Оптический датчик перемещений

Оптический датчик перемещений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскнв

С оциалистнчесннв

Респубпнн н>781560 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 080179 (21) 2708б41/25-28 с присоединением заявки ¹ (51) М. Кл.

G 01 В 11/00

Государственный комитет

СССР по делам иэобретеиий и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 231180, Бюллетень № 43 (53) УДК 531, 715..27 (088. 8) Дата опубликования описания 231180 (72) Авторы изобретения

A.Е.Городецкий, Н.Н.Ляшенко, П.П.Кузьмин и Э.Д.Панков (71) Заявители

@ )"1" 1.. Б (54) ОПТИЧЕСКИЙ ДАТЧИК ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

1 f ленной между прерынателем и решеткой и выполненной из двух полупрозрачных зеркал, установленных параллельно друг другу под углом 45 к оси нращения призмы, и размещенной между ними приз-, мы Доне, и двумя дополнительными светочувствительными преобразователями, один из которых оптически связан с призмой Доне, другой — с полупроэрач о ным зеркалом, а отражатель имеет погрешности прямых днугранных углов.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а именно к оптическим датчикам перемещений, Известен оптический датчик перемещений,содержащий последовательно расположенные осветитель, отражатель закрепленный на объекте, решетку и светочувствительный преобразователь (1 1.

Недостатком этого датчика является низкая чувствительность.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является оптический датчик перемещений, содержащий последовательно расположенные осветитель, отражатель, закрепляемый на объекте, прерыватель света, призму с боковыми зеркальными гранями, установленную с возможностью вращения вокруг оси симметрии,решетку, светочувствительный преобразователь, последонательно соединенные синхронизатор и привод вращения прерывателя и призмы (2).

Недостатком этого датчика является низкая чувствительность.

Цель изобретения — повышение чувствительности.

Это достигается тем, что датчик снабжен оптиче!".êîé системой, установНа чертеже изображена принципиальная схема предлагаемого датчика.

Оптический датчик перемещений содержит осветитель 1, отражатель 2, закрепляемый на объекте,прерыватель

3 света, призму 4, установленную с возможностью вращения вокруг оси сим20 метрии, решетку 5, светочувствительный преобразователь б, синхронизатор

7, привод 8 вращения прерывателя 3 света и призьы 4, два полупрозрачных зеркала 9 и 10, установленных параллельно друг другу под углом 45О к оси вращения призмы 4, призму 11 Доне, размещенную между ними, и два дополнительных светочувствительных преобразователя. 12 и 13, один (12) из ко30 торых оптически связан с призмой 11

Ленинградский институт точной механики и оптики, Ленинградский институт нодного транспорта и. Ленинградский технологический институт целлюлозно-бумажной промышленности

781560

t5 ля 2 вокруг оси ОУ на угол Я рассФормула изобретения ные осветитель, отражатель, закреп35 ляемый на объекте, прерыватель света, призму с боковыми зеркальными гранящения вокруг оси симметрии, решетку, светочувствительный преобразователь, 4р последовательно соединенные синхронизатор и привод вращения прерывателя что,с целью повышения чувствительности, он снабжен оптической системой, установленной между прерывателем и

45 решеткой и выполненной из двух полу- прозрачных зеркал, установленных параллельно друг другу под углом 45 к оси вращения призмы, и размещенной между ними призмы Дове, и двумя до50 полнительиими светочувствительными преобразоватеиями, один из которых оптически связан с призмой Дове, другой — с полупрозрачным зеркалом, а отражатель имеет погрешности пряьых

55 дру ранных- углов °

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Воронцов Л.Н.Фотоэлектрические системы контроля линейных велйЧйн.

М., 1965, с. 69-71.

2. Авторское свидетельство СССР е- В 619789, кл. G 01 В ll/00, 1978.

Доэе, другой (13) — с полупрозрачным "" зевак алом.

Датчик работает следующим образом.

Осветитель 1 направляет световой луч на отражатель 2. Отражатель 2 выполнен с погрешностями прямых двугранных углов. Напри мер, два прямых двугранных угла отра - жателя имеют равные по знаку и rio абсолютной величине погрешности 4 .Один .из лучей (I), бтраженных отражателем

2, перемещается в пространстве толь- . ко при повороте отражателя 2 вокруг оси OX на угол@ и Йе "реагИ зует "наповороты отражателя 2 вокруг осей

ОУ м OZ на углы 38 иФ . При-малых величинах угла Р луч перемещается в горйзонтальной плоскости. Луч" проходит через прерыватель 3 и попадает на боковую грань призмы 4, которая вращается от привода 8. Отраженный от призмы 4 преобразуется в прерывистую 20 световую полосу, т.е. в растр, так как прерыватель 3 действует синхронно с призмой 4. Прерывистая полоса света пойадает на решетку 5. lQar решетки 5 и частота прерывания выбраны таким образом, чтобы сопряжение было нониусным. Тогда в месте совпадения прозрачного участка решетки 5 с лучом света последний проходит на светочувствительный преобразователь 6.

Смещение растра приводит к еще Ю большему смещению места совпадения прозрачного участка решетки 5 с лу--, чом света, что в свою очередь приводит к освещению другой части светочувствительного преобразователя 6, Таким образом, выходной сигнал светочувствительного преобразователя пропорционален величине угла скручивайия;

Отражатель. 2 установлен так, что световой луч (gf), отраженный от передней грани отражателя 2, направляется на призму 4. Этот луч"при поворотах отражателя 2 вокруг осей 02 и

ОУ йа углы < и Д» поворачивается в горизонтальной и вертикальной плоскостях на углы 2Ф и 2ОсоответСтвенно.

Часть луча, пройдя полупрозрачное зеркало 9; через- прерыватель света

3 поступает на призму 4 и отражается . от нее в направлении решетки 5 При поворотах Ьтражателя 2 вокруг оси

OZ на угол 4 после призмы 4 эта -Часть

""луча взаимодействует с решеткой 5 и светочувствительным преобразователем

12 -аналогично взаимодействию лучЪ с решеткой 5 и светочувствительным преобразователем 6. Таким образом, со светочувствительного преобразователя

12""ИЙИмается сигнал, величина которого пропорциональна углу Ф . Смещение рассматриваемой части луча в вертикальной IltIocKocTH не приводит к наруш (нию работы светочувствительного пре1 обраэователя 12, так как он выполнен таким, чтобы перекрыть возможные смещения луча, обусловленные углом поворота 38.

Вторая часть луча II, отразившись от полупрозрачного зеркала 9,поступает на призму 11 Дове,главная плоскость которой повернута на угол 45 по от"ношению к лучу II, идущему от отражателя 2. 3а счет действия призмы 11

Дове на ее выходе направление смещения луча по отношению к исходному меняется на 90о. С помощью зеркала

10 луч направляется на призму 4, Таким образом при поворотах отражатематриваемая часть луча смещается относительно призмы 4 в направлении, перпендикулярном оси вращения призмы 4. После отражения от призмы 4 эта часть луча взаимодействует с рещеткой 5 и светочувствительным преобраэователем 13. с преобразователя

13 снимается сигнал, величина кото-. рого пропорциональна углуX.

Таким обарзом, предложенный датчик дает возможность получить информацию о пространственном положении объекта.

Оптический датчик перемещений, содержащий последовательно расположенми, установленную с возможностью враи призмы, о-т л и ч а ю шийся тем, 781560

Составитель Н;Захаренко

Редактор А.Судын ТехредА.Щепанская Корректор H. Швыдкая

Заказ 8110/40 Тираж 801 Подпйсное

ВНИИПИ Государственного комитета. СССР по делам изобретений и открытий

113035 Иосква, Ж-35, Раушская наф., д. 4/5

Филиал ППП Пат, r. Ужгород, ул. Проектная, I Ф