Преобразователи угла в код, построенные по методу последовательного счета, страница 9

При последовательном съеме кода с преобразовате­ля вместо метода «двойной щетки» используется так на­зываемый метод V–развертки. Этот метод является мо­дификацией метода «двойной щетки» и свое название получил благодаря расположению чувствительных эле­ментов в виде латинской буквы V (рис. 7, б).

При применении метода V–развертки интервал между чувствительными элементами для каждого разряда (кро­ме младшего) равен ширине площадки единицы предше­ствующего младшего разряда и увеличивается по мере возрастания «веса» разряда, что позволяет для старших разрядов увеличить механические допуски на точность установки чувствительных элементов и тем самым уде­шевить производство преобразователей. Это большое достоинство данного метода. Съем сигналов во всех раз­рядах кодирующего устройства, за исключением млад­шего, производится с одного из чувствительных элемен­тов в соответствии со значением цифры в предыдущем разряде. Если в предыдущем разряде 1, то считывание цифры в данном разряде производится с левого чувстви­тельного элемента; если в предыдущем разряде 0, то считывание производится с правого элемента. На рис. 7, б показаны два возможных варианта считывания кода при расположении чувствительного элемента млад­шего разряда на границе между кодами 0101 и 0110 в зависимости от значения цифры, считанной с младшего разряда. По этим вариантам видно, что метод V–разверт­ки также позволяет свести ошибки неоднозначности до значения, равного единице младшего разряда. К досто­инствам метода V–развертки следует отнести возможность считывания кода в процессе движения задающей системы. Недостатком его по сравнению с методом «двойной щетки» является усложнение логических схем, осуществляющих выбор чувствительных элементов.

Иногда по конструктивным соображениям возникает необходимость расположения всех чувствительных эле­ментов по одной линии. При этом нужно соответствую­щим образом изменить рисунок двоичного кода для пра­вильного его считывания. Такой случай может возник­нуть, например, в фотоэлектрических преобразователях, когда используется линейный источник света. При этом создаются как бы два кодовых диска, у которых млад­ший разряд одинаков, а все остальные сдвинуты относи­тельно своего нормального положения в двоичном коде влево и вправо на соответствующие расстояния. Эти подразряды могут быть расположены на одном кодовом диске, но это вызывает увеличение диаметра диска почти в 2 раза, так как для каждого разряда, кроме младшего, необходимы две кодовые дорожки. Подразряды могут быть построены в соответствии с методом «двойной щет­ки» или методом V-развертки. Очевидно, что указанный метод ликвидации ошибки неоднозначности считывания, помимо усложнения конструкции (применение двух сис­тем чувствительных элементов), требует использования специальных логических схем для выбора чувствитель­ных элементов.

Построение схемы выбора чувствительных элементов для метода «двойной щетки» достаточно просто и не тре­бует пояснений. Для считывания кода при использова­нии метода V–развертки применяется логическая схема, показанная на рис. 7, в. Выход чувствительного эле­мента младшего разряда и выходы всех чувствительных элементов, лежащих справа от линии считывания и на­зываемых в дальнейшем подразрядом А, поданы на схе­му , а выходы всех чувствительных элементов, лежащих слева от линии считывания и образующих подразряд Б, поданы на схему . Импульсы с выхода схемы  поступают на схему запрета, следователь­но, на ее выходе импульс появится только в том случае, если в предыдущем разряде был 0. Если же в предыду­щем разряде была 1, то на схему запрета пройдет им­пульс с чувствительного элемента, относящегося к подразряду Б, так как выход схемы  соединен со схе­мой И. В схему введены линии задержки на такт между двумя последовательными разрядами кода с выхода чув­ствительных элементов.

Второй задачей, общей для всех преобразователей угла в код, построенных по методу считывания, является методика повышения точности преобразователя без увеличения диаметра кодо­вого диска. Существуют два способа решения этой задачи:

1)  использование многоотсчетных преобразователей;

2)  установка дополнительных чувствительных эле­ментов над дорожкой младшего разряда.

В многоотсчетных преобразователях считывания име­ются два или более преобразователя угла в код, связан­ные механическими, электрическими или оптическими ре­дукторами с передаточными числами , где =2, 3…. При этом если всего имеются два преобразователя – грубого и точного отсчетов, то одному обороту входного вала преобразователя грубого отсчета соответствуют  оборотов вала преобразователя точного отсчета. При применении многоотсчетных преобразователей разработ­чику приходится учитывать следующие особенности: уве­личение моментов трения и инерции на входном валу преобразователя при использовании механического ре­дуктора (при этом момент инерции точного преобразова­теля передается на входной вал с коэффициентом , a момент трения – коэффициентом ); возникновение дополнительной погрешности за счет люфта в редук­торе.

Остановимся на вопросе влияния люфта на точность преобразователя угла в код, построенного по методу считывания. Прежде всего люфт непосредственно влияет на погрешность преобразователя, так как какая-то часть входного угла поворота не передается на преобразова­тель точного отсчета. Для двухотсчетного преобразова­теля этой погрешностью можно пренебречь при исполь­зовании достаточно жестких, но исполнимых допусков на изготовление зубчатых передач. Кроме того, люфт мо­жет сказаться на согласовании показаний преобразова­телей грубого и точного отсчетов. Дело в том, что в многоотсчетных преобразователях возможно появле­ние существенных ошибок, аналогичных ошибкам неоднозначности считывания, вызванных даже незначитель­ным люфтом в редукторе. Так, например, если не приняты специальные меры для ликвидации ошибки неоднозначности считывания, то люфт редуктора, непревы­шающий кванта точного преобразователя (приведенный к входной оси), может привести к ошибке преобразова­ния, достигающей значения кванта грубого преобразо­вателя, т.е. ошибки в  раз больше исходной. Действи­тельно, если вал точного преобразователя повернется на полный оборот, то это вызовет изменение кода на едини­цу в преобразователе грубого отсчета. За счет люфта эти изменения положений преобразователей могут не сов­пасть, в результате чего возникнет ошибка неоднознач­ности, равная кванту шкалы преобразователя грубого отсчета.