Оптический датчик перемещений объекта

Оптический датчик перемещений объекта

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения перемещений в условиях переменных температур. Цель изобретения - повышение точности за счет компенсации температурных погрешностей путем изменения наклона отражающей поверхности. Источник 1 излучения создает световой поток Ф<SB POS="POST">пр</SB>, который отражается упругой отражающей пластиной 4. Отраженный поток Ф<SB POS="POST">отр</SB> поступает на приемники 2 и 3 излучения, с выхода которых снимается электрический сигнал, пропорциональный перемещению Х объекта. При изменении температуры окружающей среды изменяется длина втулки 5, что ведет к изменению формы упругой отражающей пластины 4, а это в свою очередь - к изменению величины потока излучения, принимаемого приемниками 2 и 3 излучения, компенсируя тем самым температурную нестабильность источника излучения. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19l (И!

Ц1)5 0 01 В 11/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMY СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21 ) 4460616/24-28 (22) 14.07, 88 (46) 30.05.90, Бюл. !! 20 (72) Т,И.Мурашкина, Н,Д,Конаков, В.Ф,Роганов и А,О.Хаева (53) 531,14 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 225464, кл, G Ol В 1!/00, 1968, (54) ОПТЛЧЕСКИЙ ДАТ ЯК ПЕРЕМЕ!ЦЕНОЙ

ОБЪЕКТА (57) Изобретенные относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения перемещений в условиях переменных температур. Цель изобретения — повышение точности за счет компенсации температурных погрешностей путем изменения наклона отража2 ющей поверхности. Лсточиик 1 излучения создает световой поток Ф„, который отражается упругой отражающей ппастиной 4. Отраженный поток Ф поступает на приемники 2 и 3 излучения, с выхода которых снимается электрический сигнал, пропорциональный перемещению Х обьекта, При изменении температуры окружающей среды изменяется длина втулки 5, что ведет к изменению формы упругой отражающей пластины, а это в свою очередь — к изменению величины потока излучения, принимаемого приемниками 2 и 3 излучения, компенсируя тем саум температурную нестабильность источника излучения, э.п.ф-лы ! ил.

1567872

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения перемещений в условиях переменных температур, Цель изобретения — повышение точности за счет компенсации температурных погрешностей путем изменения наклона отражг ошей поверхности.

На чертеже схематически представ- 10 лен предлагаемый оптический датчик перемещений объекта, Оптический датчик перемещений объекта содержит источник 1 излучения 15 приемники 2 и 3 излучения, упругую отражающую пластину 4, втулку 5, гайку 6. Втулка 5 благодаря внешней резьбе имеет возможность перемещения по резь бе гайки 6 вдоль оси упругой. отражающей пластины 4, изготовленной, найример, из фторопласта и вдоль оптической оси датчика, Упругая отражающая пластина 4 и гайка б жестко закреплены на перемещающейся части объекта 7, Перемещением втулки 5 по резьбе гайки

6 изменяют расстояние от поверхности гайки 6 до упругой отражающей пластины 4 за счет измен;-ния эффективной длины lо втулки 5, Таким образом изменяют форму отражающей поверхности.

Втулку 5 изготавливают иэ материала с большим коэффициентом температурного (4) р асшире ния.

Датчик работает следующим образом, Источник I излучения создает свето-35 вой поток Ф „, который распространяется в направлении X к контролируемому объекту 7, Отраженный от поверхности упругой отражающей пластины 4 световой поток Ф поступает на приемники 40 (TT f

2 и 3 излучения, с выхода которых снимается электрический сигнал, пропорциональный контролируемому перемещению X.

При изменении температуры окружающей среды изменяется излучающая спо- 45 собность излучателя, а следовательно, и освещенность ФП изменяется на величину 5 Е, определяемую выражениями (для TK1) и (6) (для РЖ4) .

50 (1) 55

Фор мул аизобретени я

61

5 E =---- k cos

Ха Г I Ф,, k.cos

$ (2)

Из выражений (1) и (2) следует, что уменьшить температурную погрешность, обусловленную изменением Ь Е, можно,. умен впав эначежле cos i, т. е, изменив наклон отражающей поверхности. Этого достигают изменением формы отражателя при действии температуры, При изменении температуры окружающей среды изменяется эффективная дли- на 1д втулки 5 на величину 1-о 1-о . (3) где oL — температурный коэффициент расширения материала втулки 4; — диапазон изменения температуры окружающей среды, Укаэанное изменение длины втулки ведет к изменению формы отражающей пластины, т, е, она при клмает вид шарового сегмента.

Для простейших инженерных расчетов можно считать, что отражатель принимает вид равнобедренноro треугольника

ОВС (см. чертеж), Из треуголььыка ОАВ

cos где D — диаметр отражателя,, величина постоянная, поэтому, чтобы уменьшить

cos i, необходимо увеличить hl и в соответствии с выражением (3) — 1д, Так как в реальных условиях достаточноо трудно выв е сти аналитическое соотношение, определяющее необходимую длину 1, то на практике производят следующую температурную регулировку датчика, Снимают градуировочные характеристики (ГХ) в нормальных условиях при повышенной и пониженной температурах

1 для B- =С " с плоской отражающей пластиной), Характеристика, которой соответствует наименьший диапазон изменения выходного сигнала, принимается за исходную (основную), Перемещением втулки 5 по резьбе гайки 6 выставляют некоторое значение 1, а затем вновь о снимают ГХ в нормальных условиях и при пониженной температуре, Если ГХ проходят ниже основной, то увеличивают длину 1р, если выше, то уменьшают.

Указанные операции проводят до тех пор> пока погрешность от измене-ния температуры, расс латанная относительно исходной характеристики, не будет наименьшей.

Оптический датчик перемещений объекта, содержащий источник излуче15

Составитель М.Минин

Техред М.Ходанич

Корректор Т,Малец

Редактор !0. Середа

Подписное

Тираж 491

3 аказ 1315

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул. Гагарина,101 ния и расположенные последовательно по ходу излучения отражатель, предназначенный для связи с объектом, и приемник излучения, а также регистри-. руемый блок, электрически связанный с приемником излучения, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью повыщения точности, он снабжен располо67872 6 женной эа отражателем ) айкой, предназначенной для соединг:ния с объектом, и втулкой, установленной в гайд соосно с направлением излучения с воэможностью продольного перемещения и фиксации, а отражатель выполнен в виде упругой пластины, взаимодействующей с втулкой,