Устройство контроля перемещений

 

CONS СОЮЕТСНИХ

СбщИДЛИСХИЧЕСНИХ

РЕОПУБЛИН

jsg4 0 01 В 21/

ГССУДМСтвЕННЫй НЕИИтГГ ССС1

М ЮЮВ 4

ОПИОАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ м As:ÌÐñíþìó сзидйтВ%стВь (21 ) .3843639 j24-.28 .(22) О7.О1.а5 (46) ЗО.Î5.86. Вюл . В 2О (71) Институт радиофизики и электроники АЯ АрмСС (72) Г-.Л. Даниелян, А.М. Манукян и C.Ã. Мартиросян (53) 531.7(088.8) (5б) Патент Франции У. 2191723, кл. 6 Of В 11./00, 1974.

Патент США Ф 3327584, кл. 35б-156, 19б7. (54) устрОйСтвО юнт1 оля пкрЕивщянкй (571 Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в качестве чувствительного элемента промьа@пенного робота, а также как преобразователь микроперемещений и углов наклона отражающих поверхностей. Целью изобретения является уменьюение габаритов н расниренне функциональных возмож5UÄÄ 1234723 А 1 ностей.за счет контроля угловых перемещений. В датчике устройства торец. волоконнооптического ответвнтелФ,обращенный к поверхности, выполнен в виде девятнэлементной квадратной матрицы с окаймляющей рамкой, центральный и четыре угловых элемента матрицы соединены с световодамн, снмзанными с нсточинком излучения. Окаймляющая рамка соединена с световодами, соединенными е 4отонреобразователем, сигнал с которого служит опорным для регулнровання мощности источника излучения, сигналы с двух пар противолежащих элементов матрицы, соединенных с световодамн, носгунают на че- и тыре фотоприемника и затем попарно иа два ревностных усилителя для формиро" ванин выходных сигналов об углах наклона отражающей поае-рхностн и на суммирующий усилитель для 4юрмиро- р ванна сигнала о линейном перемещении поверхности. 4 ил.!

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в качестве чувствительного элемента промьииленнвго робота, а также как преобразователь микроперемещеннй н углов наклона отражающих поверхностей.

Целью изобретения является уменьшение габаритов и расширение функциональных возможностей за счет контроля угловых перемещений.

На фиг. l приведена схема устройства; иа фиг. 2 — схема торцовой части волоконнооптического ответвителя; на фиг. 3 и 4 — диаграммы сигналов при линейном и угловом перемещениях объекта соответственно.

1234!

Устройство контроля перемещений .,содержит источник 1 излучения, воло коннооптический ответвитель 2, содержащий первую группу световодов 3 и вторую группу световодов 4-8, торец 9 волоконнооптического ответ вителя 2 направлен на контролируемую отражающую поверхность 10. Устройство содержит также приемник излучения, выполненный в виде.фотоиреобраэователей ll -15, оптически связанных со световодами 5, 6, 7, 8 и 4, управляЗО емый усилитель 16 мощности, включенный между фотопреобразователем 15 и источником ) излучения, блок 17 обработки сигналов, выполненный в виде четырех входового суммирующего усилителя 18 подключенного к фотопреобраэователям 11, !2,,13 и 14, и двух разностных усилителей 19 и 20, подключенных к фотопреобразователям

ll, 12 и 13, 14 соответ .твенно, торец волоконнооптического ответвите- ля 2 выполнен в виде девятиэлементной матрицы 21 с окаймляющей рамкой 22, центральный и четыре угловых элемента матрицы 21 соединены .с световодами 3, а остальные противоле - 4 жащие элементы матрицы 21 соединены соответственно с световодами 5, 6 и 7, 8, а световод 4 - c,îêàéìëÿþùåé . рамкой 22.

Устройство контроля перемещений Ж работает следующим образом.

Свет от источника 1 излучения поетупает на вход световода 3 волоконнооптического ответвителя 2 к торцу 9 и излучается другими концами 55 световода 3, соединенными с центральным и четырьмя угловыми эле,ментами девятиэлементной матрицы

723 2

21 (фиг. 2}. Часть света после отражения от поверхности 10 падает на матрицу 21 на торце 9 и попадает на световоды 5, 6, 7 и 8, соединенные с остальными четырьмя элементами девятиэлементной матрицы 21 и на световод 4, соединенный с окаймляющей рамкой 22 (фиг. 2). С световодов

4-8 свет поступает на входы фотопреобразователей !1-!5. Кривая зависимости тока фотопреобразователя

11 и выходного сигнала U от перес мещения Х (фиг. 3, кривая а ) в рабочем диапазоне (отмечен на фиг. 3 пунктиром) параллельна оси Х. Ток фотопреобраэователя 11, поступающий на вход управляемого усилителя 16 мощности, служит опорным сигналом для автоматического регулирования света источника 1 излучения при изменении коэффициента отражения отражающей . поверхности 10 и в рабочем диапазоне не зависит от ее угла наклона и

Система автоматического регулирования света источника 1 излучения осуществляется с помощью фотопреобразователей 11 и управляемого усилителя

16 мощности.

Форма опорного сигнала в рабочем диапазоне перемещений определяется конфигурацией конца световода 4 (рамки 22) на торце 9. Токи фотопреобразователей 12-15 поступают на входы суммирующего усилителя 18, причем зависимость сигнала на его выходе от перемещения Х (фиг. 3, кривая 5 ) в рабочем диапазоне имеет линейную зону, что упрощает регистрацию значения перемещения Х, Выходы фотопреобраэователей 12 и

13 соединены с входами разностиого усилителя 19,. а выходы фотопреобразователей 14 и 15 — с входами разностного усилителя 20. При изменении только угла наклона а отражающей поверхности !О к оси, проходящей через центры элементов, объединенных со световодами 5 и 6, изменяется выходной сигнал разностного усилителя 19 (фиг. 4), а выходной сигнал разностного усилителя 20 остается неизменным.

Наоборот, при изменении только угла наклона. отражающей поверхности

l0 к оси, проходящей через центры элементов, соединенных со световодами 7 и 8., изменяется выходной сигнал! разностного усилителя 20, а выходной

1234723 сигнал раэностного усилителя 19 остается неизменным. В случае, когда отражающая поверхность 10 перемещается в произвольном направлении, .изменяются одновременно выходные сигналы суммирующего усилителя 18 и разностных усилителей 19 и 20, причем каждый из трех сигналов характеризует один иэ трех основных видов перемещения отражающей поверхности — линейного перемещения и двух углов наклона.

Формула изобретения

Устройство контроля перемещений, 15 содержащее источник излучения, волоконно-оптический ответвитель, состоящий из двух групп световодов, Приемник излуЧения и блок обработки сигналов, связанный с ним, одни из концов первай группы световодов onWvecxe связаны с источником излучения, а одни иэ концов второй группы световодов — с.приемником излучения, отличающееся 25 тем, что, с целью уменьшения габаритов и расширения функциональных воэможностей за счет контроля угловых перемещений, оно снабжено управляемым усилителем мощности, приемник излучения выполнен в виде пяти фотопреобразователей, торец волоконнооптического ответвителя выполнен в виде девятиэлементной квадратной матрицы с окаймляющей рамкой, центральный и четыре угловых элемента матрицы соединены с свободными концами световодов первой группы, связанной с источи ком излучения, остальные четыре элемента матрицы соединены с свободными концами четырех световодов группы, связанной с соответствующими фотопреобраэователями приемника излучения, один конец пятого световода этой группы связан с пятым фатопреобразователем, а другой конец — с окаймляющей рамкой, блок обработки сигналов выполнен в виде четырехвходового суммирующего усилителя и двух разностных усилителей, первый и второй фотопреобразователй, связанные с противолежащими элементами матрицы через световоды, подключены соответственно к первым и вторым входам первого разностного усилителя и суммирующегоусилителя,третий ичетвертый фотопреобразовательсоединены с третьими ичетвертыми входамисуммирующЕго усилителяи второгоразностного усилителя,а управляемьФусилитель мощности включен междунятык фотопреобразователем иисточником излучения.

1234723

Составитель Е. Глазкова

Редактор Л. Повхан Техуед И. Сердюкова Корректор 5. Бутяга

Заказ 2977/46 Тираж 670 Подписное

ВНИКАЛИ Гасударственного комитета СССР .цо делам изобретений и открытий

)13035, Москва, Ж-35, Раущская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4