Фотоэлектрический датчик угла

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сеюз Соввтсних

Социалистических

Реса ублим (63) Дополнительное к авт. сеид-sy(22) Заявлено 07. 08. 80(21) 2973478/25-28

Р11М К з

G 01 В 11/26 с присоединением заявки Нов

Государственный квинтет.

СССР но делам нзобрегеннй н открыгнй. (23) Приоритет —. (ЯЗ) УДК 531.743 (088.8) Опубликовано 23„10.82.бюллетень Но39 Дата опубликования описаиия23.10.82 (72) Автьры изобретения: и Н.И.Овчар

В.Г.Вурачек, А,А,rp (54) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДАТЧИК. УГЛА

Изобретение относится к датчикам угла, используемым в приборостроении при автоматическом контроле угловых перемещений объекта.

Известен оптико-электронный дат- 5 чик угла, содержащий автоколлимационную оптическую систему со свето" делительным элементом и два фотоприемника, размещенных в пучках лучей, отраженных от граней призмы l0 и включенных в.мостовую схему,дополнительный светоделитель, направляющий световой поток, прошедший через основание пирамиды к фотоприемнику С1 315

Недостатком устройства является невысокая точность контроля иэ«эа нестабильности параметров фотоприемников с течением времени, требующая для обеспечения заданной углоЪой1 характеристики периодической настройки мосТовой схемч.

Наиболее близким к изобретению является фотоэлектрический датчик угла, содержащий автояоллимационную оптическую систему со светоделительным элементом в виде усеченной-призмы с зеркальными боковыми гранями и двух фотоприемников, каждый иэ которых установлен против одной из двух гра- 30 ней и включен в мостовую схему 2).

Недостатком этого;.устройства является невысокая точность измерений из-за изменения параметров фотоприемников с течением времени и необходимостью периодической поднастройки мостовых схем.

Целью изобретения является повышение точности измерения.

Эта цель достигается тем, что датчик снабжен блоком коррекции,опти чески связанным с автоколлимационной оптической системой и выполненным в виде последовательно расположенных приэменного отражательного элемента, модулятора и триппель-призмы, блока авторегулировавня сопротивления, включенного в одно иэ плеч мостовой схемы, и блока выделения сигнала коррекции, подключенного входом к выходу мостовоМ схемы, а выходом — к блоку авторегулирования сопротивления.

На фиг. 1 представлена схема датчикар на фиг. 2 — схема включения фотоприемников.

Датчик угла содержит источник 1 света, автоколлнмационную оптическую систему формирования изображения источника 1 света в виде конденсатора 2, объектива 3 и отражателя 4, светоделительный элемент 5 с фаской в вершине, фотоприемники б и 7,каж968606 дый из которых установлен против

Одной из двух граней и которые включены в измерительную мостовую схему, состоящую из двух фотоприемников б и 7, блока 8 авторегулирования сопротивления, включенного в одно из плеч мостовой схемы и блока 9 выделения сигнала коррекции, подключенного к выходу мостовой схемы, а выходом к блоку 8 авторегулирования сопротивления, а блок 9 выделения сигнала 10 коррекции (фиг. 1) оптически связан с автоколлимационной оптической системой и выполнен в виде последовательно расположенных призменного отражательного элемента 10, модулятора 11 и триппель-призмл 12.

Фотоэлектрический датчик угла работает следующим образом.

Нить накала источнике 1 света проектируется конденсором 2 в верши-ну светоделительного элемента 5, две боковые грани которого посеребрены, основание и фаска — прозрачны с небольшим перекрытием. Вершина светоделительного элемента 5 находится в фокальной плоскости объектива 3, поэтому вышедшие из объектива 3 лучи попадают на отражатель 4, пройдя призменный отражательный элемент 10, модулятор 11 и триппель-призму 12.

Отраженные лучи направляются обратно в оптическую систему и попадают на фотоприемники б и 7.

В фокальной плоскости формируются два автоколлимационных иэображения, отличающихся по частоте модуляции све тового потока. При этом автоколлима.ционное изображение, полученное от триппель-призмы 12, постоянно совпадает с фаской светоделителъного элемента 5, в то время как положение 40 автоколлимационного иэображения от отражателя 4 зависит от угла его разворота. Электрические сигналы на выходе измерительной мостовой схемы при засветке фотоприемников б и 7 лу- 45 .чами от отражателя 4 и триппель-призмы 12 поступают в блок 9 выделения сигнала коррекции. В начальный момент при настройке датчика угла параметры мостовой Схемы подбирают таким образом, чтобы сигналы управления и коррекции при угле поворота отражате ля 4, равном нулю, были также равны нулю.

Если параметры фотоприемников б и

7 не меняются, то на выходе мостовой схемы при повороте отражателя 4 появляется только сигнал управления, характеризующий величину его углового положения. Когда же в процессе измерений изменяются параметры фотоприемников или других элементов датчика, то на выходе блока, 9 выделения сигйала коррекции появится сигнал коррекции, который подается на блок 8 авторегулирования сопротивления. При этом сопротивление одного из плеч мостовой схемы .изменяется в требуемом направлении до .исчезновения сигнала коррекции. Это соответствует тому, что при изменении параметров составляющих элементов параметры мостовой схемы не изменяются. В противном случае сигнал управления содержит составляющую погрешности вследствие основных параметров мостовой схемы.

Таким образом, введение блока коррекции выделения сигнала обеспечивает повышение точности измерения углов.

Формула изобретения

Фотоэлектрический датчик угла, содержащий автоколлимационную оптическую систему со светоделительным элементом в виде усеченной призмы с зеркальными боковыми гранями и двух фотоприемников, кажу чй из которых установлен против одной из двух граней и включен в мостовую схему, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения, он снабжен блоком коррекции, оптически связанным с автоколлимационной оптической системой и выполненным в виде последовательно расположенных призменного отражательного элемента, модулятора и триппель-призмы,блока авторегулирования сопротивления,включенного в одно из плеч мостовой схемы, и блока выделения сигнала коррекции, подключенного входом к выходу мостовой схемы, а выходом — к блоку авторегулирования сопротивления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 289382, кл. 6 02,B 27/30, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 353229, кл.. G 02 В 27/30 1972. (прототип).

968606

Жи f

Составитель Н.Захаренко

Редактор Н.Лазаренко Техред!Ж.Кастелевич, Корректор! М. аро н

Заказ 8143/67 Тираж 614 Подписное

ВНИИПИ Государственного» комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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