Traductoare incrementale pentru deplasari unghiulare

Traductoare incrementale pentru deplasari unghiulare

Aceste traductoare sunt proiectate si construite astfel īncāt sa genereze un numar fix de impulsuri pentru fiecare unitate (cuanta) de rotatie unghiulara (increment unghiular) a discului codat. Procedeul de sesizare al incrementelor poate fi magnetic sau optic. Procedeul optic este cel mai raspāndit datorita relativei simplitati constructive si a unor facilitati de prelucrare a semnalelor.

Circuitul electronic asociat discului trebuie sa contina un numarator care sa ofere o iesire numerica, īntr-un anume cod dependent de numarul de incremente generate de disc, plecānd de la o anumita pozitie. Discul codat contine o retea optica de zone active, alternate cu interstitii de aceeasi latime. Zonele active se disting de interstitii, fie prin transparenta (procedeu de masurare de tip diascopic), fie prin puterea de reflectie (procedeu de masurare episcopic ).

Citirea este realizata de un cap (palpator) cu o grila de urmarire (scanare) prevazuta cu ferestre īn dreptul fiecarei piste.

a) Procedeul diascopic.

Īn acest caz reteaua optica este dispusa pe un disc de sticla si consta īn zone transparente alternate cu interstitii opace. Lumina generata de sursa este dirijata printr-un sistem de lentile optice   paralel prin disc spre reticulul palpator - figura 4.38. Cānd discul se roteste īn raport cu capul de citire, intensitatea luminoasa ce actioneaza asupra fotoelementelor variaza periodic, iar variatiile de intensitate sunt transformate de fotoelemente īn semnale electrice.

Figura 4.38 - Procedeul diascopic

Fiecare fotoelement baleiaza simultan mai multi pasi din reteaua optica . Īn acest mod fluxul luminos care trebuie exploatat este mai puternic, si ca urmare micile imperfectiuni tehnologice sau impuritati locale nu falsifica rezultatul masurarii.

b) Procedeul episcopic.

La acest procedeu reteaua (optica) de masura este aplicata pe un disc inoxidabil si consta din striatii reflectorizante. Lumina lampii cade oblic (prin reticulul palpator) pe disc si este reflectata de acesta, apoi (dupa ce traverseaza interstitiile transparente ale reticulului palpator actioneaza asupra fotoelementelor) - figura 4.39. Deplasarea discului īn raport cu reticulul palpator produce variatii luminoase asemanatoare cu cele obtinute prin procedeul diascopic. Maximul de intensitate (luminoasa) se obtine cānd interstitiile transparente ale reticulului coincid cu zonele reflectorizante de pe disc.

Fig. 4.39 - Procedeul episcopic.

Sistemul de obtinere si prelucrare a semnalelor este acelasi indiferent de procedeul de masurare utilizat. Cel mai raspāndit sistem de citire utilizeaza o grila de scanare avānd patru ferestre pozitionate astfel īncāt semnalele de iesire ale fotoelementelor sunt decalate cu un sfert de perioada, ceea ce conduce la obtinerea a patru semnale sinusoidale decalate fiecare cu 90 (figura 4.40-b.).

Fig. 4.40 - Procedeu de scanare multipla:

a)      amplasarea fotoelementelor; b) diagrama de semnale

Cele patru fotoelemente asociate reticulului palpator sunt cuplate īn perechi, utilizānd un montaj diferential,astfel īncāt de la fiecare pereche de fotoelemente (), respectiv (), se obtin doua semnale cvasisinusoidale si defazate cu 90° electrice īntre ele. Īn plus, se genereaza un semnal de zero la un numar īntreg de diviziuni, utilizat la controlul impulsurilor false sau pentru reproducerea unei pozitii de referinta. Īn figura 4.41 se prezinta schema bloc a unui adaptor pentru traductorul optic incremental.

Fig. 4.41 - Schema de principiu a adaptorului pentru traductorul optic incremental

Semnalele furnizate la iesirea capului de testare sunt aplicate unui bloc electronic de prelucrare a impulsurilor unde sunt amplificate, formatate prin   triggere Schmitt si adaptate pentru logica TTL .

Cele patru trenuri de impulsuri (, si ,) compatibile TTL, pot fi utilizate īn urmatoarele scopuri [2]:

a - sesizarea sensului de deplasare, utilizānd semnale obtinute prin derivarea fronturilor pozitive si negative ale semnalelor si ;

b - exploatarea multipla a semnalelor, astfel īncāt pentru acelasi increment de deplasare (masurat) se obtin doua sau patru impulsuri printr-o logica adecvata, ceea ce conduce la cresterea preciziei de masurare a traductorului.

c - corectarea impulsurilor parazite, care sunt determinate de vibratiile mecanice la antrenarea discului optic si reticulului palpator, cāt si de cāmpurile electrice si magnetice exterioare.