Оптический датчик положения
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (i i) 502218
Союз Советских
Социаиистических
Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 11.07.72 (21) 1807729/25-28 с присоединением заявки № (23) Приоритет
Опубликовано 05.02.76. Бюллетень № 5
Дата опубликования описания 06.04.76 (51) М. Кл.2 G 01В 19/56 государственный комитет
Совета Министров СССР по делам изобретений и сткрз. тнй (53) УДК 531.715.27 (088.8) (72) Автор изобретения
Д. Е. Лихтенштейн (71) Заявитель (54) ОПТИЧЕСКИД ДАТЧИК ПОЛОЖЕНИЯ
Известны оптические датчики положения, содержащие источник света, модулятор светоделительный элемент, с помощью которого образуют два равных световых потока с последующей модуляцией каждого из них, я два фотоприемника, соединенные со схемой сравнения сигналов. По сигналу рассогласования, полученному с этой схемы сравнения, судят о положении объекта.
В известных устройствах сигналы обоих каналов содержат как полезную информацию, так и помеху и сравнением этих сигналов отделить полезную информацию от чомехи нельзя.
Поскольку модуляция изображения объекта в каждом канале производится отдельным модулятором, сигнал каждого канала содержит свою ошибку анализа, не компенсирующую одна другую, и общий сигнал содержит ошибку оптического тракта.
Цель изобретения — повышение точности датчика при работе в оптически неоднородной среде.
Это достигается тем, что предлагаемый оптический датчик снабжен маской с отверстием, связанной с объектом, двумя светофильтрами, один из которых помещен между источником света и маской и выполнен таким образом, что его центральная и охватывающая ее части имеют неперекрывающиеся полосы пропускания, другой — установлен в одном из каналов перед фотоприемником и имеет полосу пропускания, идентичную полосе пропускания центральной части первого
5 светофильтра, а модулятор размещен перед светоделительным элементом, На чертеже изображен предлагаемый оптический датчик положения.
Он содержит источник 1 света, свето10 фильтр 2, состоящий из центральной и охватывающей частей, которые имеют неперекрывающиеся полосы пропускания, маску 3 с отверстием, связанную с контролируемым объектом 4, объектив 5, модулятор 6, светодели15 тельный элемент 7, с помощью которого образуются два световых потока, светофильтр 8, имеющий полосу пропускания, идентичную полосе пропускания центральной части светофильтра 2, фотоприемники 9 и 10, соединен20 ные со схемой 11 сравнения сигналов, причем светофильтр 8 установлен перед фотоприемником 9.
Датчик работает следующим образом.
Световой поток от источника 1 света через
25 светофильтр 2 и отверстие в маске 3 попадает в объектив 5, Объектив 5 строит изображение отверстия и изображение центральной части светофильтра 2 на модуляторе 6. Затем промодулирован30 ный световой поток делится светоделитель502218 ным элементом 7 на два потока и направляется на фотоприемники 9 и 10. На фотоприемник 9 приходит только та часть потока, что пройдет через центральную часть светофильтра 2 и светофильтр 8, поэтому сигнал этого фотоприемника зависит только от положения изображения центральной части светофильтра 2 и не зависит от положения маски. Для этого диаметр этой части выбирается из условия, чтобы она была видна из центра объектива под углом меньшим, чем отверстие маски и при перемещении маски 3 кромки отверстия ее не перекрывали.
Сигнал фотоприемника 10 зависит от положения изображения отверстия маски.
Поскольку световые потоки, попадающие на оба фотоприемника, на пути от маски до модулятора 6 практически совпадают в пространстве, помехи от неоднородностей этой части оптического тракта, и от ошибок модулятора содержатся в фототоке обоих фотоприемников.
Схема 11 сравнения сигналов вырабатывает сигнал рассогласования, практически содержащий только полезную информацию о положении отверстия маски.
Формула изобретения
Оптический датчик положения, содержащий источник света, модулятор, светоделительный элемент и два фотоприемника, сое10 диненные со схемой сравнения сигналов, отл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности датчика при работе в оптически неоднородной среде, он снабжен маской с отверстием, связанной с объектом, двумя све15 тофильтрами, один из которых помещен между источником света и маской и выполнен таким образом, что его центральная и охватывающия ее части имеют неперекрывающиеся полосы пропускания, другой — установлен в
20 одном из каналов перед фотоприемником и имеет полосу пропускания, идентичную полосе пропускания центральной части первого светофильтра, а модулятор размещен перед светоделительным элементом.
