Датчик угла поворота
Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может использоваться для измерения угловых поворотов объекта. Целью изобретения является расширение диапазона измеряемых углов, Источник 1 формирует излучение б двумя длинами волн, которое поступает на модулирующий диск 3, связанный с контролируемым объектом (не показан), при этом в зависимости от положения модулирующего диска 3 относительно целевой диафрагмы 2 возможны различные варианты прохождения светового потока на фотоприемники 10 и 11, которые преобразуют световое излучение в электрические сигналы, величина которых пропорциональна интенсивности излучения.2 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (st)s G 01 В 11/26
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
RO. ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
{21). 4775120/28 (22) 29.1.2.89 (46) 07;03.92. Бюл. ЬЬ 9 (71) Ижевский механический институт (72) В.Н,Шиляев, А.Б,Соловьев, В.E.Ëÿëèí и
В.С.Дородов (53) 531.743 (088.8) (56) Заявка РСТ (W0) РЬ 84/039939, кл, С 01 05/34, 1987.
Авторское свидетельство СССР ГЬ 1280315„кл, С 01. B 11/26, 1986. (54) ДАТЧИК УГЛА ПОВОРОТА (57) ИзобреТение относится к контрольно-. измерительной технике и может испольэо„>5M,, 1717954 А1 ваться для измерения угловых поворотов обьекта. Целью изобретения является расширение диапазона измеряемых углов. Источник.1 формирует излучение с двумя длинами волн, которое поступает на модулирующий диск 3, связанный с контролируемым обьектом (не показан), при этом в зависимости оТ положения модулирующего диска 3 относительно целевой диафрагмы 2 возможны различные варианты прохождения светового потока на фотоприемники 10 и 11. которые преобразуют световое излучение в электрические сигналы, величина которых пропорциональна интенсивности излучения. 2 ил.
1717954
Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано в текстильной промышленности и машиностроении для измерения угловых поворотов объекта.
Известен оптический датчик положения вала (hh 84/03939, кл, С 01 0 5/34, РСТ . (W0)), содержащий светоотклоняющие элементы, фотоприемный элемент и элемент для создания светового пучка, при этом вал проходит через первый светоотклоняющий элемент, а второй закреплен на валу. Недостатком устройства является ограниченный диапазон измеряемых углов поворота и низкая точность измерений.
Известен датчик угла поворота (а. с. М 1280315, кл. С 01 В 11/26), принятый за прототип, содержащий источник света, модулирующий диск с кольцевой щелью серповидной формы, фотоприемники с чувствительной площадкой прямоугольной формы и измерительную мостовую схему.
Недостатком известного устройства является ограничение диапазона измеряемых углов от 0 до z, что не дает возможности контролировать угловые повороты в диапазоне от О до 2 х градусов.
Цель изобретения — расширение диапа зона измеряемых углов.
Цель достигается тем, что кольцевая щель модулирующего диска заполнена прозрачным материалом, на поверхность кото- рого нанесены два частотно-селективных фильтра с различными длинами волн пропускания, граница раздела которых образована спиралью Архимеда, полюс которой совмещен с осью вращения диска, а по ходу светового потока установлено частотно-селективное зеркало под углом 45 к плоскости модулирующего диска, согласованное по длинам волн пропускания и отражения с частотно-селективными фильтрами и оптически связанное с чувствительными площадками фотоприемников.
Суть изобретения состоит в .том, что между источником:света и фотоприемника.ми расположен модулирукиций диск, разворот которого приводит к рассогласованию сигналов фотоприемников, электрически ооедйненных с измерительной мостовой схемой.
Отличительные признаки изобретения от прототипа, обуславливающие соответствие этого решения критерию "существенная новизна". состоят sтом,,что кольцевая щель модулирующего диска содержит два частотно-селективных фильтра с различными длинами волн пропускания, граница между которыми выполнена в виде спирали
Архимеда, а перед фотоприемниками установлено частотно-селективное зеркало под углом 45 к плоскости модулирующего
5 диска.
На фиг. 1 представлена схема датчика угла поворота; на фиг. 2 — схема модулирующего диска с кольцевой щелью.
Устройство содержит источник 1 света, 10 формирующий световой поток с длинами волн k и 4., щелевуе диафрагму 2, установленную перед модулирующим диском 3, в котором выполнена кольцевая щель 4. заполненная прозрачным материалом 5, на
15 поверхность которого нанесены два частотно-селективных фильтра 6 и 7, при этом фильтр 6 пропускает только свет с длиной волны i4, а фильтр 7 — с длиной волны Я2.
Граница 8 между фильтрами выполнена в
20 виде спирали Архимеда с полюсом. совмещенным с осью вращения диска 3, По ходу светового потока за модулирующим диском
3 установлено частотно-селективное. зеркало 9, .пропускающее без ослабления свет с
25 длиной волны k и отражающее свет с длиной волны Ь. Зеркало 9 установлено под углом 45 к плоскости диска 3 и оптически связано с фотоприемниками 10 и 11, электрически включенными в измерительную мо30 стовую схему 12.
Устройство работает следующим образом.
Источник 1 излучения формирует световой поток с длинами волн Х1 и Аг, который
35 после прохождения через щелевую диафрагму 2 в виде плоско-параллельного пучка поступает на кольцевую щель 4 модулирующего диска 3. связанного с контролируемым обьектом (не показан). Излучение проис40 ходит через прозрачный материал 5 кольцевой щели 4, при. этом на участке 11 частотно-селективного фильтра 7 проходит излучение с длиной волны 4. а на участке !2 фильтра 6 — с длиной волны 11.
45 Пройдя через частотно-селективное зеркало 9; излучение с длиной волны h поступает на фотоприемник 10, а отраженное от зеркала 9 излучение с длиной волны Q попадает на фотоприемник 11. Фотоприемни50 ки 10 и 11 преобразуют световое излучение в электрические сигналы, величина которых пропорциональна интенсивности светового потока на входе, которая определяется размерами 11 и lz частотно-се55 лективных фильтров 6 и.7 при данном поло- жении модулирующего диска. Поскольку граница между фильтрами 6 и 7 выполнена по спирали Архимеда, то любому положению диска 3 в диапазоне от 0 до 2 л. соот1717954
Формула изобретения
Датчик угла поворота, содержащий последовательно. расположенные источник
Составитель 8. Шиляев
Редактор С. Кулакова Техред М;Моргентал Корректор Л. Патай
Заказ 869 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 ветствует лишь одно соотношение параметров I1 и !г. т.е. однозначно определяется угловое положение контролируемого объекта. Выполнение границы 8 между фильтрами 6 и 7 по спирали Архимеда обеспечивает ликейное изменение,размеров I> и 1 при
) повороте диска 3 от 0 до 2 ж, что в свою очередь приводит к линейному изменению сигналов фотоприемников 10 и 11, которые йоступают в мостовую схему 12:и величина рассогласования которых является параметром углового положения объекта.
Технико-экономический эффект от применения предлагаемого устройства состоит в том, что при сохранении линейной зависимости выходного параметра от угла поворота контролируемого объекта увеличивается диапазон измерения до 2 л, что позволяет расширить область применения датчика. облучения, модулирующий диск, два фотоприемника, выполненные с чувствительной площадкой прямоугольной формы, и измерительную мостовую схему, электри5 чески соединенную с фотоприемниками, отличающийся тем,что,сцелью расширения диапазона измеряемых углов, модулирующий диск выполнен прозрачным с кольцевой щелью и с двумя частотно-се10 лективными фильтрами с отличными друг от друга длинами волн на ее поверхности и с границей раздела между фильтрами по спирали Архимеда, полюс которойсовмещен с осью вращения диска, датчик снаб15 жен плоским зеркалом, выполненным с двумя частотно-селективными фильтрами, согласованными по длинам волн пропускания и отражения с частотно-селективными фильтрами модулирующего диска, и
20 оптически связанным с чувствительными площадками фотоприемников и щелевой диафрагмой, расположенной между модулирующим диском и источником излучения, выполненным двухволновым.
