналы с фазовым сдвигом , равным2 (2т , соответствующим кванту делени  кодовой дорожки 2 точного отсчета, где m - коэффици .ент интерпол ции интерпол тора 9 грубого отсчета. Эти сигналы компа,раторами 10 преобразуютс  в пр мо угольные и поступают на вход бло ка И сргласова ни  отсчетов, в котором происходит согласование грубого отсчета с точным ; Канал точного отсчета работает следующим образом . Лучистый поток, прошедший Через четыре щелевые диафрагмы 5 точного отсчета, разнесенные в пространстве на 90, сдвинутые друг относительно друга на четверь шага делени  кодовой дорожки и расположенные на ее среднем диаметре, модуЛиуётс  делени ми дорожки 2 точного отсчета при ее вращении и поступает на соответствующие фотоприемники 7 точного отсчета. Таким образом, на выходах фотоприемников 7 за один ша поворота вала генерируютс  четыре сигнала 21-24 (фиг.4) , сдвинутые на четверь периода. Период этих сигналов равен ifiary и делени  дорожки 2. Этл сигналы через усилители 13 поступают на интерпол тор 14, в котором формируютс  промежуточные сигналы с фазовым сдвигом / ,где П - коэффициент интерпол ции интерпол тора 14 точного отсчета. Эти сигналы компараторами 15 формируютс  в пр моугольные и поступают на блок 16 сложени  по модулю два, в котором преобразуютс  в двоичный код соответствующих разр дов ( mr ж п) ,spaced apart from each other by 90, then four sinusoidal signals 17–20 are generated at the outputs of the corresponding photodetectors of the coarse count b, shifted in phase relative to each other by a quarter of a period (Fig. 3 | The period of these signals corresponds to one revolution of the shaft. These signals through the amplifiers 8 of the coarse reference channel, they are fed to the input of the corresponding interpolator 9, in which signals with a phase shift equal to 2 are formed (2m, corresponding to the dividing quantum of the codecoding of the exact counting, where m is the coefficient. interpolator interpolator 9 coarse reference. These computer signals, 10 are converted to right angles and fed to the input of the And srlasov block, in which the coarse read is coordinated with the exact one; the exact reference channel works as follows. Radiant flux, passed Through four slit diaphragms 5 precise readings, separated by 90 space, shifted relative to each other by four steps of dividing the code track and located on its middle diameter, are modulated by dividing tracks 2 of exact tracks account as it rotates and is supplied to the respective photodetectors 7 accurate reading. Thus, at the outputs of the photodetectors 7, for one shaft rotation, four signals 21-24 are generated (FIG. 4) shifted by a quarter period. The period of these signals is equal to the ifiary and dividing track 2. The signals through the amplifiers 13 arrive at the interpolator 14, in which intermediate signals with phase shift / are formed, where P is the interpolator 14 interpolation coefficient of the exact reference. These signals are formed by rectangles by comparators 15 and are fed to modulo two ad unit 16, in which they are converted into binary code of the corresponding bits (mr and n)

Управление блоком 11 согласовани  Control unit 11 approval

0 осуществл етс  сигналом старшего разр да точного отсчета. Принцип работы схемы согласовани  отсчетов аналогичен принципу согласовани  по. двойной щетке.0 is performed by the high-order signal of the exact count. The principle of operation of the sample matching scheme is similar to the principle of matching with. double brush

5five

Согласованные сигналы канала грубого отсчета поступают на блок 12 сложени  по модулю 2, в котором преобразуютс  в двоичный код с ti -1 до первого разр да.Coordinated coarse channel signals arrive at addendum 12 modulo 2, in which they are converted into binary code from ti -1 to the first digit.

Таким образом, предложенное уст0 ройство позвол ет выполнить позиционный преобразователь.с одной кодовой дорожкой, что уменьшает габариты кодированного вала и упрощает преобразователь. Уменьшаетс  также Thus, the proposed device allows to perform a positional transducer with one code track, which reduces the dimensions of the coded shaft and simplifies the transducer. Also decreases

5 момент инерции подвижной части преобразовател , его вес и число градаций маски, что улучшает технологичность изготовлени  кодированного диска и всего преобразовател .5, the moment of inertia of the movable part of the converter, its weight and the number of gradations of the mask, which improves the manufacturability of the encoded disk and the entire converter.

00

А устранение вли ни  погрешностей преобразовател , св занных с радиальным биением кодированного диска, позвол ет также повысить разрешающую способность преобразо5 вател  без усложнени  его конструкции и технологии изготовлени .And eliminating the effect of transducer errors associated with the radial runout of a coded disk also makes it possible to increase the resolution of the transducer without complicating its design and manufacturing technology.

Экономический эффект от исполь , зовани  изобретени  обусловлен его техническими особенност ми, приве0 денными выше.The economic effect of the use of the invention is due to its technical features given above.

Claims (1)

ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА В КОД, содержащий осветитель, оптически соединенный через индикаторный и кодированный диски с фотоприемниками точного и грубого отсчетов, выходы которых соединены через усилители с входами первого и второго интерполяторов, на индикаторном диске выполнены щелевые диафрагмы точного отсчета и две’ щелевые диафрагмы грубого отсчета, сдвинутые одна относительно другой на 90е,отличаю щ и й с я тем, что, с целью уменьшения габаритов и упрощения преобразователя, в него введены первый и второй компараторы, первый и второй блоки сложения по модулю два, блок согласования отсчетов, внутренний край кодовой дорожки выполнен эксцентрично по отношению к центру вращения кодированного диска, на индикаторном диске выполнены две дополнительные щелевые диафрагмы грубого отсчета, которые сдвинуты одна относительно другой на 90® и сдвинуты относительно соответствующих щелевых диафрагм грубого отсчета на' 90°, наибольший и наименьший радиусы щелевых диафрагм и дополнительных щелевых диафрагм грубого от.счета равны соответственно радиусу наименьшей и радиусу наибольшей ширины кодовой дорожки) а их ширина . . кратна двум квантам кодовой дороЖки, выходы первого и второго интерполяторов соединены с входамц перво- го и второго компараторов, соответственно выход первого компаратора соединен через блок согласования отсчетов с входами первого блока сложения по модулю два, выход второго компаратора соединен с входами второго блока сложения по модулю два, один из выходов которого соединен с дополнительным входом блока согласования отсчетов, выходы блоков сложения по модулю два является выходами преобразователя.A PHOTOELECTRIC CONVERTER OF THE SHAFT TURN ANGLE IN THE CODE, containing a illuminator optically connected through indicator and coded disks to photodetectors of accurate and coarse readings, the outputs of which are connected through amplifiers to the inputs of the first and second interpolators, slotted diaphragms of the exact readout and two 'are made on the indicator disk coarse-shifted relative to one another by 90 e, wherein u and d with me that, in order to reduce the size and simplify the converter, it introduced the first and second the first comparators, the first and second addition blocks are modulo two, the sample matching block, the inner edge of the code track is eccentric with respect to the center of rotation of the coded disk, two additional coarse slit diaphragms are made on the indicator disk, which are shifted one relative to the other by 90® and are shifted relative to the corresponding coarse aperture diaphragms by '90 °, the largest and smallest radii of the aperture diaphragms and additional coarse aperture diaphragms are equal to the radius, respectively the smallest and the largest width of the code track radius) and their width. . is a multiple of two quanta of the code path, the outputs of the first and second interpolators are connected to the inputs of the first and second comparators, respectively, the output of the first comparator is connected through the block matching samples with the inputs of the first block of addition modulo two, the output of the second comparator is connected to the inputs of the second block of modulo two, one of the outputs of which is connected to an additional input of the block matching samples, the outputs of the blocks of addition modulo two is the outputs of the Converter. SU .> 1056243SU.> 1056243 1.0562431.056243
SU823479677A 1982-07-30 1982-07-30 Photoelectric shaft rotation angle encoder SU1056243A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823479677A SU1056243A1 (en) 1982-07-30 1982-07-30 Photoelectric shaft rotation angle encoder

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823479677A SU1056243A1 (en) 1982-07-30 1982-07-30 Photoelectric shaft rotation angle encoder

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1056243A1 true SU1056243A1 (en) 1983-11-23

Family

ID=21025408

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU823479677A SU1056243A1 (en) 1982-07-30 1982-07-30 Photoelectric shaft rotation angle encoder

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1056243A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101750109B (en) * 2009-09-09 2011-04-27 杭州水表有限公司 Coded disc counting encoder

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Фотоэлектрические преобразователи информации. Под ред. Л.Н.Преснухина, М./ Машиностроение, 1974, с. 302. 2. Авторское свидетельство СССР по эа вке 3279748, кл. G 08 С 9/06, 1981 (прототип). *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101750109B (en) * 2009-09-09 2011-04-27 杭州水表有限公司 Coded disc counting encoder

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1232045A (en) Position sensor
US4680466A (en) Displacement transducer which simultaneously extracts signals via sequential switching
US4621256A (en) Apparatus for measuring rate of angular displacement
US4421980A (en) Position encoder with closed-ring diode array
US3531798A (en) Numerical coding
JP2002513923A (en) Multi-turn encoder
US5537210A (en) Rotation detecting apparatus and scale having a multi helix diffraction grating for the same
EP0213904B1 (en) Interpolation method and encoder
US5012238A (en) Absolute encoder
JPH087082B2 (en) Optical encoder
GB2432905A (en) Interpolating optical encoder using frequency multiplication
US3244895A (en) Shaft encoders
US4417141A (en) Optical shaft angle encoder
US3312828A (en) Analog to digital encoding apparatus for directly reading out information
US5602388A (en) Absolute and directional encoder using optical disk
SU1056243A1 (en) Photoelectric shaft rotation angle encoder
US3323120A (en) Optical vernier for analog-to-digital converters
US3364359A (en) Electro-optical encoder having transmission variation compensation
US3482106A (en) Precision shaft encoder having means to eliminate the effect of translational movement
SU1176453A1 (en) Shaft turn angle encoder
US3660830A (en) Multi-element shaft encoder incorporating a geneva drive
SU1103273A1 (en) Photoelectric shaft turn angle encoder
JPH0861990A (en) Encoder
SU1190521A1 (en) Travel-to-digital converter
SU1115082A1 (en) Photoelectric shaft turn angle encoder