Фотоэлектрический преобразователь угловых перемещений



Фотоэлектрический преобразователь угловых перемещений

 

H03M1/24 - Кодирование, декодирование или преобразование кода вообще (с использованием гидравлических или пневматических средств F15C 4/00; оптические аналого-цифровые преобразователи G02F 7/00; кодирование, декодирование или преобразование кода, специально предназначенное для особых случаев применения, см. в соответствующих подклассах, например G01D,G01R,G06F,G06T, G09G,G10L,G11B,G11C;H04B, H04L,H04M, H04N; шифрование или дешифрование для тайнописи или других целей, связанных с секретной перепиской, G09C)
G08C13/00 - Системы для передачи измеряемых переменных величин, управляющих или подобных сигналов (пневмогидравлические передающие системы F15B; чувствительные элементы для определенных физических переменных см. в соответствующих подклассах, например классов G01,H01; индикаторные или регистрирующие устройства см. в соответствующих подклассах, например G01D,G09F; механические средства для преобразования выходного сигнала чувствительного элемента в различные переменные величины G01D 5/00; мостовые схемы с автоматической балансировкой G01R; управление положением вообще G05D 3/00; механические системы управления G05G; системы для передачи только сигналов "включено-выключено", системы для передачи сигналов тревоги G08B;

Владельцы патента RU 2538293:

Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (ОАО "НПО ГИПО") (RU)

Фотоэлектрический преобразователь угловых перемещений относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использован в оптико-электронных приборах. Технический результат заключается в повышении уровня рабочего сигнала за счет установки индикаторного диска между источником излучения и конденсором, в результате чего каждая щель поля считывания стала самостоятельным источником излучения, а рабочий сигнал стал суммой сигналов всех щелей. Содержит источник излучения, индикаторный диск, конденсор, подвижный измерительный диск, установленный на поворотной опоре, фотоприемник, электронный блок управления. На индикаторном диске выполнены поля считывания, каждое из которых имеет пространственный сдвиг относительно предыдущего на 1/4 периода кодовой маски измерительного диска. Конденсор установлен между индикаторным и измерительным дисками с возможностью перемещения вдоль оптической оси. Измерительный диск выполнен гибким и закреплен на поворотной опоре между двух колец, одно из которых упругое, а другое кольцо жесткое. На индикаторном диске выполнено не менее двух полей считывания с щелями разной ширины, наибольшая ширина щели в поле считывания равна щели кодовой маски измерительного диска, а ширина остальных щелей рассчитывается по формуле. 1 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано в оптико-электронных приборах.

Известен преобразователь угла поворота вала в код (авт.св. СССР №561207, МКИ G08C 9/00, опуб. 05.06.77 г., Бюл. 21), содержащий индикаторный диск, установленный в корпусе преобразователя, измерительный диск и фланец, установленные на валу, при этом фланец жестко закреплен гайкой на валу, установленном в корпусе на подшипниках, закрепленных гайками, одна из которых соединена резьбой с корпусом, между наружными кольцами подшипников в корпусе установлена втулка.

Недостатком этого технического решения является малая глубина модуляции, большая постоянная составляющая засветка.

Наиболее близким по своему техническому решению является фотоэлектрический преобразователь угловых перемещений «ЛИР», разработанный и серийно выпускаемый фирмой «ОАО СКБ ИС» (195009, г.Санкт-Петербург, Кондратьевский переулок, дом 2, корпус 11, www.http://skbis.ru), содержащий источник излучения, индикаторный диск, конденсор, подвижный измерительный диск, установленный на поворотной опоре, фотоприемник, электронный блок управления, на индикаторном диске выполнены поля считывания, каждое из которых имеет пространственный сдвиг относительно предыдущего на 1 4 периода кодовой маски измерительного диска.

Недостатком данного преобразователя является низкий уровень полезного сигнала.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является повышение уровня рабочего сигнала, за счет суммирования сигналов от всех щелей индикаторного диска.

Технический результат достигается тем, что в фотоэлектрическом преобразователе угловых перемещений, содержащем источник излучения, индикаторный диск, конденсор, подвижный измерительный диск, установленный на поворотной опоре, фотоприемник, электронный блок управления, на индикаторном диске выполнены поля считывания, каждое из которых имеет пространственный сдвиг относительно предыдущего на 1 4 периода кодовой маски измерительного диска, конденсор установлен между индикаторным и измерительным дисками с возможностью перемещения вдоль оптической оси, измерительный диск выполнен гибким и закреплен на поворотной опоре между двух колец, одно из которых упругое, а другое кольцо жесткое, на индикаторном диске выполнено не менее двух полей считывания с щелями разной ширины, наибольшая ширина щели в поле считывания равна щели кодовой маски измерительного диска, а ширина остальных щелей рассчитывается по формуле:

Sz=S·sin(90°-αn·z),

где Sz - ширина любой щели кроме наибольшей;

S - ширина наибольшей щели;

αn=90°/n;

n - количество щелей в группе;

z - порядковый номер щели.

На чертеже представлена схема фотоэлектрического преобразователя угловых перемещений.

Фотоэлектрический преобразователь угловых перемещений содержит источник излучения 1, индикаторный диск 2, конденсор 3, подвижный измерительный диск 4, установленный на поворотной опоре 5, фотоприемник 6, электронный блок 7 и два кольца 8 и 9. На индикаторном диске 2 выполнены не менее двух полей считывания, каждое из которых состоит из щелей разной ширины. Щели наибольшей ширины расположены в центрах полей считывания и равны ширине щелей кодовой маски измерительного диска 4, а остальные убывают по ширине по мере удаления от центральной, сохраняя между собой шаг, равный шагу щелей кодовой маски измерительного диска 4. Ширина щелей индикаторного диска 4 рассчитывается по формуле:

Sz=S·sin(90°-αn·z),

где Sz - ширина любой щели кроме наибольшей;

S - ширина наибольшей щели;

αn=90°/n;

n - количество щелей в группе;

z - порядковый номер щели.

Поля считывания между собой сдвинуты на ¼ периода кодовой маски измерительного диска 4. Конденсор 3 установлен в корпусе (на чертеже не показан) с возможностью перемещения вдоль оптической оси. Измерительный диск 4 выполнен гибким толщиной 1…1,5 мм и закреплен на поворотной опоре 5 между двух колец 8 и 9. Кольцо 8 выполнено упругим, например, из резины или из металла специального профиля, обладающего пружинящими свойствами, а кольцо 9 выполнено жестким.

Фотоэлектрический преобразователь угловых перемещений работает следующим образом. Расходящийся световой поток от источника излучения 1, пройдя через многощелевой индикаторный диск 2, поступает на конденсор 3, который переносит изображение индикаторного диска 2, совмещая его с плоскостью кодовой маски измерительного диска 4. При вращении измерительного диска 4 световой поток, проходя через сопряжение кодовой маски измерительного диска 4 с изображением индикаторного диска 2, анализируется двухэлементным фотоприемником 6, а затем сигналы с фотоприемника 6 поступают на электронный блок 7. Закрепление гибкого кодового измерительного диска 4 между гибким кольцом 8 и жестким кольцом 9 позволяет устранить торцевое биение и одновременно получить требуемую плоскостность.

Выполнение полей считывания из щелей разной ширины позволяет получить нарастание рабочего сигнала по синусоидальному закону, что соответствует работе электронной системы управления, которая построена по синусоидальному закону управления.

Фотоэлектрический преобразователь угловых перемещений, содержащий источник излучения, индикаторный диск, конденсор, подвижный измерительный диск, установленный на поворотной опоре, фотоприемник, электронный блок управления, на индикаторном диске выполнены поля считывания, каждое из которых имеет пространственный сдвиг относительно предыдущего на ¼ периода кодовой маски измерительного диска, отличающийся тем, что конденсор установлен между индикаторным и измерительным дисками с возможностью перемещения вдоль оптической оси, измерительный диск выполнен гибким и закреплен на поворотной опоре между двух колец, одно из которых упругое, а другое кольцо жесткое, на индикаторном диске выполнено не менее двух полей считывания с щелями разной ширины, наибольшая ширина щели в поле считывания равна щели кодовой маски измерительного диска, а ширина остальных щелей рассчитывается по формуле:
Sz=S·sin(90°-αn·z),
где Sz - ширина любой щели кроме наибольшей;
S - ширина наибольшей щели;
αn=90°/n;
n - количество щелей в группе;
z - порядковый номер щели.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к аналого-цифровым преобразователям. Технический результат заключается в расширении предельного частотного диапазона обрабатываемых сигналов.

Изобретение относится к области гидроакустики, радиотехники и электротехники и может быть использовано для построения синхронных многоканальных систем аналого-цифрового преобразования при использовании аналого-цифровых преобразователей с избыточной частотой дискретизации (АЦП-ИЧД).

Изобретение относится к области измерительной и вычислительной техники. Технический результат - расширение частотного диапазона обрабатываемых сигналов АЦП.

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано для связи аналоговых источников информации с цифровым вычислительным устройством.

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может найти применение как в цифровых системах наведения и управления огнем, так и в системах определения углового положения.

Изобретение относится к области приборостроения, в частности к аналого-цифровому преобразованию, а именно к преобразователям угла поворота вала в код. Технический результат - повышение информационной надежности преобразователя угол-код.

Изобретение относится к области измерения и может быть использовано при метрологических исследованиях навигационных приборов, содержащих вращающийся трансформатор.

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники. Технический результат - упрощение конструкции устройства.

Изобретение относится к электронике и может быть использовано в микроэлектронных системах обработки аналоговых сигналов и преобразовании аналоговой информации в цифровую, в частности при разработке аналого-цифровых преобразователей (АЦП) с малым энергопотреблением, многоканальных системах приема и обработки информации с многоэлементных приемников оптического сигнала.

Изобретение относится к области измерительной и вычислительной техники, радиотехники, связи. Технический результатом является расширение в несколько раз предельного частотного диапазона обрабатываемых сигналов АЦП за счет снижения погрешности передачи входных дифференциальных напряжений ко входам компараторов напряжения.

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может быть использовано в аппаратуре передачи данных с повышенной достоверностью . .

Изобретение относится к пневмоавтоматике и может найти применение в химической, нефтехимической отраслях промьшшенности. .

Изобретение относится к области устройств преобразования кода в частоту. Техническим результатом является реализация различных функциональных зависимостей выходной частоты от входного кода и улучшение способности преобразователя корректировать мультипликативную составляющую погрешности датчиков. Устройство содержит два сумматора, два элемента ИЛИ, два элемента задержки, счетчик, дешифратор, память кодов, четыре элемента И, блок памяти весовых коэффициентов, блок обучения, блок памяти весовых коэффициентов, блок обучения, умножитель, блок выбора функции активации. 2 табл., 1 ил.
Наверх