Воротников С.А. - Информационные устройства робототехнических систем (960722), страница 26
Текст из файла (страница 26)
,.'",~",'-.",.::,-;.: где знаком «В» описывается булевская операция сложени ~.,","",,-',-"...',.'-::.:,,", которая реализуется по следующему алгоритму: 1 + 1 = О, 0 Грея, является двоичный код. в виде В =- я преобразова- я по модулю 2, +О=О,О+! = 131 3.4. Фо~ноэнектрическис датчики положения я дорожки слещего приемнитинный выходаннои дорожки , то с дорожки ваться с опередится сигналом яст, который из сигнал. ован па примео выпускаемых д, при котором яда независимо 3.
Кинеететические датчики Таблица 3.!! Таблица перевода десятичных чисел из двоичного кода в код Грея Кол Грея Десятичное ЧИСЛО Двоичный кол Двоичный кол Десятичное ЧИСЛО Кол Гран Промьннленно выпускаются одношкальные и двушкальные кодовые ОДП (с системами грубого и точного отсчета). Самые современныс одно- шкальные датчики имеют 12...!б-разрядную шкалу, двушкальные — две 7...9-разрядные шкалы.
И та и другая схемы позволяют получить ! б-разрядный двоичный код и гарантировать разрешающую способность до 20". Некоторые параметры кодовых ОДП представлены в табл. 3.12. Таблица 3. !2 Сравнительная характеристика кодовых ОДН Э Соответствуст числу оборотов вала аа полный цикл преобразования. В настоящее время самые совремснцыс системы измерения перемещений строятся на основе кодовых ОДП. Их достоинства — возможность непосредственного получения двоичного кода и высокая точность измерений, недостатки — технологическая сложность и высокая стоимость, а также значительные габаритные размеры. 3.4.5.
Прецизионные оптические датчики положении При построении комбинированных (прецизионных) ОДП используют все способы фотоэлектрического преобразования. Высокая точность в таких сис- 132 'О 1 2 з 5 6 7 8 ООООО 0000! 00010 00011 ' 00100 00101 00110 00111 01000 00000 00001 00011 00010 00110 00111 0010! 00100 01100 10 11 12 13 14 15 !6 0100! 01010 01!и! 01100 01101 01110 01111 10000 0110! 01111 01110 01010 01011 01001 01000 11000 3.4. Фотоэлектрические датчики положеиия ря внедрению самых современных технонснисм оригинальных схемотехнических .пиями являются двушкальныс схемы с , а также одношкальные конструкции с нтацией.
В обоих случаях имеются два шкальных схемах оба канала построены ким образом, в двушкальных схемах камощью отдельной шкалы точного отсчеальных дорожек или с помощью растроэтим системы точного отсчета прецизиные и интсрполяциопныс. ального типа содержат отдельный диск |м валом датчика непосредственно, чснск грубого отсчета. В первом случае втором и в третьем — многооборотным редукцией или разрядностью кодовои ожечных системах точного отсчета неют штриховыми и при преобразовании вые схемы. В прецизионных ОДП с ино отсчета не используют кодовых шкал; т рисунком, а схемы считывания содерформирующие несколько прямоугольимпульс ~штрих шкалы). построения прецизионных ОДП являсс сОстОит в том, что с помощью ситнай дорожки, получают и-разрядный кодо- приемов.
Наиболее известными рсшс системами грубого и точного отсчета совмещенной кодово-растровой сегмс канала преобразования, причем в одно на базе одной оптической шкалы. Та нал точного отсчета реализуется с по та, а в одпошкальных — на базе специ вой интерполяции, В соответствии с онпых ОДП подразделяют на дорожеч Угловые прецизионные ОДП шк точного отсчета, связанный с входнь рсз редуктор илн через редуктор и д датчик является однооборотным, во с числом оборотов, определяемым шкалы диска грубого отсчета.
В дор сколько младших дорожек выполни используют импульсные или растро тсрполяционнымн системами точног ИХ ДИСКИ ВЫПОЛНЯЮТ СО ШТРИХОВЫЪ жат фазовращатсльныс устройства„ ных импульсов на один оптический Наиболее эффективным методом ется растровая интерполяция. Суть лов, считываемых с одной растрово вый сигнал. В схемах этого типа используют сии усно-косинусные преобразователи, позволяющие вг--,.",:;:;:::: . получать 19...32-разрядный выходной. сигнал. На рис.
3.22 представлена схема 19-разрядного углового Къ"::-„ прецизионного ОДП. Показания ,'~~',":::-:;::,: . грубого отсчета снимают с 14 ."..;-;:-'-::--;:::,.-' старших разрядных дорожек кодовой шкалы. Канал точного от",.;.':.".;:::.::,: . счета построен на базе штриховой растровой дорожки, шаг которой и =2к/2 :е~.'-'.:.:..:.".' Таким образом, конструктивно ';.-.;-::::.::-,. Шкала представляет собой 14 дорожек грубого и 1 дорожку точного отсчета. В канале точного от- 133 темах достигается не только благода логических достижений, но и приме Рис. 3.22. Схема одпооборотного прецизионного ОДП с растровым интсрполятором: 1 — растровая дорожка; 2 — датчики канала грубого отсчета; 3 — блок осветителей; 4— датчики канала точного отсчета; 5 — канал синуса; 6 — канал косинуса; 7 — интерполятор; 8 — шифратор; 9 — выходной буфер, — р рыШм 3, Кинп:тп~и~ческие дптчики счета используется растровая интерполяция, позволяющая увеличить его разрядность до 5.
С этой целью в канал включены четыре пары фотоприемников, расположенных через 90 вдоль внешней разрядной дорожки, и сопряжение подвижного (измерительного) и неподвижного (индикаторного) растров. Симметричное расположение фотоприемников позволяет устранить влияние. эксценгриситста и эллиптичности шкалы.
Растры сдвинуты один относитсльно другого па (1/4) и, благодаря чему с каждой пары фотоприемников снимают электрические сигналы, пропорциональные синусу и косинусу угла поворота. Эти сигналы поступают на схемы усреднения и иптерполятор, представляющий собой потенциометричсский фазовращатель, выполненный в виде резистивного моста. Схема интерполирования преобразует синусоидальный и косинусоидальный входные сигналы в группу сигналов, сдвинутых по фазе относительно исходных. В результате на выходе иптерполятора образуется 32 сипусных сигнала, смещенных между собой на 360": 32 =-11,25О.
В данном случае 360" соответствуют одному шагу измерителыюго растра 'гочного отсчета. Каждая из 16 пар противофазных сигналов поступает на соответствующий триггер Шмитта„а значит, при вращении измерительного рас.гра сигналы с выходов триггеров будут иметь вид прямоугольных меапдров. Эти меандры также сдвинуты между собой на 11,25 по фазе. П!ифратор на. логических элементах кодирует состояние триггеров Шмитта в 5-разрядный двоичный код, пропорциональный перемещению измерительйого растра в пределах шага и (5 двоичных разрядов соответствуют 32 комбинациям сигналов). Растровый интерполятор точного отсчета формирует также синхронизирующий импульс считывания выходных сигналов с разрядных дорожек грубого отсчета, обеспечивая тем самым необходимое согласование соответствующих каналов.
Датчик, представленный на рис. 3.22, содержит один двухканальный диск, а его разрешающая способность составляет 2,5". Известна модификация такого датчика с диском диаметром 254 мм и разрешающей способностью до 0,6". Рассмотренный одпошкальный прецизионный ОДП выполняет полное преобразование за один оборот.
При необходимости многооборотного преобразования чаще всего применяют двуц~кальные схемы. Одна из первых конструкций такого датчика бьша разработана на фирме 1лпоп (Великобригания). Аналогичную схему имеет отечественный датчик ДПК-1 промышленных роботов семейства «Универсал». Датчик Д11К-! содержит кодовые диски точного и грубого отсчета с нанесенными в циклическом кодс Грея масками. Диски представляют собой точные оптические шкалы, изображение которых проецируется в проходящем свете через диафрагму на фотодиодную матрицу. На диске точного отсчета размещены восемь кодовых дорожек, на диске грубого — семь. Каждая разрядная дорожка считывается 134 3.4.
Фотоэлектрические датчики положения отдельно и непрерывно во времени. Оси обоих дисков связаны между собой и с входным валом датчика через редуктор, причем передаточное.число между ними равно 128. При такой редукции за полный цикл преобразования диск грубого отсчета делает 1 оборот, а диск точного — 128. В общем случае для кодовых многооборотных датчиков число оборотов диска точного отсчета за полный цикл преобразования определяется выражением п = 2"",где ггпу — число разрядных дорожек в коде Грея, нанесенных на диск грубого отсчета. Если разрядные дорожки диска грубого отсчета располагаются равномерно по его окружности, то угол поворота диска за полный цикл преобразования составляет 2л.
Обычно для повышения точности датчика число разрядных дорожек на диске точного отсчета выбирают максимальным и устанавливают его на входной вал датчика. Тогда абсолютная погрешность преобразования соответствует погрешности изгоговления маски диска точного отсчета. Полный цикл преобразования ДПК-! составляет !6 оборотов входного вала. Число разрядов выходного кода равно суммарному числу разрядных дорожек обоих дисков: г0.— — г,„0+ +~. =8+7=-!5.Скорость преобразования прецизионных ОДП ограничена частотными возможностями фотодиодных матриц и, как правило, не пре- 3 вышает (5...10) . !0 отсчетов в секунду. В двушкальных схемах очень важно правильное согласование шкал. Коммутация кодовых участков любой разрядной дорожки диска грубого отсчета должна совершаться в пределах угла поворота диска точного отсчета, при когором его младшая разрядная дорожка перемещается на величину, ве превышающую половины кодового участка: Ьс, = !т/2"".Приведенный к валу диска грубого отсчета угол Ло„0 = Ло„, й, где г — коэффициент редукции между дисками (для ДПК-1 Ла, =0,70, Ла„0 = 20").
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
