SU972543A1 - Двухотсчетный датчик угла - Google Patents

Description

. (5) ДВУХОТСЧЕТНЫЙ ДАТЧИК УГЛА

Изобретение относитс  к автоматик и вычислительной технике и может быт использовано в цифровых преобразовател х угла. Известны двухотсчетные датчики угла поворота, содержащие кодирующий элемент в виде диска или барабана с кодовыми масками систем грубого и точного отсчетов, выполненными из ферромагнитного материала, неподвижные считывающие элементы магнитного типа, шины опроса и считывани . Известен также двухотсчетный датчик угла поворота, содержащий кодирующий элемент, кодова  маска которого выполнена в виде магнитнЬго экра на с секторными вырезами, а в качест ве элементов считывани  кода использованы магнитоупразл емые герметичес кие контакты (герконы) с экранными кольцами и цилиндрическими посто нными магнитами 1. Наличие большого количества посто нных магнитов, отдельных дисков ДЛЯ каждой системы отсчета, сравнительно большие габариты герконов, а также наличие цифрового преобразовател  дл  преобразовани  кодированного выходного сигнала в пропорциональный электрический сигнал существенно усложн ет конструкцию этого датчика, а также увеличивает его вес и габариты. Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  двухотсчетный датчик угла, содержащий системы точного и грубого отсчетов, подвижный кодирующий элемент, кодова  маска которого выполнена в виде участков из магнитожесткой пленки, а элементы считывани  кода - в виде анизотропной магнитом гкой пленки, нанесенной на неподвижную подложку, над которой размещены шины считывани  и опроса. Под действием импульса опроса участки- магнитом гкой пленки, наход щиес  вне зоны действи  магнитного пол  участков кодовой маски кодирующего элемента, перемагничива сь, навод т на шине считывани  импульс ЭДС. Намагниченность тех участков пленки, которые наход тс  в зоне дей стви  магнитного пол  участков кодовой маски, фиксируетс  в некотором положении, и эти участки не реагирую на импульс опроса, т.е. +не индуктиру ют ЭДС на своих шинах считывани  2 Однако конструкци  известного дат чика  вл етс  .сложной. Считывающий элемент каждого разр да кода (магнитом гка  пленка) имеет большие разме ры (до длины кодовой дорожки), каждый разр д имеет свою шину опроса, а число шин считывани  равно числу делений наименьшего разр да кода; Кроме того кодовый выход датчика требует последующего применени  цифрового преобразовател  дл  представлени  углового положени  контролируемого вала в виде напр жени  или числа импульсов, что усложн ет конструкцию известного датчика угла поворота. Цель изобретени  - упрощение двухотсчетного датчика угла. Поставленна  цель достигаетс  тем что в двухотсчетном датчике угла, содержащем в каналах точного и грубого отсчетов шины считывани  и опроса подвижный кодирующий элемент с кодовой маской, выполненной из магнит-ожесткой пленки, и содержащий дорожки точного и грубого отсчетов, неподвижные элементы считывани  кода, выполненные из анизотропной магнитом гкой пленки, неподвижные элементы считывани  кода выполнены в виде отдельных считывающих элементов, кото рые нанесены на шины опроса, шины опроса обеих каналов отсчетов соединены между собой и выполнены клинообразыми , а шины считывани  выполнены в виде электропроводных витков, внутри которых расположены соответствующие шины опроса. На фиг.- 1 изображена схема предлагаемого датчика с частичным разрезом кодирующего элемента, который условно изображен прозрачным и без кодовых масок; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1, взаимное расположение шин считывани  и опроса, элементов считывани  кода и кодирующего элемен та; на фиг. 3 одно из возможных исполнений кодирующего элемента, где кодовые маски систем грубого и точного отсчетов выполнены п тиразр дными; на фиг. 4 - временные зависимости напр женности магнитного пол  тока опроса и выходных импульсов. Датчик содержит кодирующий элемент 1, на поверхности которого нанесены кодовые маски с участками из магнитожесткой пленки дорожек грубого отсчета 2 и точного отсчета 3. Неподвижна  часть датчика состоит из клинообразных шин Л и 5 опроса, неподвижных элементов 6 и 7- считывани  кода, выполненных в виде отдельных считывающих элементов, шин 8 и 9 считывани  систем грубого и точного отсчетов соответственно. Шины опроса соединены между собой последовательно и клеммами 10 подключены к-источнику синусоидального тока, выходной сигнал датчика снимаетс  с клемм 11 грубого отсчета и клемм 12 точного отсчета. Оси легкого намагничивани  магнитных пленок-п тен (элементов считывани ) перпендикул рны ос м симметрии клинов, вдоль которых они распределены . Шины и пленки-п тна изолированы друг от друга диэлектрическими сло ми. Вс  эта многослойна  структура напылена на подложку, например, из стекла (условно не показана). Датчик работает следующим образом. Синусоидальный ток опроса равномерно распредел етс  по поперечному сечению клинообразных шин 5 и А опроса , поэтому плотность тока опроса каждый момент времени максимальна у вершины клина и минимальна у его основани . В результате напр женность Н магнитного пол  этого тока на поверхности шины, где расположены элементы 6 и 7 считывани  кода, в один и тот же момент времени уменьшаетс  от вершины клина к его основанию. При этом, по мере увеличени  тока в шине (возрастающа  ветвь положительной полуволны тока опроса) происходит поочередное перемагничивание элементов считывани  кода при превышении напр женности Н коэрцитив- i ной силы пленок-п тен. При перемагничивании каждого элемента считывани  кода на шину 8 или 9 считывани  навод тс  импульсы ЭДС (е). Следующа  полуволна тока опроса, создающа  маг-нитное поле обратного предыдущей полуволны направлени , в той же очередности возвращает намагниченность считывающих элементов в исходное

состо ние, при этом на шинах b и 9 считывани  навод тс  импульсы ЭДС обратной пол рности. Элементы 6 и 7 считывани  кода, которые наход тс  в данный момент в зоне действи  магнитного пол  участков кодовых масок 2 и 3 кодирующего элемента 1, под действием пол  И не перемагничиваютс  и не навод т импульса ЭДС на шинах 8 и 9 считывани . Таким образом, число перемагниченных элементов 6 и 7 считывани  кода, а значит и число выходных импульсов за один полупериод изменени  тока опроса в каждой системе отсчета соответствует определенному положению кодирующего элемента , т.е. величине контролируемого угла d-. Симметричное расположение проводников считывающей шины с обеих сторон шины опроса .исключает возможность наводки в ней ЭДС от пол  И.

Таким образом, конструкци  предлагаемого двухотсчетного датчика угла поворота значительно упрощена благодар  тому, что элементы считывани  кода выполнены в виде пленок-п тен, а шины опроса - клинообразными. Это позволило существенно сократить число шин опроса и считывани  (до минимума дл  каждой системы отсчета). Это достоинство предлагаемого датчика особенно важно, потому что увеличение в нем кодовых дорожек на кодирующем элементе никак не вызывает увеличени  числа шин опроса и считывани , что позволит уменьшить вес, габариты и стоимость датчика.

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР W 399897, кл. G 08 С 9/0, 1970.

2.Авторское свидетельство СССР W +56291, кл. G 08 С 9/0, 1972 (прототип).