Многофазный преобразователь угловых перемещений

 

Изобретение относитс.я к измерительной технике и может быть использовано для контроля угловых перемещений объектов. Целью изобретения является повышениеточности .преобразования угловых перемещений за счет более высокой точности формирования синусоидальных сигналов. Пучок лучей источника 1 излучения, пройдя через радиальные прозрачные штрихи растров 2 и 3, падает на чувствительные площадки приемников 4 излучения. Поскольку п'розрачность растра 2 представляет .собой широтно-импульсно модулированную последовательность, а угловая ширина прозрачных штрихов растра 3 кратна шагу радиальных штрихов растра 2 и может быть значительно'больше его, то выхо'дные сигналы приемников 4 практически не содержат высших пространственных гармоник, что обеспечивает боутее высокую точность формирования синусоидальных сигналов. 3 ил.Фиг.1СПсь^со. ел о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 G 01 В 11/26

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ юг.1 (21) 4724154/28 (22) 27.07.89 (46) 23.02.92. Бюл. N 7 (71)- Московский, институт радиотехники, электроники и автоматики (72) M.À. Габидулин, М.П. Гольденберг, Л.Н. Коломиец и И.Д.Л ейбович (53) 531.74 (088.8) (56) Фотоэлектрические преобразователи информации. / Под ред. Л.Н.Преснухина.— . М.: Машиностроение, 1974, с. 302, рис. 151. (54) МНОГОФАЗНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

УГЛОВЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ (57) Изобретение относится к измеритель- ной технике и может быть использовано для контроля угловых перемещений объектов.

Целью изобретения является повышение

„„ АХ„„1714350 А1

2 точности преобразования угловых перемещений за счет более высокой точности формирования синусоидальных сигналов. Пучок лучей источника 1 излучения, пройдя через радиальные прозрачные штрихи растров 2 и

3, падает на чувствительные площадки приемников 4 излучения. Поскольку прозрачность растра 2 представляет .собой широтно-импульсно модулированную последовательность, а угловая ширина прозрачных штрихов растра 3 кратна шагу радиальных штрихов растра 2 и может быть значительно больше его, то выходные сигналы приемников 4 практически не содержат высших пространственных гармоник, что обеспечивает более высокую точность формирования синусоидальных сигналов, 3 ил.

1714350

Изобретение относится к измеритель ной технике и может быть использовано для контроля угловых перемещений объектов.

Целью изобретения является повышение точности преобразования угловых пере- 5 мещений за счет более высокой точности формирования синусоидальных сигналов.

На фиг. 1 представлена функциональная схема преобразователя; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез Б-Б на 10 фиг, 1.

Преобразователь содержит источник 1 излучения и последовательно установленные по ходу пучка лучей источника 1 излучения подвижный радиальный растр 2, 15 выполненный в виде N радиальных прозрачных штрихов, угловое расстояние меж2z ду центрами которых равно и угловая ширина которых промодулирована по сину- 20

2л соидальному закону с периодом, неподвижный радиальный растр 3, выполненный в виде группы из m радиальных прозрачных штрихов, угловая ширина у которых кратна 25

2л

N и угловое расстояние между центрами

2л которых равно, и m приемников 4 излуPm

Г чения, установленных на основании 5 так, 30 что они оптически связаны через растры 2 и

3 с источником 1 излучения, где Р— число периодов выходных сигналов преобразователя.

Угловая ширина P i-ro штриха подвиж- 35 ного радиального растра 2 определяется

8ыражением:

Pi =Pp +Pm sin p ж где Ро и Pm — постоянная часть и амплитуда переменной составляющей функции угло- 40 вой ширины штриха, 4 = (И) — угловое положение i-го

N штриха, i = 1, 2...., N, p — число периодов выходных сигналов 45 и реобразователя.

Преобразователь работает следующим образом.

Пучок лучей источника 1 излучения, пройдя через радиальные прозрачные 50 штрихи растров 2 и 3, падает на чувствительные площадки приемников 4 излучения.

При вращении радиального растра 2 растр 3 освещается прерывистым потоком, прошедшим через растр 2, прозрачность ко- 55 торого в функции угла представляет собой широтно-импульсно модулированную (ШИМ) последовательность, спектр которой состоит из гармоник с порядковыми номерами Nl + pt, где

I=0, 1,2, ...

t=0, 1,2, ...

Поскольку угловая ширина прозрачных штрихов неподвижного радиального растра

3 кратна шагу радиальных штрихов растра 2 и может быть выбрана значительно больше его, сигналы О» с приемников 4 практически не содержат высших пространственных гармоник

О» = Up + Urr sin (р а — ф<), где Up u Um — постоянная часть и амплитуда переменной составляющей выходного сигнала приемников 4 излучения, ф< = (К-1) — начальная фаза, 2л

К=1,2, ..., m, Постоянные составляющие могут быть исключены дифференциальным включением приемников 4 излучения.

При этом выходные сигналы будут иметь вид:

Ui = Um sin (ра-ф), где

Ф 2л(i 1)

1= 1, 2, ..., n, при этом n < m.

Так, при четном m п-фазная система напряжений Ui может быть сформирована подключением к и дифференциальным cxem мам n = — пар напряжений U» с порядковы2

m ми номерами К =! и К = I + —.

) 2

В преобразователе число штрихов N может быть выбрано значительно больше требуемых периодов P выходных сигналов.

LuMM — последовательность штрихов подвижного радиального растра 2 будет аппроксимировать синусоидальную зависимость в большем количестве точек и с большей точностью, так как высокочастотные гармонические составляющие могут быть исключены методом оптической фильтрации за счет выбора размеров чувствительных площадок приемников 4 излучения, что обеспечивает повышение точности преобразования угловых перемещений, Формула изобретения

Многофазный преобразователь угловых перемещений, содержащий источник излучения и последовательно установленные по ходу пучка лучей источника излучения подвижный и неподвижный радиальные растры и m приемников излучения, оптически связанных через радиальные растры с источником излучения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, по.движный радиальный растр выполнен в ви1714350

А-А

10 де N радиальных прозрачных штрихов, угловое расстояние между центрами которых

2л равно и угловая ширина которых промодулирована по синусоидальному закону с 5

2к периодом, неподвижный радиальный растр выполнен в виде группы из m радиальных прозрачных штрихов, угловая ширина

2л которых кратна и угловое расстояни

2л между центрами которых равно —, где PPm число периодов сигналов преобразователя