Преобразователь угла поворота вала в код

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

Соеэ Советскнк

Соцналнстмческнк

Реснублнк

<>886028 (61) Допопнительное к ввт. свид-ву— (22) Заявлено 13. 02. 80 (21) 2883160/18-24 с присоединением заявки М— (51) М. Кл.

G08 С 9/06

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 3(U1.81. Бюллетень N944

Дата опубликования описания 301181 (53) УДК 681.325 (088. 8) (72) Авторы изобретения

И. 3 . Золотых и В. Н. Марков.1 (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА

В КОД

Изобретение относится к автома тике и измерительной технике и может быть использовано в угломерных системах, цифровых следящих системах и системах программного управления технологическими процессами.

Известен преобразователь, содержащий фотоприемник, установленный на валу и который описывает окружность вокруг полого барабана с прорезью, насаженного на вал вспомогательного двигателя, внутри которого находится источник света. По моменту засечки времени от неподвижного и вращающегося фотоприемников определяется положение угла поворота вала (1).

Основной недостаток этого датчика состоит в том, что он обеспечивает дистанционное преобразование угла поворота вала на сравнительно небольших расстояниях.

Наиболее близким к предлагаемому является цифровой фотоэлектрический преобразователь, предназначенный для преобразования перемещений светящегося точечного объекта (например, смещения автоколлимационного блока в фокальной плоскости автоколлиматора) в цифровой код, пропорциональный этому перемещению, содержащий в фотоэлектрическом узле передающую телевизионную трубку, например видикон (21.

Однако этот преобразователь направлен на измерения статических углов наклона зеркала с дополнительным электронным сканированием луча по трубке видикона, что требует усложнения схем электронной обработки сигнала.

Цель изобретения — упрощение конструкции преобразователя.

Для достижения указанной цели в

15 преобразователе используется оптическая связь между валом и приемноизлучающей частью, включающей коллиматор с встроенным наклонным зеркалом, осуществляемая путем установ20 ки на торец вала клиновидного зеркала, совмещения оптической оси коллиматора с осью вращения маски из стекловолокон в виде кольца,.концентричного относительно фокального центра, размеры которого согласованы с углом наклона зеркала и фокусным расстоянием коллиматора. Каждый элемент разрешения кодирующей маски имеет два ответвляющих оптических

ЗО вывода, которые соединены с приемны886028 ми элементами по схеме прямоугольных матриц. Выходы каждого приемника излучения соединены с регистрирующим устройством — шифратором.

На фиг. 1 изображен преобразователь,. общий вид; на фиг.2 - кодовая маска преобразователя.

Преобразователь содержит точечный источник света 1, коллиматор 2, полупрозрачное (c отверстием s середине) зеркало 3, объектив 4, клиновидное зеркало 5, насаженное на вал 6 световоды 7, приемники излучения 8 и регистрирующее устройство 9. Оптическая ось коллиматора совпадает с осью вращения вала. Наклонное полупрозрачное зеркало установлено под углом 45 к е визирной оси коллиматора. Элементы разрешения 10 (торцы световодов) расположены по окружности радиуса

R=f 4yh, где f - -фокусное расстояние объекти" ва, Ь- угол наклона клиновидного зеркала.

В фокальной плоскости объектива световоды собраны в жгуты по схеме прямоугольной матрицы и сопряжены с приемниками излучения, которые в свою. очередь сопряжены с регистрирующим устройством — шифратором.

Преобразователь работает следующим образом.

Параллельный световой поток, излучаемый источником света 1 через коллиматор 2, полупрозрачное зеркало 3 и объектив 4 достигает установленного на валу клиновидного зеркала 5, отражается от него и попадает обратно на объектив 4, затем, отразившись от наклонного полупрозрачного зеркала 3, фокусируется на плоскости расположения элементов разрешения 10. При вращении вала изображение в плоскости элементов разрешения перемещается по окружности. Величина угла поворота вала определяется по номерам засвеченных приемников излучения регистрирующим устройством — шифратором.

Предлагаемый бесконтактный оптико-электронный преобразователь угла поворота вала в цифровой код имеет ряд преимуществ по сравнению с известными преобразователями угла поворота вала в цифровой код, так как обеспечивает дистанционное беспроводное снятие угла поворота вала на

t5

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 385255, кл. 008 С 9/06, 1971, 2 ° Авторское свидетельство СССР

9 335657, кл. G02 F 7/00, 1970 (про-. тотип) .

45 достаточно больших расстояниях (до нескольких десятков метров) между приемно-излучающей частью преобразователя и валом, не требует дополнительных сканирующих элементов, прост по устройству и дешев в изготовлении.

Он может применяться при работе в условиях повышенной радиации, высоких температурах, в условиях ограниченности занимаемого преобразователем объема и т.п. Использование кольцевой кодирующей маски, составленной из стекловолокон, значительно уменьшает количество приемных элементов, регистрирующих угол поворота вала.

Преобразователь может обеспечить реально достижимую точность измерения угла поворота вала 20-30 угловых с.

Формула изобретения

Преобразователь угла поворота вала в код, содержащий оптическую си- стему, состоящую из точечного источника света, оптически соединенного через коллиматор, полупрозрачное. зеркало, установленное под углом 45 к направлению хода луча от точечного источника света с объективом, полупрозрачное зеркало оптической системы соединено с кодовой маской установленной под углом 90 к направлению хода луча от точечного источника света, кодовая маска с помощью световодов соединена с фотоприемниками, выходы которых соединена с фотоприемниками, выходы которых соединены с регистрирующим устройством, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью упрощения конструкции, в него введено клиновидное зеркало, которое устайовлено на валу, и которое оптически соединено с объективом оптической системы, кодовая маска установлена в фокальной плоскости оптической системы и выполнена в виде кольца, которое набрано из концов световодов, центр кольца совмещен с фокальным центром оптической системы.

886028

Фиа / фа@1

Составитель A.Ñèäoðåíêî

РедаКтор И.Тыкей Техред A,Вабинец Корректор М.Коста

Заказ 10563/79 Тираж 694 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4