Устройство для измерения угла поворота вала

Устройство для измерения угла поворота вала

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение позволяет повысить достоверность измерения угла поворота вала за счет увеличения частоты измерения его угловых положений. Приводят во вращение платформу 1, с которой скреплены датчик угловой скорости 2, выполненньй в виде кольцевого лазера, и два фотоэлектрических автоколлиматора 3,4, каждый из которых оптически сопряжен с одной из : двух многогранных отражающих призм 5,6, Одна из призм скреплена с контролируемым валом 10, а другая установлена неподвижно. При непрерывном вращении платформы I кольцевой лазер 2 вырабатывает электрический сигнал, пропорциональный угловой скорости, а фотоэлектрические автоколлиматоры регистрируют моменты совпадения нормалей к граням соответствующей многогранной призмы с их оптической осью. Электрические сигналы с датчика угловой скорости и обоих автоколлиматоров направляют в блок 7 обработки, в котором производят интегрирование частоты кольцевого лазера в промежутках времени между моментами фиксации нормали к граням неподвггжной и соответствующих им гранях подвижной многогранных призм. Средняя величина от результата интегрирования характеризует угловое положение контролируемого вала . По разности двух усредненных значений положения вала судят о его угловом повороте. 1 ил. (Л с tsd эо 30 ;&

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

NU

РЕСПУБЛИК,SU„„12818

А1

<б11 4 0 01 В 11/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И 0THPblTHA (21) 3491272/24-28 (22) 10,09,82 46) 07.01 87. Бюл.й l (72) A.È.Âàíþðèõèí, В.С.Чередник и С.А.Щербаков (53) 531.71(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

0 1130089, кл. 0 01 В 11/26, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗ14ЖРН1ИЯ УГЛА

ПОВОРОТА ВАЛА (57) Изобретение позволяет повысить достоверность измерения угла поворота вала sa счет увеличения частоты измерения его угловых положений. Приводят во вращение платформу 1, с которой скреплены датчик угловой скорости 2, выполненный в виде кольцеsoro лазера, и два фотоэлектрических автоколлиматора 3,4, каждый нз которых оптически сопряжен с одной из двух многогранных отражающих призм

5 6, Одна из призм скреплена с контролируемым валом 10, а другая установлена неподвижно. При непрерывном вращении платформы 1 кольцевой лазер

2 вырабатывает электрический сигнал, пропорциональный угловой скорости, а фотоэлектрические автоколлиматоры регистрируют моменты совпадения нормалей к граням соответствующей многогранной призмы с их оптической осью.

Электрические сигналы с датчика угловой скорости и обоих автоколлиматоров направляют в блок 7 обработки, в котором производят интегрирование частоты кольцевого лазера в промежутках времени между моментами фиксации нормали к граням неподв1 жной и соответ- g ствующнх им гранях подвижной многогранных призм. Средняя величина от результата интегрирования характеризует угловое положение контролируемого ва-. ла. По разности двух усредненных значений положения вала судят о его угловом повороте. 1 ил.

81879 2 трического автокаллиматора 3 поступают в блок 7 обработки.

Аналогичным образом в блок обработки поступают сигналы с блока 9 фиксации базовой грани многогранной призмы 5 и сигналы фотоэлектрического автоколлиматора 4, соответствующие моментам фиксации нормалей к граням многогранной призмы 5. Одновременно

1О с датчика 2 угловой скорости в блок

7 обработки поступает сигнал, пропорциональный угловой скорости поворотной платформы 1.

В блоке 7 обработки вычисляют угол

15 между и-й гранью многогранной призмы

5 и и-й гранью многогранной призмы 6 по зависимости

-+ I

Ы„= " g(t) at, и = 1,2,3 .. Л, п

20 где д „ — угол между -й гранью неподвижной призмы 5 и и-й гранью подвижной призмы 6; — момент фиксации нормали к

25:, и-й грани неподвижной призмы 5; момент фиксации нормали

h к п-й грани подвижной призмы 6;

30 M(t) — скорость вращения поворотной платформы; текущее время, N — число граней многогранной призмы.

В результате за два оборота поворотной платформы l (при произвольном . взаимном положении базовых граней многогранных призм) в блоке 7 обработки определяют N значений ы, ха,!0 рактеризующих угловое положение вала.

После поворота контролируемого вала, 1О на произвольный угол Р повторяют цикл измерения, вычисляют 0 новых значений о „, определяют угол поворо.. та контролируемого вала иэ зависимости г г

1 12

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для угловых поворотов объекта в машино- и приборостроении, Цель изобретения — повышение достоверности измерения за счет повышения частоты измерения углового положения контролируемого вала.

На чертеже приведена принципиальная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит платформу 1, датчик 2 угловой скорости, например кольцевой лазер, фотоэлектрические автоколлиматоры 3 и 4, две многогран ные отражающие призмы 5 и 6, блок 7 обработки, блоки 8 и 9 фиксации базовых (первых) граней многогранных призм и контролируемый вал 10.

На поворотной платформе 1 установлен датчик 2 угловой скорости и фотоэлектрические автоколлиматоры

3 и 4, один из которых оптически связан с неподвижной многогранной призмой 5, а второй — с подвижной многогранной призмой 6, скрепленной с контролируемым валом 10.

На поворотной платформе 1 также установлены блоки 8 и 9 фиксации базовых граней многогранных призм, которые могут быть выполнены, например, на основе индуктивных датчиков.

В этом случае вблизи базовых граней многогранных призм 5 и 6 устанавли ваются элементы, например, иэ ферромагнитного материала.

Выходы фотоэлектрических автоколлиматоров 3 и 4, кольцевого лазера 2 и блоков 8 и 9 фиксации базовой гра. ни подключены к входу блока 7 обработки.

Устройство работает следующим образом.

Приводят во вращение поворотную платформу 1, при вращении которой блок 8 фиксации базовой грани регистрируют момент времени, когда в поле зрения фотоэлектрического автоколлиматора появляется базовая (первая) грань многогранной призмы 6 °

Электрический сигнал, свидетельствующий об этом, поступает в блок 7 обработки. Фотоэлектрический автоколлиматор 3 фиксирует момент прохождения базовой грани и при дальнейшем вращении поворотной платформы 1 фиксирует моменты прохождения нормалей к всем остальным граням многогранной призмы 6. Сигналы с выхода фотоэлекУсреднение угла поворота позволяет

50 уменьшить случайную составляющую ошибки, что способствует повышению достоверности контролируемого параметра.

55 Формула изобретения

Устройство для измерения угла поворота вала, содержащее платформу, устанавливаемую с возможностью враСоставитель Н,Солоухин

Редактор А,Шишкина Техред Н.Глущенко Корректор Л.Патай

Тираж 676 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 7251/35

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4

3 1281879 4 щения вокруг оси, совпадающей с осью иэ автоколлиматоров соответственно, контролируемого вала, два фотоэлект- о т л и ч а ю щ е е с R тем, что, рических автоколлиматора, один иэ с целью повьппения достоверности измекоторых установлен на платформе, блок рения, оно снабжено датчиком углообработки, электрически соединенный 5 вой скорости, выполненным в виде с выходами обоих автоколлиматоров, и кольцевого лазера, выход которого две многогранные отражающие призмы, электрически соединен с блоком обраодна из которых предназначена для ботки, обе многогранные призмы выскрепления с контролируемым валом, полнены с равным числом отражающих призмы установлены таким образом, 10 граней, датчик угловой скорости и что их геометрические оси совпадают второй автоколлиматор установлены на с осью вращения платформы и каждая платформе, а вторая многогранная из них оптически сопряжена с одним призма установлена неподвижно,