Фоюэдбктрмчеекое автоколлймационмое устройство для измерения угловых оерел^ещении

Фоюэдбктрмчеекое автоколлймационмое устройство для измерения угловых оерел^ещении

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПКСАРКЕ, Й 3 О Б Р Е " E >i Y) $li

К АВТОРСКОМУ СВОДЕ ГЕЙЬСТВУ

Г:мю Самгьвк

Свв р ыв рч@вв рв геапубвм

Завис,* o а авт с»>-;ð òельства 1чв

К.;. 421, 1О/О-:

42с. 5/01

42b, 26/03

Заявлено 22.1Х.1967 (¹ 118Ü 41/18-10) с присоединением заявии,Ъ

Приоритет

МПК v 02d

С1 01.

G 0lb

УДК, 535.885:528.52 ° (088.8 }

Немоте ее ведве аееееепмвмй е евеевин6 еее Cashew Венееврев сесв

Опубликовано Ю,711Л969. Бюллетень ¹ 23

Дата опубликования описания 15.Х11.1969

Авторы изобретения В. Г. Ьурачек„В. 83, 1ввещерский, 8. К. Вмммик и О. С. Бандуркина

Завод «Арсенал» мм. B. И. Ленина

Заявитель

ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ АВХОКОЛЛ НМАЦИ ОННОЕ УСТРОИСТВО

ДДЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛОВЬ1Х ПЕРЕМЕЩЕНИИ

Изобретение относится к области оптикоэлектронных датчиков угла и, в частности, к оптико-электронным автоколлимационным углонзмерительным устройспвам.

Известны автоколлимацнонные оптико-электронные датчики угла с нецодвижнымн анализирующими элементами — кодовой маской, расположенной в фокальной плоскости объектива. Но в этих устройствах наблюдаются сложность равномерной засветки задающей щели большой длины, наличие большого количества анализирующих элементов и сложность технологии изготовления и контроля кодовых масок.

С целью упрощения конструкции фотоэлектрического автоколлимацнаниого углоизмерительного устройства при сохранении высокой точности измерений его работа строится на использовании «иониусиого» способа анализа положения автоколлимацианиого изображения задающей шкалы. При этом исключается механическое перемещение узлов прибора, а также не предъявляются жесткие требования к равномерности засветки штрихов задающей шкалы.

На анальзирующей шкале выше или ниже ее штрихов выполнено прозрачное окно-диафрагма, рабочая ширина которой равна расстоянию между крайними штрихами задаю гей

«икаль1 и зя которои размещен дополнительный чувствительный элемент; на него проектируется автоколлим ационное изображение задающей шкалы. Каждый из штрихов задающей шкаль соединен световодом со своим отдельным нсточником света.

На чертеже показана схема предлагаемого прибора.

Устройство состоит из следующих элеменТоВ и блоков: объектива 1, специального оптического блока, установленного в .фокальяой плоскости объектива и включающего в себя сетку 2 с приклеенными к ней призмой 8 и блоком световодов 4, светодиодов 5, подовечивающих торцы световодов, цилиндрической линзы 6, фокусирующей окно грубого отсчета в плоскость катода фотоэлектронного умножителя (фотоэлемента l 7, цилиндрической линзы 8, фокусирук цей изображение нониусной шкалы в плоскость катода фотоэлектронного умножителя (фотоэлемента) 9.

Далее схема преобразователя информации включает в себя электронные усилители IO и 11, служащие для усиления электрических сигналов, полученных с фотоэлектронных умножителей, формирователи 12 и 13 электрических импульсов определенной формы и длительности, блок преобразования информ ации

14 для выдачи информации B регистрирующее з0 устройство в число-импульсном коде, генераL %8283 I o() H»B),!IbcoB 15 H блок 16 для повременног() г

1)сд?? .ига сВетодиодоВ.

О! тический блок представляет Собой сетку с дв).. H шкалами:  — задающей и Д вЂ” Hoпиусной и окном грубог() оз счета Г.

Задающая !Н?сала 8 состоит из двадцати од логo прозри !ного штриха, угловое расстояние

»ежду которыми равно с Прозрачные штрйхи зада!Ощей шкалы поочередно подсвеч!1BH1o7cR через светОВОды 4 палупровадн?иковы ми излучателями света )) (свстсдиодамп}.

AB OKO. I.(HMBTO :CTPOiITCH l1O THOL «3BTOколлиматора Аббе>, и антака-;ли? !ацпониое изображение задающей шкалы В перекрывает

?10 ВЫСОТЕ НОНИУСНУ10 Ш!СВЛУ,г(И ОКНО ГРУOOго отсчета Г. Это окно по длине равно 20 и, т. е шкале B.

Нониусная шкала наносится по всей длине сетки и равна 60 — бо а. Каждое деление Ь нониусной шкалы pHBHG:

1 19

Ь =а — — а= а.

2Q 20

При работе двадцать штрихов задаюше!! шкалы В поочередно падсвечиваются через светаводы 4 све.одиодами 5. Последовательное Включение светодиодоь Б обеспечивается блоком 16 поджига. Автоколлимационное изображение шкалы В попадает на нониусную шкалу Д 4(окно грубого отсчета Г.

Б зависимости от положения автоколлимационнаго изображения задак)щей шкалы количество световых сигналов„поступающих на фатоэлектроннып умножитель 9, будет изменяться.

Ллина и расположение шкалы В, высота ее штрихов выбираются такими, чтобы ее автоколлимационное изображение. полученное от зеркала Е, по высоте перекрывала наниуаную шкалу Д и окна грубо-о отсчета Г.

При поворотах зеркала Е вокруг вертикальной оси (шкалы лрибора в этом случае расположены горизонтально) автакаллнм ационное изображение задающеи шкалы перемешается В горизонтальном направлении

Вдоль шкал Д и В?На величину: х=,+ Ь где а(— грубый Отсчет, точность .которого .равна дискретности нониуснай шкалы b, ."!Ь вЂ” точный отсчет, дискретность котороь га равна

Ф вЂ”;1

Л вЂ” номер носледиего значимого ю?триха задающей. икалы.

Угол поворота мркала н валкмжа.авпвйного церемащвння! лвтыоллимаци)аююго жабражения вдоль Отсчетнь?х ижал еюиан.,? следу ошей зависимостью: а, b,b

Й=Я1+Ьй= — +

2f 2f .-де,? — фокусное расстояние ов?ъе-:стива угломерd

ДОЛХг(!ЕНИЕ ГРУ()О О 0 .. CÖЕГа1

Окно грубого <ггсчета (!!р() )!)(1- .. HB H( прозрачном фоне) рав:-:(: адаю цс! !!il 1, (.. p. расстоян!! ю м ежз 1 центра . 11; ее :,) !) й!! )1;.

Штрнкав. г рОВЕНЬ С„)ВОВ 1 гз! ">В11!() "М!1;)гl;11! С)11

1 подо ир зется . Нлк (lу Оор азо)(",. ! (с!) а (аты?3 а .

Нl!С 1йСЕТ Ы ИСТО Б СЛ»1?ВС 1СОГДЗ г, Раi, ОК!3, и е.?) с )с?3 ы ва )О HE бал е (! :. г!1 1!) I:: b н )гп и ха

Едино 13(HHo(положе!!Нс авт(:!.i). (11;; си НО:-?и()

ГО ИЗОО})ажЕНИЯ, ЩЗИ BO7 !OO>31 Ьа фот )алс31(! ." по!!ада!От импульсы ст В(ех (Х-! 2! Ове,(!B(; даь, являстся н леБым При сдвlп с BB! i)iso,.l:lllмационного изображен!3Я Б!?раБО на 13с.:1)ч!!н

MPHbIlJ = a. На фотОЭЛЕМСНТ г ПО!)аапаЕ1 i =

25 g 1 сигнаяоь,с ?ед(с ", c.".bl-:o,;„ ;1 сдвl!! с изооражения на ве,тич!с!3) больш-; a, Ho менее

2(?. числО импульсов и = A ii а, = (A) + 1 — lg) - Ь =- (1)(— 1 —; 1) . 0

При сдвиге изображения на величин больше 2а, НО меньше Ça мажет иметь место два случая:

При любом сдвиге изображения нме!от место форм улы:

, = Ь(11 — n) а — Ь (!"11 + 1 — и) 30 где Л вЂ” -номер последнего значимого штриха задающей шкалы, K< — номер совместившегося штриха задающей шкалы, Рабочая формула выбирается схемой логики в зависимости от соотношения Л и п.

Знак угла поворота определяется с номеру крайнего штриха задающей шкалы, импульс о1 которого 42опадает на фотоэлемент 7.

Таким ааразом, канал грубого отсчета указывает знак угла поворота и целое. число единиц измерения — делений нониуснон шкалы, 45 содержащихся в измеряемом линейном сдвиге автакаллима@иоииого изображения задающей шкалы относи.гел?но ее нулевого валожбиня, Для частьюго случая прн И=20 b)a если 4 )и, та ()(=-Ь(2Π— и); если Я (g, go ц fr(2 jп) и величина угжвого сдвига при

Ь,, -а девиа -а, = P& — -а);

2f

Ж(и ((, = —:)(21 — и)

-b

Н. Балучвние мним ожчета.

Б1вк поаеуате ве?жала @о ис?звай ау?валке происходит с=двиг авто?салли мащюнного изо буажевия-.влево. Вследствие того. что расстояние. мвжд7 ?(Нщ зцсйм.!1 зйдакнцФЙ- шкалы и, сле65 доаатыьва, вьтрияами ее автакаллимационно г. при A I и 13,=o, и=4 z =-.(13 — п). Ь=6

2. при Л",)и Л,=Π— 3, и=4, ., =-(Л: — 1— — и}. 0=1 248283

5-6

I

А

Сжтяаит-.:ль Ю. Я 9еу нгжн

4. H. IOd HPih082, РХ:,)е - . 4. П. К ))RJIK(2 . 1,0 М qTIlji 0 И. ЪГ(Ж»