Позиционная система измерения перемещений

 

пц 670802

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 24.07.74 (21) 2049135/18-28 (51) М. Кл.-

G 01В 11/00 с присоединением заявки №

Государственный комитет (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.06.79. Бюллетень № 24 (45) Дата опубликования описания 30.06.79 по делам изобретений и открытий (53) УДК 531.717 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. В. Мироненко, Ю. Б. Коляда и В. Н. Янушкин (71) Заявитель Московское ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени высшее техническое училище имени Н. Э. Баумана (54) ПОЗИЦИОННАЯ СИСТЕМА ИЗМЕРЕНИЯ

ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

Изобретение относится к технике измерения линейных и угловых величин, в частности к фотоэлектрическим устройствам.

Известны измерительные системы, содержащие точную ступень отсчета компенсационного типа с обратным преобразователем в компенсационной цепи (1).

Недостатком этих систем является ограниченный диапазон измерения.

Наиболее близким к изобретению является устройство, содержащее точную ступень, построенную по компенсационной схеме, и грубую ступень в виде кодового преобразователя перемещений (2).

Однако наличие в устройстве двух обратных преобразователей увеличивает стоимость и габариты, а также уменьшает надежность его в работе. Кроме того, необходима периодическая юстировка системы изза взаимного ухода нулевых положений преобразователей и дрейфа их чувствительности.

Цель изобретения — повышение точности и надежности устройства.

Для этого в предлагаемой позиционной системе измерения перемещений считывающий элемент кодового преобразователя грубой ступени измерения закреплен на подвижной части обратного преобразователя точной ступени измерения.

На чертеже представлена предлагаемая система.

На подвижной линейке 1 нанесена измерительная растровая решетка 2 и кодовая шкала 3. Индексная решетка 4 и щель 5, являющаяся считывающим элементом кодового преобразователя, выполнены на общей подложке 6. Подложка 6 закреплена на подвижном элементе 7 обратного преобра>0 зователя. К обратному преобразователю относится также катушка 8, закрепленная на подвижном элементе и помещенная в зазор магнитной системы 9. Свет от лампы

10, прошедший через растровое сопряже15 ние, воспринимается фотоприемником 11.

На чертеже условно показано только три разряда кодовой ступени. В младшем разряде кодового преобразователя работает фотоприемник 12, в последующих — фото20 приемники 13 и 14. Фотоприемник 11 подключен к входу электрического блока 15 точной ступени измерения. Фотоприемники кодового преобразователя подключены и входу электрического блока 16 грубой сту25 пени измерения. Выход блоков 15 и 16 подключен к блоку 17 индикации.

Работа устройства состоит в следующем.

Под воздействием переменного напряжения, подаваемого в катушку 8, подвижный

30 элемент обратного преобразователя 7 пр т670802 водится в колебательное движение. Свет, прошедший через решетку 2 и индексную решетку 4, модулируется с частотой, равной или кратной частоте колебаний, что зависит от положения растров.

Если прозрачные участки расположены друг против друга, то сигнал на выходе фотоприемника 11 модулируется с удвоенной частотой. Если прозрачные участки растров смещены друг относительно друга, то в сигнале на выходе фотоприемника 11 появляется составляющая с частотой, равной частоте колебаний подвижного элемента и фазой, однозначно связанной с направлением смещения. Эта составляющая служит сигналом рассогласования для электрического блока 16 точной ступени измерения. Под воздействием этого сигнала величина тока, вырабатываемого блоком 16, и выходу которого подключена катушка 8, будет изменяться до тех пор, пока подвижный элемент 7 не займет положения, соогветствующего новому сигналу рассогласования. При этом прозрачные участки растров будут находиться друг против друга, а величина тока будет строго пропорциональна величине отклонения подвижного элемента 7 от нейтрального положения. Сущность работы точной ступени состоит, таким образом, в том, что прозрачные участки индикаторного растра постоянно следят за прозрачными участками измерительного растра. При этом ток в катушке 8 является мерой перемещения измерительного растра. Так как считывающий элемент кодового преобразователя жестко связан с подвижным элементом обратного преобразователя точной ступени измерения, го щель 5 всегда занимает такое положение внутри периода младшего разряда кодовой ступени, которое соответствует максимуму сигнала, и перемещается с ней синхронно в пределах точной ступени. При этом устраняется ошибка неоднозначности, т. е. осуществляется согласование отсчетов точной и грубой ступени без удвоения количества фотоприемников.

Описанный пример не исчерпывает вариантов реализации системы. Следящая система может быть построена, например, с использованием двигателя и потенциометра, либо может быть статического типа.

Считывающий элемент может быть реализован в виде фрагмента кодовой шкалы.

Формула изобретения

Позиционная система измерения перемещений, содержащая грубую ступень измерения с кодовым преобразователем и точную ступень измерения компенсационного

25 типа с обратным преобразователем, о тл ич а ю щ а я ся тем, что, с целью повышения точности и надежности системы, считывающий элемент кодового преобразователя грубой ступени измерения закреплен на подЗ0 вижной части обратного преобразователя точной ступени измерения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Мироненко А. В. Фотоэлектрические

35 измерительные системы. М., «Энергия», 1967, с. 212.

2. Там же, с. 270 — 274.

670802

Составитель А. Куликов

Техред A. Камышникова

Редактор О. Юркова

Корректор А. Галахова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1147/8 Изд. ¹ 392 Тираж 866 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 5I(-35, Раушская наб., д. 4/5