Фотоэлектрический импульсный датчик перемещений — SU 698374 (original) (raw)
(191 (11) 0 0 ГОС ПОД РСТ АМ И ЛЬСТ8 ан последова тительный прерыватачными и нсвязанный ав Ле епрозрачс объектфрагму,отока с о ледовакторско и участками,еремещения, щ и тас ле и ского машин от ему регис светонформа тем стро (72) А Л и работ что, с измерения инзой, у гмой и с ту ер т повышения ст 31:5 ск кл абж истанов- истемой ии, он ф но ис втор94,ст 26 ри ские датравления1966. енных по дуге си я,ука ры усе л непро регу астко й диа А.Г, (53) (56) У 30 НЫЙ КОМИТЕТ СССР БРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ ИСАНИЕ ИЗОБ У 32илиал Всесоюзно.86. Бю нский ф ина нау оектно-к таллург о Д.А;Родк И.А,Погре 31.14(088,ое свидетел С 01 В 1 И. Фотоэлек мах контрол ния. И,: Наи между дтрации свыполненаов, распо ИИПУЛЬСдержащийные освеь светового ового потока, ко виде набора фото1 6993Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения угловых перемещений, например, калиброванных измерительных роликов. 5. Известен датчик, содержащий источник света, фотоприемник и устройство для прерывания светового потока в виде двух одинаковых прозрачных дисков .со штрихами, свяэанньх кине матически и вращающихся в разные стороны относительной общей оси, которая связана с объектом, причем прозрачные штрихи дисков имеют ширину на 1/3 большую, чем ширина просветов . 15Недостатки этого датчика - сложность конструкции и низкая точность измерения, ограниченная наличием люфтов и количеством прозрачных и ,непрозрачных штрихов на вращающихся 20 дисках.Наиболее близким техническим решением к изобретению является Фотоэлектрический импульсный датчик перемещения, содержащий последовательно 25 установленные осветительный узел, прерыватель светового потока с прозрачными и непрозрачными участками, связанный с объектом перемещения, щелевую диафрагму, систему регистра- З 0 ции светового потока и блок обработки информации.Недостатком такого устройс ва явлээтся низкая точность измерения перемещения, определяемая количеством прозрачных участков на прерывателе светового потока и их размерами,Цель изобретения - повышение точности измерения перемещений.Эта цель достигается тем, что дат чик снабжен линзой, установленной между диафрагмой н системой регистрации светового потока, которая вьпюлнена в виде набора фотоприемников, расположенных по дуге с центром в фокусе линзы, а размеры прозрачных и непрозрачных участков прерывателя и размеры щелевой диафрагмы выполнены одинаковыми.. На чертеже представлена схема 50 Фотоэлектрического импульсного датчика.Датчик содержит осветительный узел, формирующий параллельный пучок света и состоящий из источника 1 све та и Фокусирующих линз 2, прерыватель 3 светового потока с прозрачными 4 и непрозрачными 5 участками,74 2щелевую диафрагму б, линзу 7 развертки светового луча, набор фотоприемников 8,например фотодиодов,и блок 9обработки информации, Размеры прозрачных 4 инепрозрачных 5 участков прерывателя Звыполнены одинаковыми в направлении вращения прерывателя. Размер щелевой диафрагмы 6 по направлению вращения прерывателя 3 равенразмеру прозрачных 4 и непрозрачных5 участков. Протяженные фотоприемники светочувствительной поверхностьюрасположены по дуге с радиусом К относительно фокуса Р линзы 7. Уголразвертки ос зависит от оптическойсилы линзы 7 и размеров прозрачных 4и непрозрачных 5 участков прерывателя 3. Устройство работает следующим образом.В тот момент времени, когда диафрагма 6 полностью перекрыта непрозрачным участком 5 прерывателя 3, фотоприемники находятся в затемненном. состоянии. При перемещении в направлении а прерывателя 3 против щели диафрагмы 6 расположена часть прозрачного участка 4, а часть светового луча через зазор 8 попадает на линзу 7. Преломившись в ней,луч проходит через фокус Р, он в результате развернут на некоторый угол ЬЫ и засвечивает нижнюю часть фоточувствительной поверхности набора Фотоприемников. Поскольку засвечивание его происходит постепенно пропорционально углу поворота прерывателя 3, то фотодиоды набора эасвечеиы поочередно в направлении у,. Изменение освещенности каждого фотодиода зафиксировано блоком 9 как импульс. В момент времени, когда прозрачный участок 4 прерывателя 3 полностью открывает путь световому потоку к линзе 7, все фотодиоды засвечены, блок 9 зафиксирует количество импульсов, равное количеству Фотодиодов. В следующий момент вращения прерывателя 3 передняя кромка непрозрачного участка 5 частично перекрывает доступ световому потоку к линзе 7, что вызывает затемнение некоторой части протяженного Фотоприемника, которое пропорционапьно перемещению передней кромки непрозрачного участка 5 относительйо щели диафрагмы 6. При этом изменение освещенности фотодиодов набора 8 вновь зафиксировано элект698374 Техред Л.Сердюкова Корректор И. Эрдейи Редактор О.Филиппова Заказ 4752/3 Тираж 670 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Иосква, Ж, Раущская нвб., д; 4(5.Производственно-полиграфическое. предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4 ронным блоком 9 как импульсы. Приполном перекрытии непрозрачнымучастком 5 щели диафрагмы 6 весьнабор Фотоприемников затемнен, аблок 9 зафиксирует новое число импульсов, равное количеству фотодиодов набора. Поскольку размеры участков 4 и 5 одинаковы, а количествоФотодиодов набора 8 постоянно, количество импульсов при засвечиваниии затемнении набора Фотоприемниководинаково. 4Использование сочетания линзы,дискретно-протяженного набора Фотоприемников 8 на заданном расстоянииот линзы 7 по заданной дуге с центром в фокусе Г, а также равенстворазмеров прозрачных 4 н непрозрачных5 участков прерывателя 3 позволяетповысить точность измерения в2 К раз, где 2 - количество ре гистрируемых Фронтов, К - коли -чество элементов в протяженномФотоприемнике.