Оптический датчик перемещений объекта

Оптический датчик перемещений объекта

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

тно бнин отек у

ОПИСАНИЙ.

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Сеюз Советскнк

Сециаинстнческик

Республик (11) 619789

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 24.02.77 (21) 2455744/18-28 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 150878,Бюллетень № 30 (45) Дата опубликования описания 0607.78 (51) М. Кл.

Я 01 В 11/QQ

Государственный комитет

Совета Министров СССР ио делам изобретений и открыти и (53) УДК 531.715.27 (088.8) (72) Авторы изобретении

А.Е. Городецкий, П.П. Кузьмин и Н.Н. Лященко

P1) Заявитель

Ленинградский технологический институт целлюлозно-. бумажной промышленности (54) ОПТИЧЕСКИЙ ДАТЧИК ПЕРЕМЕЩЕНИЙ ОБЬЕКТА

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники, а именно к оптическим датчикам перемещений объекта.

Известен оптический датчик перемещений объекта (линейных и угловых), содержащий осветитель, светочувствительный преобразователь и две светоконтрастные решетки, расположенные между осветителем и светочувствительным преобразователем друг против друга с зазором, оцна иэ которых связана с объектом11) .

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является оптический датчик перемещений объекта, содержащий последовательно расположенные осветитель, отражатель, закрепляемый на объекте, решетку и светочувствительный преобразователь j2) .

Недостатком известного датчика является низкая чувствительность.

С целью повышения чувствительности предлагаемый датчик снабжен призмой с зеркальными боковыми гранями, расположенной между отражателем и решеткой, приводом для вращения призмы вокруг оси, проходящей через центр симметрии ее граней, прерывателем луча осветителя и синхро ниэатором, соединенным с приводом и прерывателем.

В предлагаемом датчике чувствительность повышается в К. раэ, где

К. — коэффициент усиления призмы.

На чертеже изображена принципиальная схема предлагаемого датчика.

Оптический датчик перемещений

" бъекта содержит осветитель 1 с объективом 2, отражатель 3, закрепляемый на объекте 4, призму 5 с приводом б, прерыватель 7, решетку 8, светочувствительный преобразователь

9 и синхронизатор 10. Привод б сообщает.призме 5 вращение относительно оси, проходящей через центры симметрии оснований призмы 5, причем частота вращения синхронна с прерыванием луча. Решетка 8 помещена за прерывателем 7 перед светочувствительным преобразователем 9. Боковые грани призмы 5 выполнены зеркальными, причем призма 5 установлена так, что отраженный от отражателя 3 луч осветителя 1 падает на его боковую грань, и, отразившись от нее, проходит через прерыватель 7 и решетку !

8 на светочувствительный преобразо ватель 9. Синхронизатор 10 связан

3 619789 с приводом 6 призмы и прерывателем 7, обеспечивая син:рониэацию частоты прерывания луча осветителя 1 с частотой вращения призмы 5.

Светочувствительный преобразователь 9 может быть выполнен в виде фотоприемника, содержащего матрицу фотоэлементов, светочувствительные плоскости которых параллельны решетке 8р диффузного экрана с цифрами, расположенного параллельно решетке 8 голографической пластинки с объекти- Ю вом, установленной параллельно решетке 8 и имеющей топстый фотослой, содержащий изображения различных цифр, записанных по голографическому методу под разними углами. . )S

В качестве.прерывателя 7 использован диск с отверстием, установлен- н ный в оси вращения так, что при вращении последнего луч осветителя 1 периодически проходит через отвер- gg r стие диска. При таком выполнении прерывателя 7 синхронизатором 10 слу-! кит кинематическая передача от привода 6 к призме 5 и к диску прерыва т теля /.,.@ т датчик работает следующим обра- ч зом.

Формула изобретения

Осветитель 1 с помощью объекти-, ва 2 направляет световой луч на отражатель 3 под углом аС . Отраженный от нее луч попадает на боковую грань призмы 5, которая вращается от привода 6. При этом отраженный от призмы 5 луч преобразуется в полосу света, которая проходя через прерыватель 7, преобразуется в прерывистую полосу света (т.е. в растр), так как диск прерывателя 7 вращается синхронно с призмой 5. Прерывистая полоса света падает иа решетку 8 и вступает с ней в сопряжение. Маг решетки 8 и частота вращения диска прерывателя 7 выбрана так, чтобы сопряжение было нониусньаа. Тогда в месте совпадения прозрачного участка решетки 8 с лучом света, последний проходит на светочувствительный преобразователь 9. Незначительные смещения исследуемого объекта 4 приводят к значительному смещению растра, состоящего иэ прерывистой полосы света, идущей от призмы:5. Последнее приводит к еще большему смещению места совпадения прозрачного участка решетки 8 с лучом света, что, в свою очередь, приводит к освещению . другой части светочувствительного преобразователя 9. Следовательно, выходной сигнал датчика пропорционален перемещению исследуемого объекта.

Если преобразователь 9 выполнен в виде фотоприемника, то выходной сигнал электрический.

Если преобразователь 9 выполнен в виде диФфузного экрана с цифрами, то выходным сигналом является освещенная цифра экрана, указывающая пе» ремещеиия объекта. Такое преобразование удобно для визуальной фиксации величины перемещения исследуемого объекта.

Нри выполнении светочувствительного преобразователя 9 в виде голографической пластинки с эаписанньвпт под разными углами различная цифрами, последняя при перемещении исследуемого объекта 4 освещается под разными углами. Следовательно, восстаавливается голографическое изображение различных цифр., соответствую-, щих величине перемещения исследуемоо объекта 4. При этом размеры преобразователя могут быть существенно уменьшены.

Кроме того, в качестве прерываеля 7 может быть использован элекронный ключ (выключатель), периодиески отключающий осветитель 1. °

Область применения датчика может быть расширена, если привод 6 призмы 5 осуществлять от движущегося объекта, а работу прерывателя 7 осуществлять с постоянной частотой. В этом елучае датчик измеряет скорость движения объекта.

Оптический датчик перемещеннйй объекта, содержащий последовательно расположенные осветитель, отражатель, 40 закрепляемый на объекте, решетку и светочувствительный ареобраэователь, о т л и ч а ю щ и и Ф я тем, что, с целью повьиаения чувствительности, .он снабжен призмой с зеркальньвни бо45 ковыми гранями, расположенной между отражателем и решеткой, приводом для вращения призмы вокруг оси, проходящей через центр симметрии ее граней, прерывателем луча осветителя

Э и синхронизатором, соединенныж с прйводои и прерывателвм.

Источники информации, принятые во внимание при зкспертиэеу.

1. Мироненко A.Â. Фотоэлектри« ческие измерительные системы, И., Энергия, с. 22-24, рис.1-5, 1967.

2. Воронцев Л.H. Фотоэлектрические системы контроля линейных величин M., Иашиностроение > с. 69-71, 1965. б19769

Составитель Л. Лобзова

Редактор В. Блохина Техред И,Елкико ". КорректорС.Гарасицяк

Заказ 4491/37 Тираж 872 Подлисное

ЦЯИКПИ Государственного. комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

ll3035 Москва Ж-35 Раийская наб. л. 4/5

»

Х » «C «L««»««» ««+L«»

Филиал ППП Патент, г. ужгород„ ул. Проектная, 4