double arrow
Кодовые датчики положения

Кодовые датчики положения преобразуют линейное или угловое перемещение объекта в цифровой код. Рассмотренные ниже кодовые датчики называют также аналого-цифровыми преобразователями пространственного кодирования.

На рис. 8.10а приведена функциональная схема канала передачи одного (i-го) разряда цифровой информации о положении объекта, характеризуемого координатой х. Элементы, входящие в состав датчика, пронумерованы от 1 до 6.

В зависимости от конструкции датчика деталь 2 (пластина или диск) с окном совершает линейное (пластина по вертикали) или угловое (диск относительно оси О-О) перемещение х. При определенном положении пластины 2 (диска) световой поток от светодиода 1 попадает через окно на фотодиод 3, который является чувствительным элементом усилителя 4. По сигналу с усилителя 4 импульсный элемент (компаратор) 5 формирует прямоугольный импульс, длительность τ которого зависит от скорости изменения х, пока на интервале времени (t′, t′+τ) фотодиод 3 освещен светодиодом 1 через окно пластины (диска) 2. Требуемый уровень выходного сигнала (напряжения) создается усилителем 6. Временные диаграммы, поясняющие преобразование х в логическую переменную уi, показаны на рис. 8.10б. Выходная переменная уi=1, когда координата х положения объекта удовлетворяет условию х′ < х < х′′. Если это условие не выполняется, то уi=0.

На рис. 8.11а показана кодовая пластина (с горизонтальными дорожками), с помощью которой формируется обычный четырехразрядный код.




 
 


Слева от пластины показано расположение излучающих элементов – светодиодов. Сверху от пластины пронумерованы от 0 до 15 позиции относительного расположения пластины и светоизлучающих элементов. Предполагаем в данном случае, что кодовая пластина перемещается влево, занимая такие промежуточные положения, характеризуемые координатой х, при которых неподвижные излучающие элементы находятся за пластиной. Например, позиции 5 соответствует положение пластины, при котором окна первой и третьей сверху дорожек открыли световой поток для соответствующих фотоприемников (фотодиодов). Через вторую и четвертую дорожки световые потоки не проходят к соответствующим фотоприемникам.

Верхняя дорожка определяет нулевой разряд у0 числа у3у2у1у0, представляемого в двоичной системе счисления. Вторая дорожка сверху определяет первый разряд у1 и т.д. Так, позиции 5 (можно считать х=5) соответствует число 0101.



Наибольшее распространение получили преобразователи аналог-код (рис. 8.11б), выполненные в виде кодирующего диска с фотоэлектрической (оптической) системой считывания. Границы дорожек с окнами у кодового диска представляют собой окружности. Внешняя дорожка определяет нулевой разряд числа в двоичной системе счисления. Ближайшей к центру диска дорожке соответствует максимальный N-1 разряд N-разрядного кода. Максимальный угол поворота диска (диапазон изменения входного сигнала х) составляет 360О.

Для уменьшения ошибок считывания применяют специальные методы кодирования, различающиеся расположением окон на дорожках. Например, применяется циклический код (код Грея), который сводит ошибку к единице младшего разряда.

В табл. 8.3 приведены технические характеристики некоторых типов фотоэлектрических преобразователей угла в код.

Технические характеристики фотоэлектрических преобразователей Таблица 8.3
Тип, марка преобразователя Количество разрядов, N Габаритные размеры, мм Масса, кг
ФКУ-8 ФП-11В ФП-ЛОГ-11 ФПВК-СК-12 ФПВК-Л-13 ОЭП-Л-9 ОЭП-Л-12 44,5х35,2 105х100 105х100 140х126 140х126 55х108,5 142х109 0,08 0,45 0,45 1,0 0,95 0,25 0,9





Сейчас читают про: