Оптический датчик перемещений объекта

Оптический датчик перемещений объекта

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

„» 781563

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 190379 (21) 2751774/25-28 (51)М. Кл.з с присоединением заявки ¹

G 01 В 11/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 231180 Бюллетень ¹ 43 (53) УДК 531. 715. .27(088,8) Дата опубликования описания 2311.80 (72) Авторы изобретения

Э.Д.Панков, И.А.Коняхин, П.П.Кузьмин, A.Å.Ãoðoäåöêèé, Н.H.Ляшенко, Л.С.Вольфсон, М.Н.Роэенблит, Г.С.Носко и В.Е.Миронов

Ленинградский институт точной механики и оптики, Ленинградский институт водного транспорта и Ленинградский институт целлюлозно-бумажной промышленности (71) Заявители (54) ОПТИЧЕСКИИ ДАТЧИК ПЕРЕМЕЩЕНИИ

ОВЬЕКТА

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

Известен оптический датчик перемещений объекта, содержащий последова- тельно расположенные осветитель, отражатель, эакрепляемый на объекте, ре-. шетку и светочувствительный преобразователь (1).

Недостатком известного датчика является невысокая точность измерения.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является оптический датчик перемепений объекта, 15 содержащий осветитель, последовательнр расположенные по ходу излучения отражатель, эакрепляемый на объекте, многогранную зеркальную призму и светочувствительный преобразователь 20 (2).

Недостаток датчика — низкая точность измерения, обусловленная случайными смещениями приемо-регистрирующей части датчика. 25

Цель изобретения — повышение точности измерения,, Это достигается тем, что датчик снабжен светоделителем, установленным между отражателем и многогранной 30 зеркальной призмой, выполненной из двух частей, имеющих неравное и некратное число граней, зеркалом, расмещенным в отраженном от светоделителя потоке излучения, двумя дополнительными светочувствительными преобразователями, установленными в ряд с гервым в плоскости, перпендикулярной потоку излучения, двумя смесителями, вход одного смесителя связан с выходами первого и третьего преобразователей, вход другого — с выходами второго и третьего преобразователей, и фаэовым детектором, вход. которого связан с выходами смесителей.

На чертеже изображена принципиальная схема датчика.

Оптический датчик перемешений объекта содержит осветитель 1, отражатель

2, закрепляемый на объекте,многогранную зеркальную призму З,выполненную из двух частей, имеющих неравное и некратное число граней, светоделитель

4, зеркало 5, три светочувствительных преобразователя б — 8, два смесителя 9 и 10, вход смесителя 9 связан с выходами преобразователей 6 и 8, вход смесителя 10 связан с выходами преобразователей 7 и 8 и фазовый детектор

11.

781563

Формула изобретения

Отражатель 2 выполнен таким образом, что два его прямых двугранных угла имеют равные по абсолютной величине отступления от 90О, и позволяет получить отраженный опорный луч, положение которого в пространстве не

1меняется при поворотах отражателя 2 ча угол + Ч . Кроме того, отражатель

2 дает луч, отражаемый его,передней поверхностью и поворачивающийся на угол 2 М относительно опорного луча при повороте отражателя на уголь/ .

Полупрозрачное зеркало 5 установлено по ходу опорного луча и делит этот луч на две составляющие..

Оптический датчик работает следующим образом.

Осветитель 1 направляет излучение на отражатель 2 под углом М . От отражателя 2 из-эа дефекта двугранных углов идут два отраженный луча. Положение опорного луча не-меняется в пространстве при,изменении угла Ч, а положение другого луча в пространстве зависит от угла Ф таким образом, что между этими лучами всегда угол

2Ф . Один луч проходит через светоделитель 4 и делится на две составляющие. Одна составляющая опорного луча попадает на боковую грань одной части призмы 3, а другая составляющая с помощью заркала 5 — на боковую грань другой части призмы 3. 1уда же, но несколько под другим углом, приходит луч. Отраженные от вращающейся призмы 3 эти лучи преобразуются в полосы света, сканируемые на светочувствительные преобразователи 6

8 соответственно. Причем моменты времени,в которые лучи попадают на светочувствительные преобразователи 7 и 8 не зависят от углами, а моменты времени, в которые луч приходит на светочувствительный преобразователь 6 зависят от угла М . Поэтому сигналы, идущие от светочувствительного пре-. образователя 6, сдвинуты относительно сигналов, идущих от преобразователей

7 и 8 на некоторый угол.

На выходе смесителя 9 сигнал изменяется с частотой биения сигналов преобразователей 6 и 8, а на выходе смесйтеля 10 — с частотой биения сигналов преобразователей 7 и 8. В связи с муаровым сопряжением сигналов в смесителях 9 и 10 сдвиг по фазе между сигналами на выходе смесителей 9 и 10 значительно больше сдвига по фазе сигналов, идущих от преобразователей 7 и 8. Причем сдвиг по фазе сигналов не зависит. от случайных смещений призмы 3, светоделителя 4, зеркала 5, преобразователей 6, 7 и смесителя 10, так как эти смещения вызывают синхронные смещения лучей, что приводит к уменьшению дополнительных погрешностей измерений и к повыаению точности измерения. Фазовый детектор 11 дает на выходе сигнал, пропорциональный измеряемому углуф .

Оптический датчик перемещений

20 объекта, содержащий осветитель, последовательно расположенные lIQ ходу излучения отражатель, закрепляемый на объекте, многогранную зеркальную призму и светочувствительный преобразователь, отличающий с я тем,,что, с цель повышения точности измерения, он снабжен светоделителем, установленным между отражателем и многогранной зеркальной призмой, выполненной из двух частей, имеющих не30 равное и.некратное число граней, зеркалом, размещенным в отраженном от светоделителя потоке излучения, дву,мя дополнительными светочувствительными преобразователями, установленны35 ми в ряд с первым в плоскости, перпендикулярной потоку излучения, двумя смесителями, вход одного смесителя связан с выходами первого и третьего преобразователей, вход другого — с

40 выходами второго и третьего преобразователей, и фаэовым детектором, вход которого связан с выходами смесителей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

45 1. Воронцов Л.н. Фотоэлектрические системы контроля линейных величин..М., 1965 с. 69-71.

2. Авторское Свидетельство СССР

Р 619789, кл. G 01 В 11/00, 1978 (про50 тотип) .

781563

Составитель Н.Эахаренко

Редактор А. Судии Техред E.Гаврылешко Корректор.,Н. Швыдкая

l «б

Заказ 8110/40 Тирам 801 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, .г. Укгород, ул. Проекная, 4