[go: up one dir, main page]

SU1246373A1 - Shaft turn angle-to-digital converter - Google Patents

Shaft turn angle-to-digital converter Download PDF

Info

Publication number
SU1246373A1
SU1246373A1 SU843825124A SU3825124A SU1246373A1 SU 1246373 A1 SU1246373 A1 SU 1246373A1 SU 843825124 A SU843825124 A SU 843825124A SU 3825124 A SU3825124 A SU 3825124A SU 1246373 A1 SU1246373 A1 SU 1246373A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
disk
center
measuring
track
slots
Prior art date
Application number
SU843825124A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Павлович Чибухчян
Original Assignee
Институт 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 Институт радиофизики и электроники АН АрмССР filed Critical Институт радиофизики и электроники АН АрмССР
Priority to SU843825124A priority Critical patent/SU1246373A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1246373A1 publication Critical patent/SU1246373A1/en

Links

Landscapes

  • Optical Transform (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к области автоматики и вычислительной техники и предназначено дл  измерени  угловых перемещений в системах программного управлени  станками, в системах управлени  оптическими и радиотелескопами . Целью изобретени   вл етс  повышение точности и уменьшение габаритов преобразовател . С этой целью СО ВыходThe invention relates to the field of automation and computer technology and is intended to measure the angular displacements in software systems for controlling machine tools and in control systems for optical and radio telescopes. The aim of the invention is to improve the accuracy and reduce the size of the converter. To this end, CO Exit

Description

центры внешней и внутренней окружностей дорожки измерительного диска рас- :полагаютс  на одной пр мой относительно центра вращени  диска, причем эксцентриситет внешней окружности больше эксцентриситета внутренней дорожки, а длина щели перед первым чувствительным , .элементом каждой пары меньше наименьшей ширины-дорожки, длина щели перед вторым чувствительным элементом каждой пары,больше наибольше ширины дорожки. При вращении валаthe centers of the outer and inner circumferences of the measuring disk track are located on one straight line relative to the center of rotation of the disk, the eccentricity of the outer circumference being greater than the inner track eccentricity, and the length of the gap in front of the first sensitive element of each pair is smaller than the smallest width of the track; the second sensitive element of each pair, is greater than the maximum width of the track. By rotating the shaft

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах программного управлени  станками, в системах управлени  оптическими и радио тёлескопами..The invention relates to automation and computing and can be used in software systems for controlling machine tools, in control systems for optical and radio telescopes.

Цель изобретени  - повьшение точности и уменьшение габаритов пр еоб- разовател .The purpose of the invention is to increase the accuracy and reduce the size of the manufacturer.

На чертеже приведен преобразователь , угла поворота вала- в код.The drawing shows the transducer, the angle of rotation of the shaft in the code.

Преобразователь содержит измери- тельньй диск I с дорожкой 2, индикаторный диск (не показан) со щел ми 3-6, источник возбуждени  (не показан ) , чувствительные элементы 7-10, дифференциальные усилители 11 и 12 и блок 13 преобразовани  амплитудно-мо дулированных сигналов в код.The converter contains a measuring disk I with track 2, an indicator disk (not shown) with slots 3-6, an excitation source (not shown), sensitive elements 7-10, differential amplifiers 11 and 12, and an amplitude modulated conversion unit 13. signals in the code.

Преобразователь работает следую- ,щим образом..The converter works in the following way.

При вращении измерительного диска 1 излучение источника возбуждени , модулированное дорожкой 2 и щел ми 3 и 5 индикаторного диска, попадает на чувствительные элементы 7 и 9. Внешн   ограничивающа  окружность имеет эксцентриситет L, ОА относи- .тельно оси вращени  вала, а внутренн   ограничивающа  окружность - эксцентриситет Ь„ ОБ, причем L,, L.When the measuring disk 1 rotates, the excitation source radiation modulated by track 2 and slits 3 and 5 of the indicator disk hits the sensitive elements 7 and 9. The outer bounding circle has an eccentricity L, ОА relative to the axis of rotation of the shaft, and the inner bounding circle is eccentricity b „ABOUT, with L ,, L.

Из лучение, достигающее чувствительного элемента 7, определ етс  функ-ди ей пропускани  сопр жени  щели 3 и дорожки 2.The radiation reaching the sensing element 7 is determined by the function of the transmission of the coupling of the slit 3 and the track 2.

Пропускание П определ етс  выражениемThe skip P is determined by the expression

63736373

преобразовател  модулированные щел ми индикаторного и дорожками измерительного дисков световые потоки поступают на чувствительные элементы. На их выходах формируютс  сигналы, пропорциональные углу поворота диска и не содержащие погрешности, с которой нанесена дорожка.,Преобразование, выходных налов с чуствительнцх элементов . в код осуществл етс  . в блоке. 1 ил.the converter modulates the light fluxes of the indicator and tracks of the measuring disk to the sensitive elements. At their outputs, signals are generated that are proportional to the angle of rotation of the disk and do not contain the errors with which the track is applied. Transformation of the output film with sensitive elements. in the code is carried out. in the block. 1 il.

П- Е (Х - X)d,P-E (X - X) d,

(1)(one)

где Е - освещенность сопр гаемогоwhere E is the conjugated illuminance

пол ; рассто ние между внешнейfloor; the distance between the outer

ограничивающей окружностью и осью О вращени  диска i; X., - рассто ние между внутренней ограничивающей окруж- костью и осью О вращени the bounding circle and axis O of rotation of disk i; X., - the distance between the inner bounding circle and the axis O of rotation

диска 1;disk 1;

d - ширина щелей 3. Но так как ограничивающие активный участок дорожки 2 окружнойти имеют эксцентриситеты ОБ и ОА относительно оси вращени  О и направлени  эксцентриситетов противоположны, тоd is the width of the slots 3. But since the tracks 2 surrounding the active portion of the circumference 2 have eccentricities OB and OA with respect to the rotation axis O and the directions of eccentricities are opposite,

1 s.in20+Vos(ete.); (2)1 s.in20 + Vos (ete.); (2)

. .

|ч1й2в+,со5(е1е„), (з)| h1y2v +, so5 (e1e „), (d)

2R,2R,

1 one

величина эксцентриситета внешней ограничивающей окружности;the magnitude of the eccentricity of the outer limiting circle;

о, - величины эксцентриситета, обусловленна  биением измерительного диска 1;o, are the eccentricity values due to the beating of the measuring disk 1;

9 - угол поворота вала преобразовател }9 - the angle of rotation of the converter shaft}

Oj, - величина эксцентриситета внутренней ограничивающей окружности;Oj, is the eccentricity value of the inner bounding circle;

,R - радиусы внешней и внутренней окружностей соответственно; , R - radii of the outer and inner circles, respectively;

QO начальный фазовый сдвиг.QO initial phase shift.

33

Подставл   выражени  (2) и (3) в (1), получаемSubstituting expressions (2) and (3) into (1), we obtain

ПP

E, (S + S }cosQ- + E, (S + S} cosQ- +

SiSi

+ -sin0-KS, COS (в t{+ -sin0-KS, COS (at t {

2R - (5x cos (0te) d .2R - (5x cos (0te) d.

Как видно из выражени  (4) дл  полной компенсацииAs can be seen from expression (4) for full compensation

/от ,j / by, j

погрешностиerrors

необходимо, чтобы S /2R 6 /2R, Дл  этого выбираетс it is necessary that S / 2R 6 / 2R, for this purpose be selected

Подставл   выражение (5) в (4), получаем20Substituting expression (5) into (4), we obtain 20

П + ( i + 5;, )cosej. (6)P + (i + 5 ;,) cosej. (6)

Как видно из выражени  (6), функци  пропускани  сопр жени  измен етс  25 по гармоническому закону и не зависит от биени  измерите..ьного диска 1.As can be seen from expression (6), the function of transmission mate varies 25 according to a harmonic law and does not depend on the beat. Measure disk 1.

Излучение, модулированное дорожкой 2 и щелью 3 попадает на чувствительный элемент 7, на выходе кото- Q рого образуетс  сигнал U :The radiation modulated by the track 2 and the slot 3 is incident on the sensitive element 7, at the output of which Q the signal U is formed:

1 - о1 - about

+ и.., cose,+ and .., cose,

3535

где Uo - посто нна  составл юща ,where Uo is a constant component,

завис ща  от (R -R)d; и„ - амплитуда, завис ща  отdependent on (R-R) d; and „- amplitude, depending on

(S, + &,)d.(S, + &,) d.

Так как щель 5 сдвинута относительно щели 3 на 90 , то на выходе чувст- р вИтельного элемента 9 образуетс  сигнал и :Since the slit 5 is shifted relative to the slit 3 by 90, the output of the sensing element 9 of the signal 9 forms a signal and:

0 и„ + .0 and „+.

В св зи с тем, что длина щелейDue to the fact that the length of the slots

4 и 6 меньше минимальной ширины до- рожки 2, то на чувствительные элементы 8 и 10 попадают посто нные световые потоки. Изменением крутизны характеристик чувствительных элементов 8 и 10 добиваютс , чтобы напр жение на их выходах стало равным U. 4 and 6 are smaller than the minimum width of track 2, then constant light fluxes fall on the sensitive elements 8 and 10. By changing the steepness of the characteristics of the sensing elements 8 and 10, the voltage at their outputs becomes equal to U.

Сигналы с выходов чувствительных элементов 7-10 поступают на соответствующие входы дифференциальных уси- лителей 11 и 12, на выходах которыхThe signals from the outputs of the sensitive elements 7-10 are fed to the corresponding inputs of differential amplifiers 11 and 12, the outputs of which

ВНИИПИVNIIPI

Заказ 4022/56 Тираж 816Order 4022/56 Edition 816

+ +

1246373412463734

образуютс  симметричные относительно нул  сигналы Uj и U.:the signals Uj and U are symmetric about zero:

Uj U cosS; U Ursine,Uj U cosS; U Ursine,

10ten

f5f5

2020

2525

QQ

3535

4545

5050

5555

раж 816rage 816

поступающие на блок 13 преобразовани  амплитудно-модулированных сигналов в код, который  вл етс  .преобразователем синусно-косинусных сигналов в код и может быть построен по любому известному принципу (след щего уравновешивани , поразр дного взвешивани , интерпол тора на основе потенцио- метрического фазовращател  и т.д.).Amplitude modulated signals into a code 13, which is a transducer of sine-cosine signals into a code and can be constructed according to any known principle (tracking balancing, bitwise weighting, an interpolator on the basis of a potentiometric phase shifter and .d.)

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Преобразователь угла поворота вала , в код, содержащий источник возбужде- ни , оптически соединенный через первую и вторую щели индикаторного диска и дорожки измерительного диска с первой и второй парами чувствительных элементов, установленными со сдвигом один относительно другого на 90°, выходы первой и второй пар чувствительных элементов подключены к входам одноименных дифференциальных усилителей, выходы которых соединены с входами блока преобразовани  амплитудно-модулированных сигналов в код, при этом активный участок дорюж- ки измерительного диска ограничен внешней и внутренней окружност ми, центр внутренней окружности смещен относительно центра из 1ерительного диска на величину эксцентриситета L, отличающийс  тем, что, с целью повьш1ени  точности и зт еньшени  габаритов, в нем индика- торньй диск выполнен с третьей и чет- вертой щел ми, центр внешней окружности расположен на пр мой, .проход щей через центр внутренней окру«.ности и центр измерительного, диска по дру- гуто сторону от него и смещен относительно центра измерительного диска на величину эксцентриситета L, причем L i Ц, длина первой и второй щелей индикаторного диска перед одним чувствительным элементом каждой пары меньше минимальной ширины дорожки измерительного ди,ска, а длина третьей и четвертой щелей индика-- торного диска перед другим чувствительным элементом каждой пары больше максимальной ширины дорожки измерительного диска.The converter of the shaft rotation angle into the code containing the excitation source optically connected through the first and second slots of the indicator disk and the track of the measuring disk with the first and second pairs of sensing elements installed with a 90 ° offset from each other, the outputs of the first and second pairs sensitive elements are connected to the inputs of the same differential amplifiers, the outputs of which are connected to the inputs of the amplitude-modulated signal-to-code conversion unit, while the active section of the tracker and The measuring disk is limited by the outer and inner circles, the center of the inner circle is offset from the center of the measuring disk by an eccentricity value L, characterized in that, in order to increase the accuracy and size of the dimensions, the indicator disk is made with third and fourth the center of the outer circumference is located on the straight line passing through the center of the inner circumference and the center of the measuring disk, the disk is on the other side of it and is offset from the center of the measuring disk by an eccentric value theta L, with L i Ц, the length of the first and second slots of the indicator disk in front of one sensitive element of each pair is less than the minimum width of the measuring track, and the length of the third and fourth slots of the indicator disk in front of the other sensitive element of each pair is greater than the maximum width track measuring disc. ПодписноеSubscription Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4Random polygons pr-tie, Uzhgorod, st. Project, 4
SU843825124A 1984-12-17 1984-12-17 Shaft turn angle-to-digital converter SU1246373A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU843825124A SU1246373A1 (en) 1984-12-17 1984-12-17 Shaft turn angle-to-digital converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU843825124A SU1246373A1 (en) 1984-12-17 1984-12-17 Shaft turn angle-to-digital converter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1246373A1 true SU1246373A1 (en) 1986-07-23

Family

ID=21151548

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU843825124A SU1246373A1 (en) 1984-12-17 1984-12-17 Shaft turn angle-to-digital converter

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1246373A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 1043709, кл. G .08 С 9/06, 1983. Авторское свидетельство СССР № 1059547, кл. G 08 С 9/06, 1983. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3938890A (en) Torque transducer utilizing differential optical sensing
US5481106A (en) Encoder with an optical scale and interference of zero and first order diffraction beams
JP3150404B2 (en) Method and apparatus for measuring refractive power in optical system
JPH0914941A (en) Detection device for rotary angle of rotary shaft
SU1246373A1 (en) Shaft turn angle-to-digital converter
US4679029A (en) Optoelectronic rotational position sensor
CN114705136B (en) Auto-collimation absolute angle measurement method and system based on spectrum resolution technology
US4698616A (en) Optoelectronic rotational position sensor
SU1246372A1 (en) Shaft turn angle-to-digital converter
JP3142217B2 (en) Rotation sensor
SU970146A1 (en) Torgue meter
SU1305849A1 (en) Shaft turn angle-to-digital converter
SU523376A1 (en) Autocollimation device
SU1098021A1 (en) Shaft turn angle encoder
JPS636418A (en) Encoder
SU1446472A1 (en) Apparatus for measuring small gaps between two surfaces of which one in translucent
SU1187133A1 (en) Photoelectric automatic collimator
SU1113672A1 (en) Linear displacement meter
SU621958A1 (en) Photoelectric autocollimation roll sensor
SU1136313A1 (en) Shaft turn angle encoder
JPH0233186Y2 (en)
SU731283A1 (en) Photoelectric automatic collimator
SU551502A1 (en) Device for measuring the angular displacements of an object in two mutually perpendicular planes
JP2840470B2 (en) Speedometer
JPH0333659A (en) Apparatus for measuring number of rotations