Устройство для преобразования углового положения вала в частоту следования импульсов

Устройство для преобразования углового положения вала в частоту следования импульсов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик (11). 525849

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (51) Poïîëíèòåëüíîå к авт. свид-ву .(22) Заявлено 22.04.75(21) 2126318/10 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.08.76Бюллетень № 31 (45) Дата опубликования описания19,11.76

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытий (53) УДК 531,741 (08Е. 8) А,И. Ванюрихин, А,И, Иванов и B.Ï. Тронько (?2) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ УГЛОВОГО

ПОЛОЖЕНИЯ ВАЛА В ЧАСТОТУ СЛЕДОВАНИЯ

ИМПУЛЬСОВ

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для преобразования углового положения вала в частоту следования импульсов.

Известны устройства, с помошью которых ,осушествляют преобразование угла поворота вала в частоту следования импульсов (2,3,41. В этих устройствах осушествляется непосредственное преобразование угла поворота вала в напряженность магнитного поля 1р путем суммирования двух магнитных полей.

Однако при этом необходимо с высокой точностью стабилизировать исходное поле, что практически сложно.

Известно устройство для преобразования 15 углового положения вала в частоту следования импульсов ji), в котором измеряемый угол сначала преобразуют, в поворот плоскости наибольшего пропускания ноляризационного элемента (анализатора) относительно 2р ,плоскости поляризации линейно-поляризованного света, а зател увеличением напряженности магнитного поля, действуюшего в зоне датчика ядерного лмгнитометра, повора чивак т фарадеевским модулятором плоскость 25 поляризации линейно-поляризованного света о до скрешения (под углом 90 ) с плоскостью наибольшего пропускания поляриэационногб элемента, которое;фиксируют фотоэлектрической усилительной схемой. Выход магнитометра подключен к частотомеру, по показаниям которого определяют угол повороте. вала.

В таком устройстве магнитное (изме:ряемое) поле в зоне ядерного магнитометра не нужно стабилизировать, так,как это поле автоматически стабилизируется замкнутой поляризационной системой.

Однако при преобразовании углов поворота вала в широких пределах, например в диапазоне 7«o> + 180, из-эа lнелинeйнoй зависимости угла поворота плоскости поляризации света от подмагничивающего поля в магнитооптическом модуляторе погрешность измерения (преобразования) прп больших углах возрастает пропорционально величине угла.

Бель изобретения - повышение точности преобраэован11я- углов поворота.

Это достигается тем, что предложенное эа поляризатором 7 последовательно устаустройство для преобразования углового по- новлены на неподвижной части преобраэоваложения вала в частоту следования импуль- теля магнитооптические модуляторы 8,9, сов, содержашее магнитометр, соединенный, анализатор 10 и фотоприемник 11, соединенс частотомером,, источник света, на пути g ный с усилительной фазочувствительной схеизлучения которого установлены поспедова- мой 12. Генератор 13 переменного сигнала тельно поляризатор, фарадеевский модулятор (тока) подключен к катушке модулятора 9 света, анализатор и фотоэлектрическая уси- и Ко второму входу усилительной фазочувстлительная схема, снабжено механизмом для вительной схемы 12, выход которой послегрубого отсчета углов поворота, один из зла .довательно соединен с катушкой модулятора ,ментов которого жестко скреплен с валом, 8 и квантового магнитометра 14, а выход а другой (подвижный) - с поляризатором .последнего подключен ко входу частотомера i или анализатором, отделенным от вала и 15. установленным с воэможностью врашения В исходном (нулевом) положении оси относительно оси вала. главного пропускания поляризатора 7 и анао механизм для грубого отсчета углов по- лизатора 10 находятся под углом 90 и, ворота вала может быть выполнен, например. следовательно, на выходах фотоприемника в виде автоколлимационной системы, опти- 11 и усилительной фаэочувствительной схе ческая многогранная призма которой жестко мы 12 при прохождении излучения от ис и соосно скреплена с валом, а автоколлиМ точника 5 через коллиматор 6, поляриэаматор жестко соединен с поляризатором тор 7 и магнитооптические подуляторы 8,9 (анализатором) . сигнала расстогласования нет. При этом

Поворотный вал механически связан толь- автоколлиматор 3 оптически привязан к нука с вновь введенной многогранной призмой, левой грани многограннои призмы тогда как в устройстве-прототипе этот вал При повороте вала 2 на угол Ч н + аф

1 механически связан с анализатором., С по- (» - номер грани многогранной призмы 1, моиью многогранной призмы 360 -ный занявшей место нулевой грани, Ф -известный угол разбит на несколько равных углов, ко- угол между соседними гранями призмы 1, лнчество которых равно количеству гра- а а — угол в пределах одной грани) первое

30 ней многогранной призмы. Угол в пределах слагаемоеопределяютпономеру, автороенэм еодной грани измеряется с помошью сйстемй, ряют с помошью попяриметра и квантового маг попяриметр-магнитометр, а угол поворота нитометра. Для этого автоколлиматор Зсбл0вала оценивается как сумма углов ком поляризатора 4 поворачивают на угол n "- а Ф, где: 9 до оптической привязки его с л", гранью

9о — угол между гранями; многогранной призмы 1. При этом блок поe=O,i,l количество граней в измеряемом ляриэатора 4 также поворачивается на угол угле; Ф ; и оси главного пропускания поляриэа 9 — угол, измеренный системой поляри" тора 7 и анализатора 10 выставляются под метр-магнитометр. 4О углом 90 k Ч, (знак перед Ч, показыо

При помоши автоколлиматора осушеств- вает направление рассогласования) В ре лЯетсЯ точнаЯ пРивЯэка к гРани многогРан- зультате на выходе фотоприемника 11 и усиной призмы. Такая конструкция позволяет лительной фазочув твительной схемы появляиспользовать только линейную зависимость ется сигнал рассогласования а виде постоян»

Угла поворота плоскости поляризации света 4к ного тока, который проходит через катушку от подмагничиваюшего поля (тока), выпол- модулятора и квантовый магнитометр 14, нив, например, многогранную призму с 15. Причем направление постоянного тока

*»g о о 1 " H a чеРтеже изобРажена фУнк- в катушке модулятора 8 выбрано таким, что ццональная схема пре дл аг аем ог о устройств, знак угла поворота плоскости поляризации

Оно состоит из многогранной призмы l, щ линейно-поляризованного света, проходяшеукрепленной на валу 2 . Оптическ и с граня- го через этот модулятор, противоположен ми многогранной призмы 2 связан а втокол- углу Ф лиматор 3, который жестко (механичес ки) Следовательно, при с оответствуюшем высоединен с блоком поляризатора 4, состоя- боре коэффициента усиления фотоэлектричесшего из источника света 5, коллиматора 6 55 кой системы поляриметра можно с высокой

-6 и поляризатора 7, например поляроида. Блок точностью (до 10 ) скомпенсировать угол ноляризатора 4 вместе с автоколлиматором 9,, вызванный поворотом блока поляриза3 может поворачиваться относительно оси тора 4. Квантовый магнитометр 14 вырабаврашения вала 2. Вал 2 и блок поляриэато- тывает электрический сигнал, частота котора 4 механически не связаны. На пути луча 60 рого пропорциональна величине постоянного

525549 тока или углу поворота 9, . Угол < находится к к Чо + P1

В предложенном устройстве исключена погрешность, связанная с нелинейнойiзависимостью угла поворота плоскости поляризации линейно-поляризованного света от подмагничиваюшего поля магнитооптического мот

; дулятора.

Формула изобретения

1. Устройство для преобразования угло вого положения вала в частоту следования

15 импульсов, содержащее магнитометр, соединенный с частотомером, источник света, ,на пути излучения которого установлены поляризатор, фарадеевский модулятор света, анализатор и фотоэлектрическая схема под20 ключенная через источник питания к фарадеевскому модулятору света, который соединен с магнитометром, о т л и ч а ю ш ее с я тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено механизмом для грубого

25 отсчета углов поворота, один из элементов

ФЦ и которого жестко скреплен с валом,. а дру гой — с поляризатором или анализатором, отделенным от вала и установленпым с во;зможностью вращения относительно оси вала.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а юш е е с я тем, что механизм для грубого отсчета углов поворота вала выполнен в виде автоколлимашюнной системы, оптическая многогранная призма которой жестко и соосно скреплена с валом, а автоколлиматор жестко соединен с поляризатором или с анализатором.

Источники информашш, принятые во внимание при экспертизе:

Ав орское свидетельство № 416566, кл, GO1 D 5/24, 1972 г. (прототип)

2. Авторское свидетельство № 197295, кл. GO1, 9 5, 1967 г.

3. Авторское свидетельство № 223623, кл. 601 < 5, 1968 r.

4. В.Б, Кудрявцев и др. Прецизионные ,преобразователи электрических сигналов и ! угловых перемещений на принципах квантовой магнитометрии . Энергия, M. 1971 г.:

525849

Составитель Л. Колюбакина

Редактор Е. Кравцова Техред Г. Родак Корректор Л. Боринская

Заказ 5225/<186 Тираж 864 Г1одписное

ЦНИИПИ Государственного ко.;д тета Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4