Устройство для измерения угловой скорости объекта

Авторы патента:

G01P3/36 - приборы, выполняющие измерения с помощью оптических средств, т.е. инфракрасных, видимых или ультрафиолетовых лучей (G01P 3/68 имеет преимущество; гирометры, использующие эффект Саньяка, т.е. смещения, наведенные вращением вращающихся в противоположных направлениях электромагнитных пучков G01C 19/64)

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и позволяет повысить точность измерений угловой скорости вращающихся деталей. Монохроматический поляризованный свет от источника 1 пропускают через вращающийся растровый диск (РД) 2 и направляют на неподвижную дифракционную щель (ДЩ) 3, ширина которой равна ширине прозрачного участка на РД 2. ДЩ 3 расположена за РД 2 в направлении распространения света. С помощью объектива 4 на экране 5 получают дифракционную картину. При совмещенном положении прозрачного промежутка РД 2 и ДЩ 3 слева и справа от оси симметрии дифракционной картины отсчитывают целое число экстремумом и измеряют в этих точках число экстремальных изменений дифракционной картины. При увеличении размера суммарного прозрачного промежутка от прозрачного промежутка РД 2 и ДЩ 3 используют левую часть дифракционной картины , а при уменьшении этого размера - правую часть дифракционной картины, что позволяет использовать наиболее информативные плечи дифракционной картины на выходе фотоприемников 8 и 9, установленных в области К-го экстремума дифракционной картины. Наблюдается гармонический сигнал, частота которого пропорциональна угловой скорости вращения исследуемой детали. 1 ил. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)1 G 01 P 03/36

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ВНЕС©р,."и g вЂ” !

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

В (21) 4606368/10 (22) 21.11,88 (46) 07.10.91. Бюл. hh 37 (71) Алтайский политехнический институт им. И.И.Полэунова (72) Б.В.Старостенко, В.В.Никитин и

Д.Н.Протопопов (53) 531.776(088.8) (56) Авторское. свидетельство СССР

М 115129, кл. G 01 P 03/68, 22.11.57.

Авторское свидетельство СССР

М 620889, кл. G 01 P 03/36, 09.11.76. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛОВОЙ СКОРОСТИ ОБЪЕКТА (57) Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и позволяет повысить точность измерений угловой скорости вращающихся деталей, Монохроматический поляризованный свет от источника 1 пропускают через вращающийся растровый диск (РД) 2 и направляют на неподвижную дифракционную щель (ДЩ) 3, ширина которой равна ширине прозрачного участка на

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может найти применение в автоматических устройствах приборостроения, - машиностроения, станкостроения для измерения угловой скорости вращающихся деталей.

Целью изобретения является повышение точности.

На чертеже изображено устройство, общий вид. Ж 1682933 А1

РД 2. ДЩ 3 расположена за РД 2 в направлении распространения света. С помощью обьектива 4 на экране 5 получают дифракционную картину, При совмещенном положении прозрачного промежутка РД 2 и ДЩ

3 слева и справа от оси симметрии дифракционной картины отсчитывают целое число экстремумом и измеряют в этих точках число экстремальных изменений дифракционной картины. При увеличении размера суммарного прозрачного промежутка от прозрачного промежутка РД 2 и ДЩ 3 используют левую часть дифракционной картины. а при уменьшении этого раэмеравЂ” правую часть дифракционной картины, что позволяет использовать наиболее информативные плечи дифракционной картины на выходе фотоприемников 8 и 9, установленных в области К-го экстремума дифракционной картины. Наблюдается гармонический сигнал, частота которого пропорциональна угловой скорости вращения исследуемой детали. 1 ил.

Устройство для измеоения угловой ско рости обьекта состоит из источника 1 монохроматического поляризованного света, механически связанного с валом исследуемой машины растрового диска 2 с чередующимися прозрачными и непрозрачными участками, неподвижной дифракционной щели 3, объектива 4, прозрачного экрана 5, точечных диафрагм 6.и 7, фотоприемников 8 и 9, коммутатора 10, измерителя 11. Ширина дифракционной щели 3 равна ширине про1682933

Поскольку прозрачный промежуток диска освещается, монохроматическим поляризованным пучком света, То при его совмещении с отверстием дифракционной

5 щели за ней наблюдается дифракционная картина, координаты минимумов которой описываются уравнением

10 где о вЂ” ширина прозрачного промежутка диска или дифракционной щели;h вЂ” расстояние между диском и дифракционной щелью;

15 р вЂ” угол между направлением распространения света и направлением на К-й минимум;

Х- длина волны света;

К вЂ” число минимумов, укладывающихся

20 в пределах угла при совмещении прозрачного промежутка диска и дифракционной щели, При движении прозрачного диска относительно щели суммарный прозрачный про25 межуток вначале увеличивается от О до t<, а затем уменьшается от to до О, а это значит, что в пределах угла р в зависимости от текущего значения размера суммарного прозрачного промежутка укладывается разное

30 число экстремумов от 1 до К. Значит при движении диска за время перемещения одного прозрачного промежутка относительно дифракционной щели произойдет 2К экстремальных изменений дифракционной

35 картины в точке наблюдения, расположенной под углом О, Тогда угловую скорость вращения диска можно определить из уравнения

40 а =2Л

М хМ п2К пК где M = m 2К вЂ” число зарегистрированных экстремумов за время измерения. Следо45 вательно точность измерения увеличивается в 2К раз. Число К выбирается произвольно в зависимости от выбранного угла наблюдения р, который определяется из выражения ю=2ëN

Если диск разделен на прозрачные и непрозрачные промежутки, тогда угловую скорость можно определить из уравнения то+ аrсslrl

2лгп

N=вЂ” и

55 зрачного участка на растровом диске 2, Дифракционная щель 3 установлена на пути распространения света после растрового диска 2 на расстоянии h or него. После щели

3 размещен объектив 4, который проецирует изображение дифракционной картины на экран 5. Точечные диафрагмы б и 7 установлены в области К-го экстремума справа и слева относительно оси, проходящей через . дифракционную щель 3 в направлении распространения света. За точечными диафрагмами установлены фотоприемники 8 и 9, Коммутатор 10 осуществляет управление прохождением сигнала с фотоп риемников 8 и

9 на измеритель 11 таким образом, что в каждый момент времени на измеритель 1.1 проходят сигналы только от одного фотоприемника.

При этом в каждый момент времени в работе задействован фотоприемник, считывающий информацию с наиболее информативного плеча дифракционной картины, В качестве фотоприемника, коммутатора и измерителя возможно применение любых известных устройств, удовлетворяющих технологическим требованиям конкретного процесса измерения.

Устройство работает следующим образом, При вращении растрового диска 2 происходит периодическое изменение ширины прозрачного промежутка, образованного неподвижной дифракционной щелью 3 и прозрачным участком на диске 2 в HBtlpBBлении распространения света. Он изменяется от to до О и обратно от О до to.

Изменение ширины этого промежутка приводит к изменению координат экстремумов дифракционной картины: при уменьшении промежутка она расширяется, а при увеличении промежутка сжимается, На выходе фотоприемников 8 и 9 наблюдается гармонический сигнал, частота которого прямо пропорциональна угловой скорости вращения исследуемой детали.

Если диск совершает N оборотов за секунду, то угловая скорость диска где m вЂ” количество зарегистрированных за время измерения прозрачных промежутков, 2tpsln p+ hsln2p+é 2iLК =О, Формула изобретения

Устройство для измерения угловой скорости объекта, содержащее источник монохроматического поляризованного света с длиной волны )„установленный на оптической оси, два фотоприемника, соединенных

1682933

q> = «. агсв1п (Составитель С.Юмашев

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор В.Гирняк

Редактор Н.Бобкова

Заказ 3409 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 со схемой обработки, и растровый диск с прозрачными участками, выполненный с возможностью закрепления на объекте и расположенный между источником света и фотоприемниками, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено перегородкой с щелью и объективом, последовательно установленными на оптической оси между растровым диском и фотоприемниками, ширина щели равна ширине прозрачного участка растрового диска, а фотоприемники расположены симметрично относительно оптической оси на прямых, пересекающих оптическую ось в главной точке объектива под углом р, который определен выражением

5 где то вЂ” ширина прозрачного промежутка

10. диска и щели;

h вЂ” расстояние между диском и щелью;

К вЂ” целое число.

Устройство для измерения угловой скорости объекта

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к измерению параметров движения объекта-перемещения, скорости

Лазерный доплеровский измеритель скорости потока жидкости // 1679384

Изобретение относится к измерительной технике, конкретнее к оптическим доплеровским измерителям скоростных параметров жидкостных потоков, и может быть использовано для построения эпюр скоростей, определения турбулентности в прозрачных средах, движущихся по каналам сложной формы Цель изобретения - повышение достоверности измерений в криволинейных каналах сложного сечения Для достижения поставленной цели лазерный доплеровский измеритель скорости потока жидкости снабжен механизмом для его пространственного перемещения, а в панели , на которой закреплены оптические элементы измерителя, выполнено отверстие

Устройство для дистанционного контроля параметров вращающихся деталей машин // 1677638

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для передачи информации с вращающихся объектов

Устройство для измерения скорости движения объекта // 1675780

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для бесконтактного измерения скорости движения длинномерных объектоа

Способ измерения расхода жидкости или газа и устройство для его осуществления // 1673924

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и предназначено для измерения расхода жидкости или газа в системах контроля и регулирования технологических процессов и для контроля загрязнения окружающей среды

Лазерный доплеровский измеритель скорости в двух точках потока // 1672374

Изобретение относится к научному приборостроению и предназначено для исследования пространственной структуры турбулентных потоков в гидрои аэродинамике

Способ измерения модуля относительной скорости объекта // 1670609

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для дистанционного измерения скорости объектов, поверхность которых содержит оптические неоднородности

Лазерный доплеровский измеритель вектора скорости потока // 1665312

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения скорости потока жидкости или газа

Датчик угловой скорости вала // 1665311

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения скорости вращения вала

Устройство для измерения скорости линейного перемещения объекта // 1661644

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения скорости объектов, движущихся вдоль линейной заданной траектории

Способ измерения скорости движения объекта и устройство для его реализации // 2100810

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к классу электронно-оптических приборов, позволяющих определять параметры движения объекта или узла механизма, и может быть использовано в высокоточных быстродействующих системах дистанционного измерения линейной скорости, в системах ориентации и управления космическими и другими летательными аппаратами, а также в приборах и устройствах навигационных и геодезических систем

Устройство для определения угловой скорости // 2104553

Способ лазерного измерения вектора скорости // 2108585

Изобретение относится к области измерительной техники и может найти применение в экспериментальной гидро- и аэродинамике, исследовании однофазных и многофазных сред, а также в промышленных технологиях, связанных с необходимостью невозмущающего контроля параметров механического движения

Двухканальный оптический измеритель скорости // 2124732

Способ измерения линейной скорости // 2125268

Изобретение относится к области измерения линейной скорости тел, осуществляющих перемещение в пространстве: космическом, воздушном, водном и т.п

Способ динамического измерения угловых перемещений // 2127867

Изобретение относится к угломерным измерениям, в частности к динамическим измерениям, представляющим собой периодическое измерение угла в определенные моменты времени, и может быть использовано для динамических измерений углов при помощи лазерного гироскопа с переменной подставкой (виброподвесом, зеемановской или фарадеевской подставкой), например, при измерении профиля железнодорожных путей скоростных железных дорог, а также в составе быстродействующих бесплатформенных инерциальных систем

Лазерный волоконный датчик угловой скорости // 2129283

Изобретение относится к области навигационных систем, а именно к прецизионным гироскопическим датчикам угловых скоростей

Лазерный доплеровский измеритель скорости // 2144194

Способ измерения параметров движения объекта и устройство для его осуществления // 2147727

Изобретение относится к измерительной техникe и может быть использовано для определения углов ориентации и угловой скорости тел

Оптический измеритель скорости, длины и направления движения // 2160450