Устройство для измерения угла поворота вала

 

Изобретение позволяет повысить достоверность измерения угла поворота вала за счет увеличения частоты измерения его угловых положений. Приводят во вращение платформу 1, с которой скреплены датчик угловой скорости 2, выполненньй в виде кольцевого лазера, и два фотоэлектрических автоколлиматора 3,4, каждый из которых оптически сопряжен с одной из : двух многогранных отражающих призм 5,6, Одна из призм скреплена с контролируемым валом 10, а другая установлена неподвижно. При непрерывном вращении платформы I кольцевой лазер 2 вырабатывает электрический сигнал, пропорциональный угловой скорости, а фотоэлектрические автоколлиматоры регистрируют моменты совпадения нормалей к граням соответствующей многогранной призмы с их оптической осью. Электрические сигналы с датчика угловой скорости и обоих автоколлиматоров направляют в блок 7 обработки, в котором производят интегрирование частоты кольцевого лазера в промежутках времени между моментами фиксации нормали к граням неподвггжной и соответствующих им гранях подвижной многогранных призм. Средняя величина от результата интегрирования характеризует угловое положение контролируемого вала . По разности двух усредненных значений положения вала судят о его угловом повороте. 1 ил. (Л с tsd эо 30 ;&

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

NU

РЕСПУБЛИК,SU„„12818

А1

<б11 4 0 01 В 11/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И 0THPblTHA (21) 3491272/24-28 (22) 10,09,82 46) 07.01 87. Бюл.й l (72) A.È.Âàíþðèõèí, В.С.Чередник и С.А.Щербаков (53) 531.71(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

0 1130089, кл. 0 01 В 11/26, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗ14ЖРН1ИЯ УГЛА

ПОВОРОТА ВАЛА (57) Изобретение позволяет повысить достоверность измерения угла поворота вала sa счет увеличения частоты измерения его угловых положений. Приводят во вращение платформу 1, с которой скреплены датчик угловой скорости 2, выполненный в виде кольцеsoro лазера, и два фотоэлектрических автоколлиматора 3,4, каждый нз которых оптически сопряжен с одной из двух многогранных отражающих призм

5 6, Одна из призм скреплена с контролируемым валом 10, а другая установлена неподвижно. При непрерывном вращении платформы 1 кольцевой лазер

2 вырабатывает электрический сигнал, пропорциональный угловой скорости, а фотоэлектрические автоколлиматоры регистрируют моменты совпадения нормалей к граням соответствующей многогранной призмы с их оптической осью.

Электрические сигналы с датчика угловой скорости и обоих автоколлиматоров направляют в блок 7 обработки, в котором производят интегрирование частоты кольцевого лазера в промежутках времени между моментами фиксации нормали к граням неподв1 жной и соответ- g ствующнх им гранях подвижной многогранных призм. Средняя величина от результата интегрирования характеризует угловое положение контролируемого ва-. ла. По разности двух усредненных значений положения вала судят о его угловом повороте. 1 ил.

81879 2 трического автокаллиматора 3 поступают в блок 7 обработки.

Аналогичным образом в блок обработки поступают сигналы с блока 9 фиксации базовой грани многогранной призмы 5 и сигналы фотоэлектрического автоколлиматора 4, соответствующие моментам фиксации нормалей к граням многогранной призмы 5. Одновременно

1О с датчика 2 угловой скорости в блок

7 обработки поступает сигнал, пропорциональный угловой скорости поворотной платформы 1.

В блоке 7 обработки вычисляют угол

15 между и-й гранью многогранной призмы

5 и и-й гранью многогранной призмы 6 по зависимости

-+ I

Ы„= " g(t) at, и = 1,2,3 .. Л, п

20 где д „ — угол между -й гранью неподвижной призмы 5 и и-й гранью подвижной призмы 6; — момент фиксации нормали к

25:, и-й грани неподвижной призмы 5; момент фиксации нормали

h к п-й грани подвижной призмы 6;

30 M(t) — скорость вращения поворотной платформы; текущее время, N — число граней многогранной призмы.

В результате за два оборота поворотной платформы l (при произвольном . взаимном положении базовых граней многогранных призм) в блоке 7 обработки определяют N значений ы, ха,!0 рактеризующих угловое положение вала.

После поворота контролируемого вала, 1О на произвольный угол Р повторяют цикл измерения, вычисляют 0 новых значений о „, определяют угол поворо.. та контролируемого вала иэ зависимости г г

1 12

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для угловых поворотов объекта в машино- и приборостроении, Цель изобретения — повышение достоверности измерения за счет повышения частоты измерения углового положения контролируемого вала.

На чертеже приведена принципиальная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит платформу 1, датчик 2 угловой скорости, например кольцевой лазер, фотоэлектрические автоколлиматоры 3 и 4, две многогран ные отражающие призмы 5 и 6, блок 7 обработки, блоки 8 и 9 фиксации базовых (первых) граней многогранных призм и контролируемый вал 10.

На поворотной платформе 1 установлен датчик 2 угловой скорости и фотоэлектрические автоколлиматоры

3 и 4, один из которых оптически связан с неподвижной многогранной призмой 5, а второй — с подвижной многогранной призмой 6, скрепленной с контролируемым валом 10.

На поворотной платформе 1 также установлены блоки 8 и 9 фиксации базовых граней многогранных призм, которые могут быть выполнены, например, на основе индуктивных датчиков.

В этом случае вблизи базовых граней многогранных призм 5 и 6 устанавли ваются элементы, например, иэ ферромагнитного материала.

Выходы фотоэлектрических автоколлиматоров 3 и 4, кольцевого лазера 2 и блоков 8 и 9 фиксации базовой гра. ни подключены к входу блока 7 обработки.

Устройство работает следующим образом.

Приводят во вращение поворотную платформу 1, при вращении которой блок 8 фиксации базовой грани регистрируют момент времени, когда в поле зрения фотоэлектрического автоколлиматора появляется базовая (первая) грань многогранной призмы 6 °

Электрический сигнал, свидетельствующий об этом, поступает в блок 7 обработки. Фотоэлектрический автоколлиматор 3 фиксирует момент прохождения базовой грани и при дальнейшем вращении поворотной платформы 1 фиксирует моменты прохождения нормалей к всем остальным граням многогранной призмы 6. Сигналы с выхода фотоэлекУсреднение угла поворота позволяет

50 уменьшить случайную составляющую ошибки, что способствует повышению достоверности контролируемого параметра.

55 Формула изобретения

Устройство для измерения угла поворота вала, содержащее платформу, устанавливаемую с возможностью враСоставитель Н,Солоухин

Редактор А,Шишкина Техред Н.Глущенко Корректор Л.Патай

Тираж 676 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Заказ 7251/35

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

3 1281879 4 щения вокруг оси, совпадающей с осью иэ автоколлиматоров соответственно, контролируемого вала, два фотоэлект- о т л и ч а ю щ е е с R тем, что, рических автоколлиматора, один иэ с целью повьппения достоверности измекоторых установлен на платформе, блок рения, оно снабжено датчиком углообработки, электрически соединенный 5 вой скорости, выполненным в виде с выходами обоих автоколлиматоров, и кольцевого лазера, выход которого две многогранные отражающие призмы, электрически соединен с блоком обраодна из которых предназначена для ботки, обе многогранные призмы выскрепления с контролируемым валом, полнены с равным числом отражающих призмы установлены таким образом, 10 граней, датчик угловой скорости и что их геометрические оси совпадают второй автоколлиматор установлены на с осью вращения платформы и каждая платформе, а вторая многогранная из них оптически сопряжена с одним призма установлена неподвижно,