Устройство для измерения угловых смещений объекта

Устройство для измерения угловых смещений объекта

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советск ни

Социалистических

Реслублнк

« i >94565() (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву(22)Заявлено 18.07.80 (21) 2Я66411/18-28 с присоединением заявки Рв (23) Приоритет (51)М. Кл.. G 01 В 11/26

3ЬрарствншыИ кемнтат . ььВР ю дедам язебретеннН н открытий (53) УДK 531.715 . 27 (088. 8) ..

Опубликовано 23. 07. 82. Бюллетень № 27

Дата опубликования описания 25.07.82 (72) Авторы изобретения

О.Ф. Зайцев и В. Б. Титов (71) Заявитель. (54) УСТРОЙСТВО ЙЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛОВЫХ

СМЕЩЕНИЙ ОБЪЕКТА

Изобретение относится к контроль" но-измерительной технике и может быть использовано для определения углового . положения объекта в автоматизирован: ных системах контроля и управления.

Наиболее близким к изобретению

5 является устройство для измерения угловых смещений объекта, содержащее . установленные последовательно источник когерентного излучения, жестко связываемый с исследуемым объектом, светопровод, фотоприемник, подключенные к одному из выходов последнего счетчик импульсов, делитель частоты и интегратор, и ключевой элемент, подключенный к второму выходу фотоприемника (1).

Недостатком устройства является низкая точность и быстродействие из" мерения угла вращения объекта,.обус" 2о ловленные тем, что достоверный ре" зультат на интеграторе можно получить только после прихода импульсов, кратных четырем, т.е. разрешающая

2 способность устройства по вращению в четыре раза ниже, чем по угловому смещению относительно другой оси объекта. Кроме того, при медленном смещении объекта интервал времени между моментами прихода импульсов, кратных четырем, может оказаться достаточно большим и не удовлетворять требованиям быстродействия, Необхо-. димость обрацаться к счетчику, чтобы определить момент времени, когда на интеграторе достоверный результат, создает неудобство в обслуживании устройства.

Цель изобретения - повышение точности и Рыстродействия устройства.

Указанная цель достигается тем, что устройство для измерения угловых смещений объекта, содержащее установленные последовательно источник когерентного излучения, жестко связываемый с исследуемым объектом, светопровод, dloToflDHGMHNK, подключенные к одному из выходов последнего счетчик им50 4

: что приводит к накоплению числа в счетчике 4 импульсов, характеризующего величину этого разворота. Одновременно каждый импульс с фотоприемником 3 поступает на сумматор 9; делитель 5 частоты на "2" и на цепь (не показана ) разряда интегратора 6.

Сумматор 9 .обеспечивает подключение одного и того же входа интегратора 6 к выходам фотоприемника 3 и дифференциальной цепочки 8, осуществляя формирование их разностного сигнала.

При первом импульсе интегратор 6 приводится в исходное нулевое состояние, а выходное состояние делителя 5 частоты на "2" не изменяется. Этот импульс, пройдя сумматор 9 и элемент 10 задержки, поступает на интегратор 6 и заряжает его до уровня напряжения, пропорционального углу засветки фотоприемника 3, который в исходном состоянии выбирается отличным от нуля, но меньшим Г . Последующий, второй импульс с фотоприемника 3, отличный .от предыдущего на половину напряжения питания приемника, также поступает на сумматор 9, цепь разряда интегратора 6, обеспечивая нулевой потенциал на его выходе, и делитель 5 частоты на "2". В то же время на выходе делителя 5 частоты на "2" формируется импульс, который открывает ключевой элемент 7 на время длительности импульса, благодаря чему напряжение с фотоприемника 3 после дифференцирования на дифференциальной цепочке 8 поступает в противофазе на сумматор 9 и далее через элемент 10 задержки на интегратор 6, где он суммируется с импульсом, поступившим через сумматор 9 и элемент 10 задержки непосредственно с фотоприемника 3. Если вращения объекта не произошло за- это время, напряжение на интеграторе 6 сохранится и будет пропорциональным исходному углу засветки фотоприемника 3. В противном случае величина напряжения на интеграторе 6 изменится на величину, пропорциональную изменению угла засветки фотоприемника 3, т.е. угла вращения объекта. Знак изменения этого напряжения (увеличение или уменьшение его) отражает напряжение вращательного движения исследуемого объекта.

3 9456 пульсов, делитель частоты и интегоатоо, и ключевой элемент, подключенный к второму выходу фотоприемника, снабжено соединенными последовательно дифференциальной цепочкой, сумматором и элементом задержки, вход дифференциальной цепочки соединен с выходом ключевого элемента, второй вход суммато1ра связан с выходом фотоприемника, а выход элемента задержки соединен с to вторым входом интегратора.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Устройство содержит установленные последовательно источник 1 когерент- д5 ного излучения, светопровод 2, фото приемник 3, выполненный в виде кольцевого фотопотенциометра, подключен-. ные к одному из выходов фотоприемни ка 3 счетчик 4 импульсов, делитель 5 частоты на "2" и интегратор 6, соединенные последовательно ключевой элемент 7, дифференциальную цепочку 8, сумматор 9 и элемент 10 задержки, один из входов ключевого элемента 7 связан с вторым выходом фотоприемника 3, второй вход соединен с выходом делителя 5 частоты на "2", второй вход сумматора 9 связан с первым выходом фотоприемника 3, а выход элемента 10 задержки соединен с вторым sxoдом интегратора 6.

Устройство работает следующим образом, Луч света от источника 1 когерентного излучения, жестко связанного с контролируемым объектом, под опреде" ленным углом входит в светопровод 2.

Многократно отразившись от его боковых поверхностей, луч,попадает на од40 но из двух полуколец фотоприемника 3.

Сигнал с последнего через дифференцирующий элемент (не показан ) поступает на счетчик 4 импульсов, где фиксируется единица. При угловом смещении объекта в плоскости измерения, а вмес 5 те с ним и источника I когерентного излучения, изменяется угол входа луча света в торец светопровода 2, что приводит к изменению числа внутренних отражений света в нем и соответствен- 5О но направления выходящего луча света.

Происходит засветка другого полукольца фотоприемника 3, при появлении сигнала на котором записывается в счетчике 4 импульсов очередная единица. Ilo мере разворота объекта происходит последовательная засветка то одного, то другого полукольца фотоприемника 3, %

Применение устройства позволяет повысить точность и быстродействие измерения угловых смещений объектов.

5 945650

Формула и зобретения вия, оно снабжено соединенными последовательно дифференциальной цепочУстройство для измерения угловых кои, сумматором и элементом задержки, смещений объекта, содержащее установ- вход дифференциальной цепочки соедичевого элемента, ленные последовательно источник ко- s Нен с выходом ключевого герентного излучения, жестко связы- второй вход сумм ход сумматора связан с выхо", а выход элемента ваемый с исследуемым объектом, свето- дом Фотоприемника а вы провод, фотоприемник,подключенные к задержки - с вторым входом интеграодному из выходов последнего счетчик тора, импульсов, делитель частоты и интегра- 1в Источники ин рма и ин "рмации, нимание при экспертизе р, Ключевои элемент, подключенный принятые во внимание и эк к второму ы ду фо риемника, о т - 1. Авторское свидетельство СССР к второму выходу фотоприемника о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с це- . по заявке Р 2807937/28, лью повышения точности и быстродейст- . кл. G 01 В ll/26 1979.

Составитель Л. Казанская

Редактор О. йрковецкая ТехредИ.Рейвес Корректор Л. Бокшан

Заказ 5312/57 Тираж оlч Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР Ь по .делам изобретений и открытий

11)035 Иосквад Ж-Д Раушская наб; д. 4/5

Ю- Я O В.»

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,