Датчик угловых перемещений

 

О П И С А Н-"И - Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ лт717414

Сони Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 01Л2.78 (21) 2691847/18-28 (51) М.Кл.з 6 02 В 27/30 с присоединением заявки №вЂ”

Государственный комитет (23) Приоритет— (43) Опубликовано 07.11.80. Бюллетень № 41 (53) УДК 531.717 (088.8) по делам изобретений и открытий (45) Дата опубликования описания Оо.02.81 (72) Авторы изобретения Я. В, Дементьев, А. И. Романов и Т. Д. Тимко (71) Заявитель Научно-исследовательский институт прикладной геодезии

ГУГК (54) ДАТЧИК УГЛОВЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения малых угловых перемещений различных объектов.

Известно фотоэлектрическое автбколлимационное устройство, содержащее излучатель, объектив, отражающий элемент, фотоприемники, а также призмы, модулятор, .электронный блок (1J.

Работа устройства основана на выравнивании светового потока излучателя, отраженного отражательным элементом,и подаваемого по дифференциальной схеме на фотоприемники светоделительной призмой, перемещаемой с помощью следящей системы.

По величине смещения прйзмы судят об угловом перемещении отражающего элемента.

Внутренние световые помехи компенсируются с помощью двух дополнительных призм и двух фотоприемников, подключенных к электронному блоку.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является датчик угловых перемещений, содержащий излучатель, диафрагму, объектив, отражающий элемент, устанавливаемый на контролируемом объ- екте, два фотоприемника и индикатор (2).

Датчик также содержит источник питания излучателя, синхронный интегратор, делитель, фазовый детектор.

Световой поток излучателя, отражаясь от отражающего элемента, попадает на два фотоприемника, по разности напряжений на которых судят о величине углового перемещения отражающего элемента, Усиление сигналов с фотоприемников осуществляется на переменном токе введением модуляции светового потока излучателем и последующим фазочувствительным детектированием. Начальная калибровка электронного тракта осуществляется дели, телем.

Недостатком известных устройств является отсутствие компенсации внешних световых помех, что снижает точность измерений.

Цель изобретения — повышение точнос20 тп измерений.

Это достигается тем, что датчик снабжен двумя управляемыми прерывателями светового потока, дифференциальным усилителем, арифметическим блоком и блоком

25 управления, первый прерыватель установлен между отражающим элементом и объективом, второй — между диафрагмой и объективом, входы дифференциального усилителя подключены к фотоприемникам; а выход соединен с входом арифметического

777414 блока, выход которого соединен с индикатором, соответствующие выходы блока управления соединены с прерывателями и вторым входом арифметического блока.

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого датчика.

Датчик содержит излучатель 1, диафрагму 2, светоделительный элемент 8, объектив 4, отражающий элемент 5, укрепленный на контролируемом объекте, прерыватели б и 7 светового потока, фотоприемники 8, дифференциальный усилитель 9, арифметический блок 10, индикатор 11, блок 12 управления, Датчик работает следующим образом.

Световой поток излучателя 1 диафрагмируется диафрагмой 2 и при открытых прерывателях б и 7 проходит светоделительный элемент 8, объектив 4 и, отразившись от элемента 5 в обратном ходе, пройдя объектив 4 и светоделительный элемент

8, попадает на фотоприемники 8; на которых строятся автоколлимационные изображения диафрагмы 2, Электрические сигналы, снимаемые с фотоприемников 8, поступают на дифферен циальный усилитель 9, на выходе которого формируется напряжение, пропорциональное угловому перемещению отражающего элемента 5.

Блок 12 управления последовательно формирует команды, по которым происходит управление прерывателями б и 7 светового потока и арифметическим блоком 10.

При поступлении первой команды с блока 12 прерыватели б и 7 перекрывают световые потоки и сигнал с усилителя 9 U> —— =U,ð, вызванный дрейфом фотоприемников

8 и усилителя 9, поступает на арифметический блок 10, где запоминается. При поступлении второй команды с блока 12 открывается прерыватель 7 и арифметический блок 10 из поступившего сигнала Uz вычитает предыдущий

Uv = V U = Uäð г Увнутр 1/др . Увнутр где Uz — сигнал на выходе блока 10;

У„у,р — сигнал, формируемый внутренними световыми помехами.

При поступлении третьей команды открывается прерыватель б и закрывается прерыватель 7. Арифметический блок 10 вычисляет сумму

,: b q + U-" O«ð + /внещн т /внутр

5 где U„««« — сигнал, формируемый внешними световыми помехами.

При поступлении четвертой команды открывается прерыватель 7. Арифметический

10 блок 10 вычисляет разность

Ц =.— Ц . 11 з — 4 — -7 — лр внешн т в«утр +

+ /и (/лр + /вне .и + /виутр)

-2 «1 где U„— сигнал, характеризующий измеряемый параметр.

Вычисленный сигнал поступает на индикатор 11. На этом процесс измерения заканчивается.

Таким образом, в результате коммутации прерывателями светового потока осуществляется компенсация дрейфа фотоприемников, усилителя, а также внутренних и внешних световых помех.

Формула изобретения

Датчик угловых перемещений, содержащий излучатель, диафрагму, объектив, отражающий элемент, устанавливаемый на контролируемом объекте, два фотоприемника и индикатор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, датчик снабжен двумя управляемыми прерывателями светового потока, дифференциальным усилителем, арифметическим блоком и блоком управления, первый прерыватель установлен между отражающим элементом и объективом, второй — между

4О диафрагмой и объективом, входы дифференциального усилителя подключены к фотоприемникам, а выход соединен с входом арифметического блока, выход которого соединен с индикатором, соответствующие

45 выходы блока управления соединены с прерывателями и вторым входом арифметического блока.

Источники информации, принятые во

50 внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

¹ 501376, кл. G 02 В 27/30, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР № 473977, кл. G 02 В 27/30, 1973 (прото55 тип), 777414

Составитель Т. Айсин

Корректор С. Файн

Техред И, Заболотнова

Редактор Г. Бельская

Тип. Харьк. фил. пред. <Патент»

Заказ 1752 66 Изд. № 605 Тираж 569 Подписное

HFIO сПоиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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