Фотоэлектрический датчик угла

 

Оп ИСАНИЕ

ИЗО6РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соввтакии

Социвпистичаекии

Ресиубпин (iii 905636, (6! ) Дополнительное w авт, сеид-ву (22) Заявлено 1 5.08.79 (2l ) 281641 5/1 8-28 с присоединением заявки № (23) Приоритет—

Опубликовано 15.02 82 Бюллетень №

Дата опубликования описания 15 0-> 82 (5l)M. Кл.

6 01 B 11/26

9иудвретеаией кемитет

СССР ео делам изабрвтений и открытий (») УДК,З1 .71 5.2 (088.8) M. К. Бабаджанянц и А. Г. Приходько (72) Авторы изобретения

Ленинградский ордена Ленина и ордена Трудового Красного

Знамени государственный университет им. А. А. Жданова (7l) Заявитель (54) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДАТЧИК УГЛА

Изобретение относится к измерительной технике и может быть применено для чзмерения угпов поворота с точностью порядка единиц угловых секунд яли их ° долей, например, в астрономическом при- . боростроении.

Известны датчики угла,.содержащие источник света, подвижную и неподвижную круговые шкалы, отражательную систему, фотоприемник и отсчетное устройство F11

Однако известные датчики содержат точечный источник света, что требует установки параболического отражателя, позволяющего осветить равномерно все деления решеток.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является фотоэпектрический датчик угла, cîäåðæàùèé соосно установленные кольцевой осветитень, два диска с нанесенными по периферии идентичными растровыми дорожками, один из которых предназначен. для закрепления на контролируемом объекте, а другой уста.новлен с возможностью вращения, отражатепьную систему, фотоприемник и электронно-.погический блок, подключенный к выходу фотоприемника,2 j

Недостатком известного устройства является низкая точность, вызванная накоплением ошибок, возникающих при сбоях в эпектронных схемах при незапланиро ванных кратковременных отключениях ипи бросках питающих напряжений и пр.

Учесть накопленную ошибку можно только постоянной калибровкой электронно-логического блока путем выставления нуль пункта датчика, что неприемлемо при и.эмерениях угла поворота, который длитель ное время изменяется в пределах одного оборота. Известный фотоэлектрический датчик имеет малый диапазон измерения угпов. Поскольку на диски нанесены рас тсвые дорожки с одинаковым количеством элементов, то для регистрации угла поворота в единицу угловой секунды чиэло элементов на каждом диске должно быть больше одного миллиона. Это влечет за собой значительное увеличение размеров дисков.

Цель изобретения — повышение точности и расширение диапазона измерений угла поворота. 5

Поставленная цель достигается тем, что датчик снабжен дополнительной парой дисков и дополнительным фотоприеМником, установленными соосно с первой парой дисков с противоположной стороны коль- О цевого осветителя, один из дополнительных дисков установлен с возможностью вращения на обшей оси с соответствующим циском первой пары, второй дополнительный диск закреплен на неподвижном основании, число элементов растровых и дорожек дополнительной пары дисков îr личается на единицу от числа элементов растровых дорожек первой пары дисков, выход дополнительного фотоприемника 20 подключен ко второму входу электроннологического блока.

На чертеже представлена схема устройства.

Ф, Фотоэлектрический датчик угла содержит кольцевой осветитель 1,,установленный соосно с дисками 2 и 3 с нанесенными по периферии идентичными растровыми цорожками, один из которых 3 предназначен для закрепления на контролируе- ЗО мом объекте 4, а другой 2 установлен с возможностью врождения, отражательную систему 5, позволяющую собрать весь прошецший от кольцевого осветителя 1 через диски 2 и 3 световой поток на фо- з5 топриемник 6, оптическая ось которого совпадает с оптической осью отражательной системы 5 и с осями дисков 2 и 3, электронно-логический блок 7, подключеннь и к выходу фотоприемника 6, допол- 40 нительную пару дисков 8 и 9 и дополнительный фотоприемник 10, установленные соосно с первой парой дисков 2 и 3 с противоположной стороны кольцевого осветителя 1, один из цополнительных дисков 45

8 установлен с возможностью вращения на обшей оси 11 с соответствуюшим диском 2 первой пары, второй дополнитель.— ный диск 9 закреплен HB непоцвижном основании 12, число элементов растровых 5р дорожек дополнительной пары цисков 8 и

9 отличается на единицу от числа элементов растровых дорожек первой пары дисков 2 и 3, выход цополнительного фотоприемника 10 подключен ко второму вхо- 55 ду электронно-логического блока 7.

Предлагаемый фотоэлектрический датчик угла содержит цва идентичных канала, каждый из которых состоит из двух пар дисков 2, 3 и 8, 9, отражательных систем 5 и 13 и фотоприемников 6 и 10, а кольцевой осветитель 1 и электронно-ло гический блок 7 являются обшими аля обоих каналов.

Каждый из каналов работает следую« шим образом.

Свет из кольцевого осветителя 1 проходит через сопряженные элементы растровых дорожек обоих цисков 2, 3 и 8, 9

H отражательными системами 5 и 13 проектируется на фотоприемники 6 и 10.

Н каждой паре дисков при вращении одного диска 2, 8 относительно другого 3, 19 сигнал с выхода фотоприемников 6 и

10 модулируется. Так как число элемен,тов растровых дорожек первой пары дисков отличается на единицу от числа элементов растровой дорожки дополнительной пары, то за один полный оборот врашающихся дисков íà вход электронно-логического блока 7 поступает соответственно М импульсов из одного канала и М -1 из apyroro канала.

Таким образом, на входе электроннологического блока 7 получаются две временные нониусные шкалы: одна с числом импульсов М, а цругая с числом импульсов М -1, Начало и конец каждой из этих шкал формируются нуль-пунктами соответствующих каналов (на чертеже не показаны), Образовавшиеся две временные шкалы содержат М (М -1 ) возможных комбинаций, при любой из которых в электроннслогическом блоке 7 происходит ".овладение во времени только оцного из импульсов каждого канала, а то, какие из импульсов по счету совпадают, зависит от вели— чины угла между нуль- пунктами обоих каналов.

Для получения отсчетов угла поворота электронно-логический блок. 7 фиксирует совпадение по времени импульсов каждого канала и моменты времени, в которые врашаюшиеся диски 2, 3 и 8, 9 проходят нулъпункты, а также считает число импульсов от сигналов нуль-пунктов до момента совпадения импульсов.

Формула изобретения

Фотоэлектрический датчик угла, содержащий соосно установленные кольцевой осветитель, два диска с чанесенны9056 ми по периферии идентичными растровыми дорожками, один из которых предназначен для закрепления на контролируемом обьекте, а другой установлен с возможностью вращения, отражательную систему, 5 фотоприемник и электронно-логический блок, подключенный к выходу фотоприем:ника, отличающийся тем, что с целью повышения точности и расшире ния диапазона измерений, он снабжен до- 1и полнительной парой дисков и дополнительным фотоприемником, установленным соосно с первой парой дисков с противоположной стороны кольцевого осветителя, один из дополнительных дисков установлен с возможностью вращения на общей оси с соответствующим диском первой

36 6 пары, второй дополнительный диск закреплен на неподвижном основании, число элементов растровых дорожек дополнительной пары дисков отличается на единицу от числа элементов растровых дорожек первой пары дисков, выход дополнительного фотоприемника подключен к второму входу электронно-логического блока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Ж 396545, кл. Q 01 В 11/26, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

% 462066, кл. Ь 01 В 11/26, 1975,, (прототип) .

905636

Составитель С. Грачев

Редакто N. Диткина Техреа М»аь Кор екгор А. Дзятко

Филиал ППП "Патент", r. Ужгороа., ул. Проектная, 4

Заказ 346/53 Тираж 613

ВНИИПИ Госуаарственного по делам изобретений и

1 1 303 5, Москва, Ж-35, Поцписное комитета СССР открытий

Раушская наб., a. 4/5