Фотоэлектрический импульсный датчик перемещений

 

ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ИМПУЛЬСНЫЙ ДАТЧИК ПЕРЕМЕЩЕНИЙ, содержащий последовательно установленные осветительный узел, прерыватель светового потока с прозрачными и непрозрачными участками, связанный с объектом перемещения, щелевую диафрагму, систему регистрации светового потока и блок обработки информации, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения перемещений, он снабжен линзой, установленной между диафрагмой и системой регистрации светового потока, которая выполнена в виде набора фотоприемников, расположенных по дуге с центром в фокусе линзы, а размеры прозрачных и непрозрачных участков прерывателя и размеры щелевой диафрагмы выполнены одинаковыми.с ?(Лс:О)QD00 со^»и

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

Ф (191 (11) (504G01 В 11 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 2626808/25-28 (22) 12.06.78 (46) 30.08.86. Бюл. 9 32 (71) Славянский филиал Всесоюзного ордена Ленина научно-исследовательского и проектно-конструкторского института металлургического машиностроения (72) Г.Г.Артюх, Ю.A.Ëÿííèê, Ю.А. Стусенко Д.А;Родкин, А.Г.Состин и И.А.Погребняк (53) 531.7:531.14(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР к 302594, кл. G 01 В 11/26, 1971.

Литвак В.И. Фотоэлектрические датчики в системах контроля, управления и регулирования. М.: Наука, 1966. (54) (57) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ИМПУЛЬСНЫЙ ДАТЧИК ПЕРЕМЕЩЕНИЙ, содержащий последовательно установленные осветительный узел, прерыватель светового потока с прозрачными и непрозрачными участками, связанный с объектом перемещения, щелевую диафрагму, систему регистрации светового потока и блок обработки информации, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения перемещений, он снабжен линзой, установленной между диафрагмой и системой регистрации светового потока, которая выполнена в виде набора фотоприемников, расположенных по дуге с центром в фокусе линзы, а размеры прозрачных и непрозрачных участков вой диа3

1 6913

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения угловых перемещений, например, калиброванных измерительных роликов. 5 . Известен датчик, содержащий источник света, фотоприемник и устройство для прерывания светового потока в виде двух одинаковых прозрачных дисков .со штрихами, свяэаннь|х кинематически и вращающихся в разные стороны относительной общей оси, которая связана с объектом, причем прозрачные штрихи дисков имеют ширину на

1/3 большую, чем ширина просветов . 15

Недостатки этого датчика — сложность конструкции и низкая точность измерения, ограниченная наличием люфтов и количеством прозрачных и ,непрозрачных штрихов на вращающихся 20 дисках.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является Фотоэлектрический импульсный датчик перемещения, содержащий последовательно 25 установленные осветительный узел, прерыватель светового потока с. прозрачными и непрозрачными участками, связанный с объектом перемещения, щелевую диафрагму, систему регистра- 50 ции светового потока и блок обработки информации.

Недостатком такого устройс ва явлются низкая точность измерения перемещения, определяемая количеством прозрачных участков на прерывателе светового потока и их размерами.

Цель изобретения — повышение точности измерения перемещений.

Эта цель достигается тем, что дат- 40 чик снабжен линзой, установленной между диафрагмой н системой регистрации светового потока, которая вьпюлнена в виде набора фотоприемников, расположенных по дуге с центром в фокусе линзы, а размеры прозрачных и непрозрачных участков прерывателя и размеры щелевой диафрагмы выполнены одинаковыми.. На чертеже представлена схема

50 фотоэлектрического импульсного датчика.

Датчик содержит осветительный узел, формирующий параллельный пучок света и состоящий из источника 1 све- 55 та и фокусирующих линз 2, прерыватель 3 светового потока с прозрачными 4 и непрозрачными 5 участками, 74 1 щелевую диафрагму б линзу 7 развертки светового луча, набор фотоприемников 8,например фотодиодов,и блок 9 обработки информации. Размеры прозрачных 4 инепрозрачных 5участков прерывателя Звыполнены одинаковыми в направлении вращения прерывателя. Размер щелевой диафрагмы 6 по направлению вращения прерывателя 3 равен размеру прозрачных 4 и непрозрачных

5 участков. Протяженные фотоприемники светочувствительной поверхностью расположены по дуге с радиусом К относительно фокуса F линзы 7. Угол развертки ы зависит от оптической силы линзы 7 и размеров прозрачных 4 и непрозрачных 5 участков прерывателя 3.

Устройство работает следующим образом.

В тот момент времени, когда диафрагма 6 полностью перекрыта непрозрачным участком 5 прерывателя 3, фотоприемники находятся в затемненном. состоянии. При перемещении в направ.лении а прерывателя 3 против щели диафрагмы 6 расположена часть прозрачного участка 4, а часть светового луча через зазор о попадает на линзу 7. Преломившись в ней,луч проходит через фокус F, он в результате развернут на некоторый угол ho(, и засвечивает нижнюю часть фоточувствительной поверхности набора фотоприемников. Поскольку засвечивание его происходит постепенно пропорционально углу поворота прерывателя 3, то фотодиоды набора эасвечеиы пооче- . редно в направлении у,. Изменение освещенности каждого фотодиода зафиксировано блоком 9 как импульс. В момент времени, когда прозрачный участок 4 прерывателя 3 полностью открывает путь световому потоку к линзе 7, все фотодиоды засвечены, блок 9 зафиксирует количество импульсов, равное количеству фотодиодов. В следующий момент вращения прерывателя 3 передняя кромка непрозрачного участка 5 частично перекрывает доступ световому потоку к линзе 7, что вызывает затемнение некоторой части протяженного фотоприемника, которое пропорционапьно перемещению передней кромки непрозрачного участка 5 относительйо щели диафрагмы 6. При этом изменение освещенности фотодиодов набора 8 вновь зафиксировано элект698374

Техред 3Т.Сердюкова Корректор И. Эрдейи

Редактор О.Филиппова

Заказ 4752/3 Тираж 670 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Рауаская наб., д; 4!5.Производственно-полиграфическое. предприятие, r.Óõãîðîä, ул.Проектная, 4 ронным блоком 9 как импульсы. При полном перекрытии непрозрачным участком 5 щели диафрагмы 6 весь набор фотоприемников затемнен, а блок 9 зафиксирует новое число импульсов, равное количеству фотодиодов набора. Поскольку размеры участков 4 и 5 одинаковы, а количество фотодиодов набора 8 постоянно, количество импульсов при засвечивании и затемнении набора фотоприемников одинаково.

Использование сочетания линзы, дискретно-протяженного набора фотоприемников 8 на заданном расстоянии от линзы 7 по заданной дуге с центром в фокусе F, а также равенство размеров прозрачных 4 н непрозрачных

5 участков прерывателя 3 позволяет повысить точность измерения в

2К pas где 2 — количество ре10 гистрируемых фронтов, К вЂ” коли— чество элементов в протяженном фотоприемнике.