Датчик угловых перемещений

 

ОП И САНИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 11Л.1971 (№ 1616156/18-24) с при соединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 20Л11.1973. Бюллетень № 15

Дата опубликования описания 24.IV.1973

М. Кл. G Olb 7/30

Комитет по делам изобретекий и открытий при Совете Мииистров

СССР

УДК 531.74:531.715.2 (088,8) Авторы изобретения 1О. Н, Семенов, В. В, Тумаков, Е. В, Трифонов, Е. В. Архангельский и Л, С. Бугров

Заявитель

ВСЕСОСЗИ;Н

ПИЩИК-ЕЙЫ - - :",. -,. -:

БИБДИОТЕКА

ДАТЧИК УГЛОВЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

Изобретение относится и системам автоматического контроля и регулирования.

Известны датчики угловых перемещений, содержащие генератор опорного напряжения, оптическую систему, модулятор светового потока, фотоприемник и источники постоянного и переменного напряжений.

Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что в нем установлены светодиод, оптически связанный с фотоприемником, и два формирователя напряжения, входы которых подключены к генератору опорных напряжений и к источникам постоянного и переменного напряжений, а выходы — к светодиоду.

Это позволило повысить точность работы, На фиг. 1 изображена функциональная схема предлагаемого датчика с имитатором светового сигнала; на фиг, 2 — функциональная схема имитатора светового сигнала для одной оси чувствительного датчика.

Датчик содержит оптическую систему 1, модулятор 2 светового потока, фотоприемник

8, имитатор 4 светового сигнала, состоящий из формирователей 5 и б напряжения и светодиода 7, расположенного вблизи фотоприемника 8, и генератора 8 опорных напряжений.

Формирователи напряжений 5 и б содержат (см. фиг. 2) индуктивно-резисторный мост 9, состоящий из переменного резистора 10 и трансформатора 11, переключатель 12, фазочувствительный выпрямитель 18, модулятор

14, фильтр 15 и резистор 16.

Трансформаторная система 17 передачи угла содержит передающий датчик 18 угла и принимающий синусно-косинусный поворотный трансформатор 19 с управляющей обмоткой 20.

Выбор схемы формирователя 5 или 6 определяется способом модуляции светового пото10 ка в оптикоэлектронном датчике.

В предлагаемом устройстве применена схема формирователя для двухосной фотоэлектрической следящей системы, в которой используется двухкоординатный оптикоэлектрон15 ный датчик с полудисковым модулятором светового потока.

Основной частью модулятора 2 светового потока является непрозрачный полудиск, вращающийся в фокальной плоскости оптической

20 системы 1. Форма светового сигнала, прошедшего через модулятор, зависит от величины углового рассогласования оптической осп датчика, от направления на источник излучения. Для преобразования сигнала датчика в

25 управляющие напряжения в схеме фотоэлектрической следящей системы используют фазочувствительные выпрямители. При этом имеет место амплитудно-фазовое управление.

В предлагаемом датчике угловых переме30 щений клеммы а — а формирователей 5 и 6

374491

3 соединены с генераторными обмотками генератора 8 опорных напряжений модулягора 2, клеммы Π— Π— с исто IIIпком псремснного напряжения U, а клеммы в — в — с пс!очипком постоянного напряжения Е. Выходы формирователей 5 и б подключены к светодиоду 7.

В формирователях 5 и б одна клемма диагонали моста 9 соединена с входом фазочувствительного выпрямителя 18 непосредственно, а другая — через переключатель 12. К клеммам г — г выпрямителя 18 и к первичной обмотке трансформатора 11 подключен источник переменного напряжения U. Вход фазочувствительного выпрямителя 18 соединен с входом модулятора 14. На клеммы д —.д модулятора 14 подается напряжение от генератора 8 опорных напряжений модулятора 2 светового потока. Выход модулятора 14 через фильтр 15 связан с светодиодом 7, к которому через резистор lб подключен источник постоянного напряжения Е, необходимый для создания начального тока через светодиод 7 для точной имитации светового сигнала, получаемого на выходе модулятора 2 при работе датчика по реальному источнику излучения.

Резистор lб устанавливает значение постоянной составляющей Ф, этого сигнала, в то время как величина переменной составляющей Ф зависит от амплитуды напряжения на выходе фильтра 15.

Имитатор 4 светового сигнала работает следующим образом.

Для простоты изложения рассматривают формирование светового сигнала по одной оси чувствительности датчика.

Переменное напряжение, снимаемое с диагонали индуктивно-резистивного моста 9 (см. фиг. 2), питаемого источником и переменного напряжения U через трансформатор 11, поступает через контакты е — ж переключателя 12 на вход фазочувствительного выпрямителя 18, клеммы г — г которого подключены к тому же источнику напряжения U. Фазочувстительный выпрямитель 18 вырабатывает постоянное напряжение, величина и знак которого определяются положением движка переменного резистора 10. Это напряжение поступает на вход модулятора 14, который модулирует его с частотой напряжения, вырабатываемого генератором основного напряжения модулятора 2.

Электрические сигналы, снимаемые с выхода модулятора 14 через фильтр 15, подавляющий высшие гармоники этого сигнала, поступают на светодиод 7, который преобразует электрические сигналы в световые, такие >ке по форме, как и световые сигналы, поступаю5

ЗО

40 щие па фотопрпемник 8 при работе последнего по реальному излучающему объему. Если изменять положение диикк!! резистора 10, то будет изменяться форма светового сигнала, излучаемого светодиодом, что соответствует аналогичному изменению светового сигнала, поступающего с модулятора 2 датчика на фотоприемник 8 при изменении углового рассогласования между оптической осью датчика и направлением на излучающий объект. Следовательно, перемещение движка резистора 10 позволяет имитировать угловое рассогласование датчика.

Имитатор углового рассогласования позволяет также проводить работы с фотоэлектрической следящей системой при замкнутой цепи главной обратной связи. Для этого переключатель 12 устанавливают в положение, когда контакты и — ж замкнуты. В этом положении на вход фазочувствительного выпрямителя 18 поступает напряжение с принимающего поворотного датчика угла, например с управляющей обмотки 20 синусно-косинусного поворотного трансформатора 19 трансформаторной системы 17 передачи угла.

Для выделения напряжений, пропорциональных имитируемым угловым отклонениям описываемого датчика по двум взаимно перпендикулярным осям на клеммы а — а формирователей 5 и б подаются напряжения с генератора 8 модулятора 2, сдвинутые по фазе на

90 эл. град. Напряжения с выходов формирователей 5 и б поступают на светодиод 7, где происходит их суммирование. Светодиод 7 излучает световой сигнал, пропорциональный суммарному напряжению, приложенному к нему. Суммарный световой сигнал принимается фотоприемником и преобразуется в электрический сигнал для управления сервомеханизмами двухосной фотоэлектрической следящей системой.

Предмет изобретения

Датчик угловых перемещений, содержащий оптическую систему, генератор опорного напряжения, модулятор светового потока, фотоприемник и источники постоянного и переменного напряжений, отличающийся тем, что, с целью повышения точности работы, в нем установлены светодиод, оптически связанный с фотоприемником, и два формирователя напряжения, входы которых подключены к генератору опорных напряжений и к источникам постоянного и переменного напряжений, а выходы — к светодиоду.