Устройство абсолютного датчика углового положения

Формируемый осветителем (см. рис. 2) 1,2 пучок лучей создаёт в плоскости анализирующей маски 4 теневое изображение кодовой шкалы 3. Анализирующая маска, представляет собой совокупность щелевых диафрагм, выделяющих необходимые для анализа участки изображения кодовой шкалы. За каждой диафрагмой по ходу лучей установлен дискретный фотоприемник, располагаемый в зоне теневого изображения соответствующей кольцевой дорожки кодовой шкалы, В распространённом случае считывающее фотоприемное устройство представляет собой анализирующую маску в виде одной узкой щелевой диафрагмы с установленной за ней линейкой фотодиодов 5.

Конструктивно абсолютный датчик включает в себя оптико-механический узел, оптико-электронное Рис. 2. считывающее устройство, а также электронную схему выделения и обработки сигналов фотоприёмников.

Оптико-механический узел датчика представляет собой корпусную деталь с прецизионными направляющими, обеспечивающими вращательное движение вала и жестко связанного с ним измерительного лимба, центрированного по отношению к оси вращения вала.

Оптико-электронное считывающее устройство содержит узел осветителя и считывающее фотоприемное устройство (матрицу фотоприемников с установленной перед ней анализирующей маской), а также электронную схему выделения и обработки сигналов фотоприемников.

В общем случае, считывающее фотоприемное устройство содержит матрицу пространственно распределённых фото приемников с установленной перед ними анализирующей маской.

Для получения значений кода на один оборот вала, кратных одному угловому градусу, используют укороченный код Грея, начальное значение которого не соответствует нулевой позиции обычного кода Грея, а имеет значение некоторого смещения, позволяющего при замыкании кодовой последовательности сохранить основные его свойства.

В зависимости от уровня сигналов, снимаемых с фотоприемников, им присваиваются значения 0 или 1, то есть получаемые кодовые комбинации являются бинарными кодами.

3. Разработка функциональной схемы абсолютного энкодера угловых перемещений.

Функциональная схема абсолютного энкодера, представленная на рис. 3, состоит из десяти источников излучения(светодиоды), десяти фотодиодов, кодового диска, опорной решетки, десяти усилителей тока, десяти компараторов, четырёх ПЗУ и пяти светодиодных индикаторов .

Источником излучения служит светодиод, свет из которого, пройдя через маску и опорную решетку, попадает на фотодиод, ток от фотодиода поступает на усилитель и с помощью компаратора преобразуется в напряжение.

В связи с тем, что кодовый диск поворачивается, на выходе фотодиода образуется импульсный ток.

Кодовый диск выполнен на тонком стекле (0.1 мм). Щели выполнены по методу точной фотолитографии.

Далее получившиеся импульсы в коде Грея поступают на вход ПЗУ, где соответствующему коду определяется своё значение угла и далее выводится на светоиндикатор.

Рис. 3. Функциональная схема абсолютного энкодера.