Оптический датчик перемещений

Оптический датчик перемещений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано при конструировании оптических датчиков линейных перемещений . Целью изобретения является повышение точности измерений за счел линеаризации выходной характеристики датчика. В начале диапазона измерений большая часть светового потока источника 1 излучения попадает на центральную часть отражательного элемента 3. имеющую в 2-100 -раз меньший по сравнению с остальной частью коэффициент отражения. С увеличением расстояния до измеряемого объекта 4 все большэя часть светопого пятна приходится на периферийную область отражагельн--го цемента. За счет снижения амлшчтудк зиходного сигнала датчика в начале дизпазог на измерений происходит линеаризация выходной характеристики. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

I - г( е!

2 (%

1 ю

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4670134/28 (22) 30.03.89 (46) 23.01.92. Бюл. М 3 (71) Научно-исследовательский институт физических измерений (72) М.В,Карпов и Т.И.Мурашкина (53) 537.7 (088,8} (56) Авторское свидетельство СССР

М 225464, кл. G 01 В 11/00, 1967. (54) ОПТИЧЕСКИЙ ДАТЧИК ПЕРЕМЕЩЕНИЙ (57) Изобретение отногится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано при конструировании оптических датчиков линейных перемсще„„ ÄÄ 1707471 А1 (St)5 G 01 В 21/00 ний. Целью изобретения является повышение точнос1и измерений за счет линеаризации выходной характеристики датчика. В

° начале диапазона измерений большая часть светового потока источника 1 излу гения попадает на центральную часть отражательного элемента 3, имеющую в 2-100 раз меньший по сравнению с остальной частью коэффициент отражения, С увеличением расстояния до измеря".мого обьекта 4 все большая часть светового пятна при>од ггся на периферийную область отражательн.»о з.". мента. Ча счет сс:иженил амплнту,. .. э;I ходного сигнала датчика в начале д:. апазо-. на измерений происходит линеаризация выходной xàрактеристики. 3 ил.

1707471

Изобретение относится к контрольноизмерительной техникс. и может быть использовано при конструировании оптических датчиков линейных перемещений.

Целью изобретения является повышение точности измерений за счет линеаризации выходной характеристики оптического датчика перемещений, На фиг.1 приведены варианты структурной схемы оптического датчика; на фиг.2— вид рабочей поверхности отра?хательного элемента; на фиг.3 — сравнительные характеристики 0 f(X) для отражательных элементов с постоянным (кривая а) и переменным(кривая б) коэффициентами от- ражения.

Оптический датчик перемещений (фиг.1) содержит источник 1 излучения, приемники 2 излучения, отражательный элемент,З ° закрепленный на продольно перемещающемся обьекте 4. Поверхность центральной части (фиг.2) отражательного элемента 3 выполнена с меньшим по сравнению с остальной поверхностью коэффициентом отражения, определяемым соотношением

0,5/Ътр /оц 2 0.01 /Ътр, (1) где рц и +» коэффициенты отражения центральной и остальной частей поверхности отражательного элемента 3. а площади центральной Зц и всей поверхности $ ?тр отражательного элемента 3 относятся как . S„ 0,2Я.,„ (2)

Датчик может также содержать приемно-передающую фокуслрующую систему (не показана), приемники 2 и источники 1 излучения в датчике могут располагаться под углом к продольной оси датчика (фиг.1б).

Датчик (фиг.1а) работает следующим образом.

Световой поток источника,1 излучения попадает на поверхность отражательного элемента 3 и, отразившись ог нее, попадает на светочувствительные площадки приемников 2 излучения.

При перемещении контролируемого объекта 4 в направлении оси Х меняется интенсивность светового потока, отраженного от элемента 3 и поступающего на приемники 2 излучения. Таким образом, выходной сигнал с приемников 2 излучения является функцией перемещения.

8 начале диапазона измерения большая часть светового потока источника 1 излучения попадает на центральную часть Яц отражательного элемента 3 площадью S<>p, 5 имеющую меньший, чем остальная поверхность, коэффициент отражения. 3а пределы площади Яц попадает только небольшая часть светового потока источника 1 излучения. Отразившись от элемента 3, эта часть

10 светового потока попадает на светочувствительные площадки приемников 2 излучения.

3а счет уйеншения коэффициента отраже-ния центральной части отражателя 3 рц происходит снижение амплитуды выход15 ного сигча13 датчика в начале диапазона измерения (кривая б, фиг.3) по сравнению со случаем, когда вся поверхность отражателя 3 имеет постоянный коэффициент отражения ротр (кривая а, фиг.3).

С увеличением расстояния до контроли20 руемого объекта нлощадь светового пятна источника 1 излучения на отражательном элементе 3 увеличивается. Следовательно,. увеличивается часть светового потока, попавшего за пределы площади Яц. Таким об25 разом, чсм больше расстояние до контролируемого объекта, тем меньше влияние Яц на выходной сигнал датчика, т,е. чувствительность преобразования а конце диапазона изл. -рений практически не изме30 няется (фиг.З). В результате происходит уменьшение нелинейности выходной характеристики датчика за счет уменьшения чувствительности в на?лале диапазона измерения.

35 Формула изобретения

О-тический датчик перемещений, содержа ций источник излучения, t;ðèe÷íèêè излучения, отражательный элемент, закрепляемый на продольно перемещающемся

40 объекте, о т л и ч а ю щ и и c ÿ тем, что. с

I целью повышения точности измерений, поверхность центральной части отражательного элемента выполнена затемненной с коэффициентом отражения, определяемым

45 выражением

0,5рцтр /7ц 0.01/Ътр, где рц,р,,р — коэффициенты отражения центральной части и остальной части отражательного элемента соо? ветственно, а отношение площадей центральной части отражательного элемента Яц и площади всей поверхности отражательного элемента

Soap равно 5ц 0,2 Sorp.

1707471

Составитель В.Шабанова, Редактор О.Юрковецкгя Те,".ред У.Моргентал Корректор ОЛ.).ипле

Заказ 251 . Тира Подписное

ВНИИПИ Государственно о комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101