Фазовый фотоэлектрический преобразователь углового перемещения

 

дскаоюан

1-,, я Е1; т:-" :.. ". " т1"- 11 тиб

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<1ц 480l02

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 27.07.73 (21) 1950461/18-24 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 05.08.75. Бюллетень № 29

Дата опубликования описания 11.03.76 (51) М. Кл. G 08с 9/06

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 681.325(088.8) (72) Авторы изобретения

Ю.-Г. В. Якубчионис и Ю. Ю. Шимуленис (71) Заявитель Вильнюсский филиал экспериментального научно-исследовательского института металлорежущих станков (54) ФАЗОВЪ|Й ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЪ

УГЛОВОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть применено в станках с числовым программным управлением и в устройствах, где необходима выдача информации об угловом перемещении в виде фазы сигналов.

Известны фазовые фотоэлектрические преобразователи углового перемещения, содержащие установленные вдоль оптической оси электролюминесцентный осветитель, измерительный растр, секционированный по пространственным фазам индикаторный растр, фокусирующую систему, фотоприемник, соединенный с модулятором. Выход фотоприемника через ключи соединен со входами многофазного демодулятора, управляющие входы ключей соединены с выходами коммутатора.

Однако точность преобразования таких устройств недостаточно высока, что связано с неравномерной освещенностью растрового сопряжения.

Целью изобретения является повышение точности преобразования.

Эта цель достигается тем, что в предложенном устройстве электролюминесцентный осветитель выполнен с секциями, соответствующими по числу и расположению секциям индикаторного растра; секции электролюминесцентного осветителя объединены в группы по числу пространственных фаз индикаторного растра, а каждая группа секций подключена к соответствующему выходу коммутатора.

На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого преобразователя; на фиг. 2—

5 расположение секций индикаторного растра; на фиг. 3 — расположение и схема соединений секции электролюминесцентного осветителя.

Преобразователь включает в себя электро10 люминесцентный осветитель 1, состоящий из металлического электрода 2, слоя цинкосульфидного порошка 3, прозрачного электрода 4 и стеклянной пластины 5.

Осветитель 1 установлен вдоль оптической

15 оси преобразователя совместно с измерительным растром 6, индикаторным растром 7, фокусирующей системой 8 и фотоприемником 9.

Фотоприемник 9 соединен с модулятором (на чертежах не показан), а выход фотоприемни20 ка через ключи 10 — с входами многофазного демодулятора 11, состоящего из детекторов

12, фазовращателей 13 и суммирующего усилителя 14. К управляющим входам ключей подключены выходы коммутатора 15.

25 Неподвижный индикаторный растр 7 имеет штрихи и секционирован по пространственным фазам (трем) следующим образом.

Если принять, что пространственная фаза первой секции 16 равна нулю, то вторая сек30 ция 17 сдвинута относительно первой на

480102

15

Зо

3

120, т. е. вторая секция 17 находится íà расстоянии n>g+ /зд от первой, где nl — число целых шагов(штрихов растра) à g — величина шага. Третья секция 18 сдвинута на 240 относительно первой, чему соответствует

nag+ /зд расстояние, где пр — число целых шагов. Далее секции чередуются в том же порядке.

Осветитель 1 также состоит из секций 19—

21, соответствующих по числу и расположению секциям 16 — 18 растра 7. Секции осветителя 1 объединены в три группы по числу пространственных фаз индикаторного растра

7. Выходы групп секций 19 21 подключены к соответствующим выходам коммутатора 15.

Измерительный растр 6 связан с перемещающимся относительно оптической оси контролируемым объектом (на чертежах не показан) и имеет непрерывную сетку штрихов с шагом

g, равным шагу индикаторного растра 7, Устройство работает следующим образом.

Сначала коммутатор 15 выдает импульс на выход первой группы секций 19 осветителя 1 и одновременно выдает сигнал на выход, включающий первый ключ 10. Включается первая группа секций 19 осветителя 1, свет or осветителя 1 проходит через измерительный растр 6, перемещение которого следует измерить, и через секции первой группы индикаторного растра 7, попадая затем на одну поверхность фокусирующей системы 8, наклоненную под 45 к его оси, а затем на другую поверхность этой же фокусирующей системы

8, выданную с таким же наклоном, и попадает на фотоприемник 9.

На фотоприемник 9 попадают только те лучи света, которые проходят перпендикулярно к поверхности растров. Это исключает влияние одной группы секций на другие. На выходе фотоприемника 9 возникает сигнал, амплитуда которого зависит от взаимного положения измерительного растра 6 и секций 16 первой группы индикаторного растра 7.

Через открытый первый ключ 10 сигнал поступает на соответствующий детектор 12. В следующий момент по истечении /з Т (где

Т, — период переключающих импульсов) срабатывают вторые выходы 20 коммутатора 15, включается вторая группа секций 20 осветителя, а на выходе фотоприемника 9 возникает сигнал, соответствующий взаимодействию второй секции 17, сдвинутой на 120 по пространственной фазе группы секций индикаторного растра 7, с измерительным растром, который через открытый второй ключ 10 поступает на соответствующий детектор 12. Затем по истечении /зТь срабатывают выходы 21 коммутатора 13, включается третья группа секций 21 осветителя, и на выходе фотоприемника 9 возникает сигнал, соответствующий взаимодействию сдвинутых на 240 по пространственной фазе секций индикаторного растра 7 с измерительным растром 6, который через открытый ключ 10 поступает на детектор 12. Затем по истечении периода Т описан4 ный выше цикл работы устройства повторяется.

На выходе модулятора напряжение меняется по закону

U +Asinut, где А — амплитуда модуляции; ю — частота;

t — время;

U< — постоянная составляющая, которая поступает на фотоприемник.

Круговая частота о значительно меньше

1 частоты fl= следования импульсов, пере= У ключающих секции осветителя, Чувствительность фотоприемника 9 пропорциональна приложенному к нему напряжению.

Поэтому импульсы на выходе фотоприемника

9 модулированы по амплитуде с частотой

/г—

На выходе каждого из детекторов 12 имеется последовательность импульсов, следующих с периодом Т вЂ” — 1/(,. Импульсы на входах соседних по порядку детекторов 12 сдвинуты на /зТь Эти импульсы модулированы по амплитуде частотой f — 1/T, при соблюдении условия ((f >.

На выходах детекторов 12 выделяются огибающие сигналов с выхода фотоприемника 9.

С помощью фазовращателей 13 осуществляется сдвиг фазы этих сигналов на соответствующую долю периода частоты модуляции fz, т, е. О, /зТ, /зТ . Сигналы с выходов фазовращателей 13 поступают на суммирующий усилитель 14 многофазного демодулятора 11, где производится их суммирование. Фаза результирующего сигнала на выходе демодулятора 11 линейно зависит от преобразуемого перемещения.

Таким образом, в предлагаемом устройстве при импульсном питании электролюминесцентного осветителя обеспечивается линейное преобразование перемещения в фазу электрического сигнала.

Предмет изобретения

Фазовый фотоэлектрический преобразователь углового перемещения, содержащий установленные вдоль оптической оси электролюминесцентный осветитель, измерительный растр, секционированный по пространственным фазам индикаторный растр, фокусирующую систему, фотоприемник, соединенный с модулятором, выход фотоприемника через ключи соединен со входами многофазного демодулятора, управляющие входы ключей соединены с выходами коммутатора, о т л и ч а югц и и с я тем, что, с целью повышения точности преобразования, электролюминесцентный осветитель выполнен с секциями, соответствующими по числу и расположению секциям

480102 индикаторного растра; секции электролюминесцентного осветителя объединены в группы по числу пространственных фаз индикаторного растра, а каждая группа секций подключена к соответствующему выходу коммутатора.

4оо0102

Составитель И. Н азаркина

Редактор Л. Утехина

Техред Т. Миронова Корректор А. Степанова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 122/8 Изд. № 934 Тираж 679 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делаги изобретений и открытий

1!3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5