NL8320424A

NL8320424A - Sensor voor de positie van een optische as

Info

Publication number: NL8320424A
Application number: NL8320424A
Authority: NL
Original assignee: Mumzhiu Alexander M
Priority date: 1983-04-07
Filing date: 1983-12-07
Publication date: 1985-03-01
Also published as: AU2434584A; GB8429208D0; GB2147098B; DE3390475T1; WO1984003939A1; GB2147098A; US4609817A

Description

83 2 O 4 2 4 834007/Ke/ki

Sensor voor de positie van een optische as Gebied van de uitvinding

Deze uitvinding heeft betrekking op het gebied van de sensors voor de positie van assen en meer in het bijzonder op instrumenten waarin sensors worden benut die een optisch middel gebruiken voor het waarnemen van 5 de positie van een as.

Achtergrond van de uitvinding

Het is dikwijls nodig een signaal te verkrijgen om de positie aan te geven van een as die zich bevindt in een instrument of meetinrichting waar het installeren van een mechanisch of een electromechanisch contact 10 de vrije draaiing van de as zoii hinderen. In het verleden zijn optische inrichtingen gefabriceerd om dit resultaat te bereiken, maar deze inrichtingen hebben ofwel een beperkt gebied van hoekverdraaiing of ze zijn zwaar en ingewikkeld. Een optische positiesensor voor een as is weergegeven in het US octrooischrift 3 940 609. Deze inrichting heeft een gesple-15 ten cilindrisch prisma dat bevestigd is aan de draaias en waardoor licht wordt afgebogen dat afkomstig is van een radiale bron. De hoek waaronder dit licht wordt afgebogen is afhankelijk van de positie van de as en het prisma . Er wordt een reeks fotodiodes gebruikt om de plaats van de as aan te geven. Een probleem met dit type inrichting is dat de verplaatsing be-20 perkt is tot ongeveer 180° en daarom kan deze inrichting alleen worden gebruikt waar aflezingen van de aspositie alleen moeten worden gemaakt tijdens dit beperkte gedeelte van de draaiing van de as.

Nog een voorbeeld van een inrichting die een aan de as bevestigd prisma gebruikt om de positie van de as optisch te bepalen, is weergegeven 25 in het US octrooischrift 3 351 767. Een lichtbron, de as die een paar cilindrische prisma's draagt en een fotodiode, bevinden zich allemaal langs een enkele as. Het prisma is zo ontworpen dat licht alleen door het prisma zal gaan en de fotodiode zal treffen wanneer de met het prisma verbonden as zo georiënteerd is dat het licht het prisma treft onder minder dan de 30 kritieke hoek. Het gebied van asverdraaiing waarin er licht zal doorkomen, kan niet worden gewijzigd, omdat het vastligt, afhankelijk van de fysische eigenschappen van het prisma.

Een voorbeeld van een andere bekende inrichting is weergegeven in het Amerikaanse octrooischrift 2 182 717 dat betrekking heeft op een be-35 sturingssysteem voor een luchtschip waarin de positie wordt waargenomen van een kompas en het roer zo wordt ingesteld dat het vaartuig op koers wordt gehouden. Langs de draaias van een kompas is een reflector aangebracht om een boven het kompas aangebrachte lichtbron radiaal af te buigen 8320424 -2- naar de lichtgevoelige besturingseenheid. De besturingseenheid kan zich bevinden op elke willekeurige kompaskoers, en de as is vrij om te draaien over 360°. Evenzo is de lichtbron boven het kompas aangebracht, met als gevolg dat het uiterlijk anders is dan dat van een typisch kompas en het 5 zicht van de gebruiker op het vlak van de wijzerplaat wordt gehinderd.

Een voorbeeld van een andere bekende inrichting die wordt gebruikt om optisch de positie van een as aan te geven is een optische positie-codeur. Codeurs zijn in staat een binair signaal te produceren dat de positie van de as zal aangeven. Het scheidend vermogen van een optische 10 codeur zal variëren afhankelijk van het aantal bits of binaire codes dat in het uitgangssignaal aanwezig is. De werking van een codeur voor een optische as wordt beschreven in een artikel door Charles Hudson, gepubliceerd in Instruments and Control Systems, mei 1978, getiteld "A guide to Optical Shaft Encoders". Het primaire nadeel van een codeur voor een op-15 tische as is dat de aan de draaiende as bevestigde schijf de traagheid van de as aanzienlijk kan vergroten en de prestaties van het instrument achteruit kan laten gaan. De afmetingen van de optische codeur kunnen bij sommige toepassingen ook een probleem vormen.

Samenvatting van de uitvinding 20 Ik heb een inrichting ontdekt om aan te geven wanneer de positie van een draaiende as, zoals de as van een instrument, een omschreven waarde heeft bereikt of overschreden. Deze inrichting kan met voordeel worden ondergebracht binnen een instrument dat een as heeft die draait in responsie op een te meten parameter. De inrichting kan zich onder de wijzer-25 plaat bevinden, zodat het instrument overigens normaal kan functioneren.

Een aspositie wordt aangegeven met gebruikmaking van een draaiende licht-deflector die aan de as is bevestigd, waardoor deze vrij kan draaien zonder wrijving, zoals het geval zou zijn bij mechanische of electromecha-nische contacten.

30 De uitvinding omvat een draaiende as, een eerste en een tweede lichtafbuigingsmiddel, een middel voor het opvangen van licht en een middel om een lichtbron te vormen. De as strekt zich uit door en draait ten opzichte van het eerste lichtafbuigingsmiddel, dat stilstaat. Het eerste lichtafbuigingsmiddel buigt licht af tussen een eerste radiale lichtbaan 35 en een axiale lichtbaan. Het tweede lichtafbuigingsmiddel buigt licht af tussen de axiale baan, die evenwijdig is aan de draaiingsas van de as, en een tweede radiale lichtbaan die zich radiaal uitstrekt vanaf de as.

De eerste en de tweede radiale lichtbaan blijven optisch gekoppeld terwijl de as draait. De tweede radiale lichtbaan draait terwijl de as en het 8320424 -3- tweede lichtafbuigingsmiddel draaien. Een middel voor het opvangen van licht is aanwezig in één van de radiale lichtbanen om het licht te onderscheppen en de aspositie aan te geven. De andere radiale lichtbaan heeft een middel om een lichtbron te vormen.

5 De lichtafbuigingsmiddelen kunnen worden gevormd door een prisma of een gespiegeld oppervlak dat licht afbuigt tussen de axiale baan en een radiale baan. Terwijl het tweede lichtafbuigingsmiddel met de as meedraait, zal de tweede radiale lichtbaan het opvangmiddel in een bepaalde aspositie verlichten. Bij voorkeur zou het lichtopvangmiddel een fotodiode zijn 10 of een optische vezel die radiaal op afstand van de as gelegen is. In een instrument zal het opvangmiddel gelegen zijn aan de omtrek van een huis zodat het tweede lichtafbuigmiddel de tweede radiale lichtbaan zal richten ten opzichte van het opvangmiddel wanneer de as de gewenste positie heeft bereikt. Men kan elk aantal sensors gebruiken, en de sensors kunnen in 15 staat zijn langs de omtrek van het instrument te worden verplaatst, zodat aanwijzing van de positie van de as op elke gewenste waarde kan worden gemaakt.

Een middel voor het leveren van licht kan gemakkelijk binnen het hiis van het instrument gelegen zijn onder de gebruikelijke wijzerplaat.

20 De term "licht" wordt in de beschrijving en conclusies in een gegeneraliseerde betekenis gebruikt en is niet later beperkt tot het zichtbare spectrum. De term "licht" wordt gedefinieerd als electromagnetische straling van alle frequenties met inbegrip van maar niet beperkt tot het infrarode, zichtbare en ultraviolette gebied. Licht kan worden geleverd door een 25 gloeilamp, laser, lichtemitterende diode, een met op afstand gelegen bron verbonden optische vezel of een ander middel. Dit licht kan worden gecollimeerd tot in de eerste radiale baan door een collimatorlens om terecht te komen op het eerste lichtafbuigingsmiddel zoals een spiegel die onder een hoek staat om het licht langs de axiale baan zo af te buigen 30 dat het het tweede lichtafbuigingsmiddel treft. De as kan daarbij vrijelijk draaien en er zal voortdurend licht worden toegevoerd aan het tweede lichtafbuigingsmiddel dat licht radiaal afbuigt zodat het het opvangmiddel treft dat aangebracht is langs de omtrek van het huis van het instrument. Het aan de as aangebrachte lichtafbuigingsmiddel kan, zoals vermeld, een 35 spiegel of prisma zijn en is bij voorkeur in staat het licht dat radiaal afgebogen wordt te focusseren tot een smalle band.

De lichtopvangmiddelen kunnen ook gevormd worden door een paar op odnerlinge afstand gelegen sensors die worden verlicht terwijl de as draait. De uitgang van deze sensors zal, als hij gekoppeld is met een 40 regelketen, mogelijk maken dat wordt bepaald of de door het instrument 8320424 -4- gemeten parameter boven of onder de waarde van het opvangmiddel ligt. Deze eigenschap is van nut om bijvoorbeeld een waarschuwingszoemer te laten klinken wanneer een gemeten parameter een gespecificeerde waarde overschrijdt.

5 Korte beschrijving van de tekeningen

Fig. 1 is een bovenaanzicht van een instrument waarin deze uitvinding wordt gebruikt;

Fig. 2 is een doorsnede, genomen volgens de lijn 2-2 door de vezel-optsiche versie van deze uitvinding.

10 Fig. 3 toont objectief het opvangmiddel uit de vezeloptische versie van de uitvinding;

Fig. 4 is een soortgelijk zijaanzicht als fig. 2 van een electro-optische versie van de uitvinding;

Fig. 3 toont objectief een rechthoekig prisma dat een cilindrisch 15 lensvlak heeft.

Fig. 6 is een schema van de electro-optische regelketen;

Fig. 7 is een zij-aanzicht gedeeltelijk doorsnede door een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding; en

Fig. 8 toont objectief met uiteengenomen onderdelen de in fig. 7 20 weergegeven uitvoeringsvorm van de uitvinding.

Korte beschrijving van de voorkeursuitvoerinq

Verwijzend naar fig. 1 tot 3 van de tekeningen is een vezeloptische versie van de uitvinding weergegeven. In instrument 10 is een inrichting 12 met de omtrek in stippellijnen weergegeven, waardoor as 14 wordt ge-25 draaid naar aanleidjng van veranderingen in een gemeten parameter, zoals vloeistofdruk, temperatuur of dergelijke. As 14 loopt door de wijzerplaat 16 die gemarkeerd is met strepen 17 die eenheden van de gemeten parameter aangeven. Aan as 14 is een wijzer 18 bevestigd, zodat visuele aanwijzing wordt geleverd van de waarde van de gemeten parameter, zoals gebruikelijk 30 is bij de grote meerderheid van instrumenten van wijzerplaattype waarin een draaiende as wordt gebruikt. Het instrument dat de uitvinding gebruikt zal een of meer instelwijzers 20 hebben die langs de omtrek van het instrument gelegen zijn. Instelwijzers 20 zullen een lichtopvangmiddel hebben dat onder het vlak van de wijzerplaat ligt, zoals optische vezels 22, 35 en een wijzerdeel 24 boven het vlak van de wijzerplaat waardoor een visuele indicatie van de ingestelde wijzerstand wordt verkregen. De optische vezels 22 van de instelwijzer worden verlicht door het tweede lichtafbui-gingsmiddel zoals prisma 26 dat aangebracht is aan de as 14. Het prisma 26 buigt licht van een axiale lichtbaan 28 die evenwijdig is aan de hart- 8320424 -5- lijn van de as 14, af naar de tweede radiale lichtbaan 30. Wanneer as 14 zo georiënteerd is dat wijzer 18 tegenover de instelwijzer ligt, zal prisma 26 licht uit de radiale lichtbaan 28 afbuigen langs de tweede lichtbaan 30 om de aan de instelwijzer 20 bevestigde optische vezel 22 te verlichten.

5 Aan prisma 26 wordt licht toegevoerd langs de axiale lichtbaan door een eerste lichtafbuigingsmiddel dat zich bevindt langs de as, zoals de in fig. 2 weergegeven spiegel 32. Spiegel 32 staat onder een hoek om licht van een eerste radiale lichtbaan 34 af te buigen naar de axiale lichtbaan 28 evenwijdig aan de as 14. Een middel dat een lichtbron toe-10 voert aan de eerste radiale baan 34 is aangebracht binnen het huis van het instrument, zoals aangeduid door optische vezel 36 en lens 38 in fig. 2. Als alternatief kanlicht worden toegevoerd door een lichtemitte-rende diode 40 en kan het licht worden opgevangen door fotodiode 42 zoals weergegeven in de uitvoering van fig. 4. In fig. 4 vervangen draden 41, 15 43, en 43' de vezeloptische kabels 36, 21 en 21' die weergegeven zijn in fig. 2 en deze vormen een middel voor verbinding van het instrument met de regelketen.

Zoals men ziet uit fig. 2 en 4 wordt, wanneer as 14 zo georiënteerd is dat de wijzer 18 ligt tegenover de instelwijzer 20, licht afgebogen, 20 zodat het opvangmiddel 22 of 42 wordt verlicht, waardoor een aanwijzing van de aspositie wordt geleverd. Terwijl de lichtbron in de instelwijzer 20 aangebracht zou kunnen zijn en het opvangmiddel in de eerste radiale baan 34, heeft het de voorkeur een enkele lichtbron in de radiale baan 34 te gebruiken, zodat er een aantal instelwijzers 20 kan worden gebruikt, 25 die elk twee lichtsensors 22a en 22b kunnen bevatten, zoals weergegeven in fig. 3. Wanneer de as langs een instelwijzer draait, worden de lichtsensors 22a en 22b achtereenvolgens verlicht. De aldus geproduceerde optische signalen worden door een regelketen gebruikt om een waarschuwingslicht of alarm te voeden wanneer de gemeten parameter hoger of lager komt dan de 30 waarde die aangegeven wordt door de positie van de instelwijzer. het zal duidelijk zijn dat een groot aantal electrisch-optische ketens kan worden gebruikt voor het interpreteren van de door de instelwijzer geleverde optische signalen. Een voorbeeld van een typische keten is weergegeven in fig. 6.

35 De in fig. 6 weergegeven regelketen wordt, naast de interpretatie van de optische signalen die ontvangen worden van de instelwijzer, gebruikt om een lichtbron toe te voeren aan de eerste radiale lichtbaan 34 door middel van optische vezel 36. Door een lichtbron te gebruiken die in amplitude varieert, of die een gemoduleerde blokgolfvorm is, kan de regelketen zoe- 8320424 -6- ken naar een gemoduleerde responsie uit de instelwijzers met dezelfde fase en dezelfde frequentie. Op deze manier kan het probleem van omgevingslicht, dat een foutief signaal tot gevolg heeft, worden ondervangen. Een signaalgenerator 46 levert een ingang van vaste frequentie aan de licht-5 emitterende diode 45. Licht van de lichtemitterende diode wordt door de optische vezel overgedragen naar een instrument en levert het licht voor de eerste radiale lichtbaan 34 en vervolgens voor de axiale baan 28 en de tweede radiale baan 30 die met de as meedraait, zoals eerder beschreven.

De tweede radiale lichtbaan kan gericht liggen ten opzichte van de 10 instelwijzer. De sensors 22a en 22b in elke instelwijzer 20 worden achtereenvolgens verlicht.

In een in fig. 2 weergegeven vezeloptische versie van de uitvinding voor gebruik bij de in fig. 6 weergegeven regelketen, werken de einden van optische vezels 22 als lichtsensors. De twee optische vezels 22a en 22b 15 in elke instelwijzer 20 brengen optische signalen over naar fotodiodes 46a en 46 b in de regelketen. De uitgang van elk van de fotodiodes wordt overgebracht naar een versterker 47a en 47b. De versterkte signalen gaan door banddoorlaatfilters 48a en 48b die alleen signalen doorlaten die dezelfde frequentie hebben als die welke geleverd wordt door signaalgenerator 44.

20 De gefilterde uitgangen van banddoorlaatfilters 48 zijn aangesloten op de 49a en 49b van NEN poorten 50 en 50a. Ingangen 51a en 52b van de NEN poorten zijn verbonden met de uitgang van signaalgenerator 44. Ingangen 51 van de NEN . poorten dienen als trigger om mogelijk te maken dat een signaal door de poort heen gaat wanneer de beide ingangen 49 en 51 van een NEN poort 25 positief zijn. De NEN poorten eisen dus dat de uitgang van banddoorlaat-filter 48 in fase is met signaalgenerator 44. Hierdoor wordt voorkomen dat een externe lichtbron, die toevallig dezelfde frequentie heeft als de signaalgenerator, onbedoeld de regelketen in werking stelt. De uitgangen van de NEN poorten die behoren bij elk van de optische vezels 22a en 22b 30 worden dan overgebracht naar een RS flip-flop inrichting 51 met twee ingangen 52a en 52b. Wanneer de ingangen 52a en 52b van de RS flip-flops achtereenvolgens worden bekrachtigd, eerst a eh dan b, zullen de uitgangen van de inrichtingen positief worden en positief blijven, zelfs hoewel geen van de ingangen positief blijft. Wanneer de ingangen 52a en 52b van de 35 RS flip-flops in omgekeerde volgorde worden bekrachtigd, eerst b en dan a, zal de uitgang weer dalen tot 0. De uitgang van RS flip-flop 51 wordt versterkt door versterker 53 die kan worden gebruikt om de uitgangsinrich-ting 54 te bekrachtigen, die een signaal levert dat de aspositie aangeeft. Het banddoorlaatfilter 48 en de NEN poorten 50 vormen een discriminatie-40 keten om te voorkomen dat extern licht de RS flip-flop activeert. Wanneer 8320424 -7- extern licht geen factor is, zouden de uitgangen van versterkers 41 rechtstreeks met RS flip-flop 51 verbonden kunnen worden. Fig. 6 toont een electrische vezeloptische regelketen, die verenigbaar is met de in fig. 2 weergegeven vezeloptische versie van het instrument. Dit type inrichting 5 is zeer nuttig wanneer het instrument in explosieve atmosferen moet worden geïnstalleerd, wanneer het wenselijk is alle electrische onderdelen uit het instrument te verwijderen. Er kunnen vezeloptische kabels worden gebruikt om het instrument te verbinden met de regelketen die is van het in fig. 6 weergegeven type en die zich op afstand bevindt. Een vezeloptisch 10 verbindingsorgaan 55 (zie fig. 2) kan in het huis worden geplaatst, zodat de vezeloptische kabel gemakkelijk kan worden gekoppeld, waardoor de vezels 22, 22' en 36 van het instrument worden verbonden met de op afstand gelegen regelketen. Wanneer het instrument niet gebruikt zal worden in explosieve atmosfeer, kunnen als opvangmiddelen een lichtemitterende diode 15 40 en fotodiode 42 worden gebruikt, evenals in de in fig. 4 weergegeven electro-optische versie van de uitvinding.

Om betere gevoeligheid te verkrijgen, schaduwen van de as op de instelwijzer te elimineren en voor een meer nauwkeurige werking, dient het aan de as bevestigde lichtafbuigingsmiddel de mogelijkheid te hebben 20 licht te focusseren. Het in fig..5 weergegeven prisma 26 is voorzien van . een in een vlak gevormde cilindrische lens 56, om het naar het lichtopvang-middel gerichte licht in de tweede radiale lichtbaan 30 te focusseren tot een smalle band. De smalle lichtband die wordt gevormd door de projectie van de tweede radiale lichtbaan 30 wanneer de radiale afstand wordt bereikt 25 van de lichtsensors in de instelwijzer 20, is belangrijk groter in de richting evenwijdig aan de draaias dan de breedte van een doorsnede van de band die over de sensors loopt. Het voordeel van het gebruiken van een cilindirsche lens om eht licht te focusseren in de tweede radiale baan, in plaats van een concave lens die een enkel brandpunt geeft, is dat een nauw-30 keurige gerichtheid van het prisma, de as en de lichtsensors, niet nodig is, Het tweede lichtafbuigingsmiddel is echter niet beperkt tot het in fig. 5 weergegeven prisma maar zou een spiegeloppervlak kunnen zijn dat schuin staat op licht uit de axiale baan 28 radiaal af te buigen naar de eerste lichtbaan 30. Focusseren, met gebruikmaking van een spiegelreflectie-35 oppervlak, kan worden bereikt door het oppervlak ervan concaaf cilindrisch te maken.

Verdere bijzonderheden van de voorkeursuitvoering van de uitvinding kunnen worden afgeleid uit fig. 2. Instelwijzers 20 zijn verplaatsbaar aangebracht op de drager 58 voor de instelwijzers. Veer 60 is aan elk van 40 de instelwijzers 20 bevestigd en steekt in het huis 62 van het instrument 8320424 -8- om de instelwijzer op de gewenste plaats vast te houden. Het schot 64 is aangebracht onder de tweede radiale lichtbaan 30 op poten 66 om te voorkomen dat de optische vezels 22 in de radiale lichtbaan 30 komen.

Een alternatieve uitvoering van de uitvinding is weergegeven in 3 fig. 7 en 8. Het lichtopvangmiddel in de weergegeven uitvoering is een wijzerplaat 70 die gemarkeerd is met strepen die eenheden van de gemeten parameter aangeven. In plaats van een aan de as bevestigde wijzer te gebruiken om de positie van de as aan te geven, wordt door een lichtafbuig-middel zoals prisma 26 licht radiaal langs de tweede radiale baan 30 ge-10 richt om een stuk van de wijzerplaat te verlichten dat de aspositie aangeeft. In fig. 7 wordt de radiale lichtbaan 30 naar de wijzerplaat afgebogen door het derde lichtafbuigingsmiddel, spiegel 72. Spiegel 72 heeft de vorm van een kegelvormige band die as 14 omgeeft, met een vlak dat met een scherpe hoek schuinstaat ten opzichte van as 14 om licht van de 15 tweede radiale lichtbaan 30 af te buigen naar de wijzerplaat 70. Prisma 26 heeft een vlak dat tot cilindrische lens is gevormd, zodat het op de wijzerplaat gefocusseerde licht een smal radiaal segment 74 verlicht, zoals weergegeven in fig. 8. Een gloeilamp 76 wordt gebruikt als lichtbron in de uitvoering van fig. 7. Er kunnen echter andere middelen worden ge-20 bruikt, mits ze een voldoende uitgangsvermogen hebben om de wijzerplaat te verlichten. De in fig. 7 en 8 weergegeven optische sensor voor de aspositie kan verder een wijzer hebben om de aspositie aan te geven, soortgelijk aan die welke in fig. 1 en 2 is weergegeven als wijzer 18. Verder kan deze uitvoering van de uitvinding desgewenst uitgerust zijn met soort-25 gelijke instelwijzers als die welke weergegeven zijn in fig. 1 tot 4 zodat ook een afstandsaanwijzing van de aspositie wordt geleverd.

Het zal duidelijk zijn dat de uitvinding kan worden gebruikt met elke uitrusting of inrichting die een draaiende as heeft waarvan men de aspositie wenst te kennen. Het door de opvangmiddelen geleverde signaal 30 kan ook worden gebruikt om een hoeksnelheidsuitgang te leveren of asomwentelingen te tellen met gebruikmaking van een algemeen bekende tachometer en telketens.

8320424

Claims

1. Optische sensor voor de positie van een as, met het kenmerk dat deze omvat: een draaibare as; een eerste lichtafbuigingsmiddel om licht af te buigen tussen een 5 axiale baan die zich evenwijdig aan de as uitstrekt en een eerste baan die zich radiaal ten opzichte van de as uitstrekt; een tweede lichtafbuigingsmiddel dat aan de as is aangebracht en daarmee draaibaar is om licht af te buigen tussen de axiale baan en een tweede baan die zich radiaal ten opzichte van de as uitstrekt, waardoor 10 de eerste en de tweede lichtbaan optisch gekoppeld worden; lichtopvangmiddelen om het licht in een van de radiale banen te onderscheppen om de aspositie aan te geven, en middelen die een lichtbron vormen voor de andere radiale baan.

2. Optische sensor voor de positie van een as volgens conclusie 1, 15 met het kenmerk dat het tweede lichtafbuigingsmiddel verder voorzien is van middelen voor het focusseren van het radiaal afge bogen licht, en dat het tweede lichtafbuigingsmiddel draait ten opzichte van het middel voor het opvangen van licht en middelen voor het leveren van een lichtbron.

3. Optische sensor voor de positie van een as volgens conclusie 2, met het kenmerk dat het tweede lichtafbuigingsmiddel ge vormd wordt door een prisma en de as zich uitstrekt door en draait ten opzichte van het eerste lichtafbuigingsmiddel.

4. Optische sensor voor de positie van een as volgens conclusie 3 25 met het kenmerk dat de middelen voor het focusseren van het licht bestaan uit een lens die gevormd is op een vlak van het prisma.

5. Optische sensor voor de positie van een as volgens conclusie 2, met het kenmerk dat het tweede lichtafbuigingsmiddel de 1 2 3 4 5 6 8320424 zal focusseren, in hoofdzaak gelijk aan de afstand van de middelen voor 2 het opvangen van het licht, en 3 de as zich uitstrekt door en draait ten opzichte van het eerste lichtaf 4 buigingsmiddel. 5

6. Optische sensor voor de positie van een as volgens conclusie 5, 6 met het kenmerk dat het tweede lichtafbuigingsmiddel be staat uit een prisma met een cilindrische lens op een vlak om het licht te focusseren tot een smalle band.

7. Optische sensor voor de positie van een as volgens conclusie 6, 1 1 -10- rn e t het kenmerk dat het prisma de vorm heeft van een rechthoekige driehoek met de cilindrische lens in het vlak dat het oppervlak vormt in de tweede radiale lichtbaan, waarbij de as van de cilindrische lens evenwijdig is aan de hartlijn van de as.

8. Optische sensor voor de positie van een as volgens conclusie 5, met het kenmerk dat het tweede lichtafbuigingsmiddel bestaat uit het concaaf reflecterend oppervlak.

9. Optische sensor voor de positie van een as volgens conclusie 1, met het kenmerk dat het middel voor het opvangen van 10 licht bestaat uit een wijzerplaat waarop de radiale lichtbundel terechtkomt die een deel ervan verlicht zodat visuele indicatie wordt geleverd van de aspositie.

10. Optische sensor voor de positie van een as volgens conclusie 9, met het kenmerk dat dit verder voorzien is van een derde 15 lichtafbuigingsmiddel om de tweede radiale lichtbaan af te buigen naar de wijzerplaat.

11. Optische sensor voor de positie van een as volgens conclusie 10, met het kenmerk dat: de tweede radiale lichtbaan in hoofdzaak evenwijdig aan de hartlijn 20 van de as wordt afgebogen, en de wijzerplaat loodrecht staat op de hartlijn van de as.

12. Optische sensor voor de positie van een as volgens conclusie 9, met het kenmerk dat het aan de as aangebrachte lichtaf buigingsmiddel het licht focusseert tot een smalle band, zodat, wanneer 25 licht de wijzerplaat treft, een smal radiaal segment wordt verlicht.

13. Optische sensor voor de positie van een as volgens conclusie 12, met het kenmerk dat dit verder voorzien is van een derde lichtafbuigingsmiddel dat gevormd wordt door een kegelvormige band rond de as met een spiegelend oppervlak dat schuin staat onder een scherpe 30 hoek ten opzichte van de hartlijn van de as, om de tweede radiale^af te buigen tot tegen de wijzerplaat.

14. Optische sensor voor de positie van een as volgens conclusie 1, met het kenmerk dat de lichtafbuigingsmiddelen omvatten: een paar lichtsensors die elk een uitgangssignaal leveren wanneer 35 het tweede lichtafbuigingsmiddel zo georiënteerd is dat elk van de sensors wordt verlicht, welke sensors een hoekafstand hebben zodat ze worden verlicht wanneer de as wordt verdraaid, en middelen die reageren op het uitgangssignaal van de sensors om de aspositie aan te geven.

15. Optische sensor voor de positie van een as volgens conclusie 14, 8320424 -11- 01. t het kenmerk dat de middelen voor het aangeven van de aspositie worden gevormd door een electrische keten die bestaat uit een paar fotodiodes om het lichtsignaal uit elk van de opvangmiddelen om te zetten in een electrisch signaal.

16. Optische sensor voor de positie van een as volgens conclusie 15, met het ke nmerk dat de middelen voor het aangeven van de aspositie verder voorzien zijn van een lichtbron die oscilleert met het rasterfrequentie zodat hij optisch gekoppeld is met de eerste radiale lichtbaan, en middelen om de uitgang van de fotodiodes zo te conditione-10 ren dat slechts een signaal met dezelfde frequentie en fase als een lichtbron kan worden doorgelaten.

17. Optische sensor voor de positie van een as volgens conclusie 16, met het kenmerk dat de middelen voor het aanwijzen van de aspositie verder een RS flip-flip omvatten, waarvan de twee ingangen ver- 15 bonden zijn met de geconditioneerde uitgang van het paar fotodiodes zodat de uitgang van de RS flip-flop van open naar dicht zal schakelen wanneer de tweede radiale lichtbaan beweegt van de ene kant van het paar licht-opvangmiddelen naar de andere kant, waarbij ze achtereenvolgens worden verlicht, en de uitgang van de RS flip-flop zal terugkeren naar de open 20 toestand wanneer het lichtafbuigmiddel in tegengestelde richting wordt gedraaid zodat de beide lichtopvangmiddelen in omgekeerde volgorde worden verlicht.

18. Instrument voor het meten van een variabele parameter, gekenmerkt door een combinatie die omvat: 25 een as; middelen voor het draaien van de as naar aanleiding van veranderingen in de gemeten parameter; eerste lichtafbuigingsmiddelen om licht af te buigen tussen de axiale baan die zich evenwijdig aan de as uitstrekt en een eerste baan 30 die zich radiaal ten opzichte van de as uitstrekt; een tweede lichtafbuigingsmiddel dat aan de as is aangebracht en darmee draaibaar is om licht af te buigen tussen een axiale baan, evenwijdig aan de as, en een tweede baan die zich radiaal ten opzichte van de as uitstrekt, zodat de eerste en de tweede lichtbaan optisch gekoppeld 35 zijn; lichtopvangmiddelen om eht licht in een van de radiale banen te onderscheppen om de aspositie aan te geven en middelen die een lichtbron vormen voor de andere radiale baan. 8320424 t l -12-

19. Instrument volgens conclusie 18, met het kenmerk dat het tweede lichtafbuigingsmiddel verder voorzien is van middelen voor het focusseren van het radiaal afgebogen licht, en dat het tweede lichtafbuigingsmiddel draait ten opzichte van het middel voor het opvangen van 5 licht en middelen voor het leveren van een lichtbron.

20. Instrument volgens conclusie 19,met het kenmerk dat het tweede lichtafbuigingsmiddel de tweede lichtbaan zal focusseren tot een smalle band op een brandafstand in hoofdzaak gelijk aan de afstand van de middelen voor het opvangen van het licht, en 10 de as zich uitstrekt door en draait ten opzichte van het eerste lichtafbuigingsmiddel.

21. Instrument volgens conclusie 20, met het kenmerk dat het tweede lichtafbuigingsmiddel bestaat uit een prisma met een cilindrische lens op een vlak om het licht te focusseren tot een smalle 15 band.

22. Instrument volgens conclusie 21,met het kenmerk dat het prisma de vorm heeft van een rechthoekige driehoek met een cilindrische lens in het vlak dat het oppervlak vormt in de tweede radiale lichtbaan, waarbij de as van de cilindrische lens evenwijdig is aan de 20 hartlijn van de as.

23. Instrument volgens conclusie 18, met het kenmerk dat de op licht reagerende middelen worden gevormd door een wijzerplaat die getroffen wordt door de tweede radiale lichtbundel die een gedeelte ervan verlicht om een visuele indicatie te vormen voor de aspositie.

24. Instrument volgens conclusie 23, met het kenmerk dat het aan de as aangebrachte tweede lichtafbuigingsmiddel het licht focusseerd tot een smalle band zodat, wanneer licht de wijzerplaat treft, een smal radiaal segment wordt verlicht.

25. Instrument volgens conclusie 24, met het kenmerk dat 30 dit verder voorzien is vane9erde lichtafbuigingsmiddel dat gevormd wordt door een kegelvormige band rond de as met een spiegelend oppervlak dat schuin staat onder een scherpe hoek ten opzichte van de hartlijn van de as, om de tweede radiale lichtbaan af te buigen tot tegen de wijzerplaat.

26. Instrument volgens conclusie 18,met het kenmerk 35 dat de lichtafbuigingsmiddelen omvatten: een paar lichtsensors die elk een uitgangssignaal leveren wanneer het tweede lichtafbuigingsmiddel zo georiënteerd is dat elk van de sensors wordt verlicht, welke sensors een hoekafstand hebben zodat ze worden verlicht wanneer de as wordt verdraaid, en 40 middelen die reageren op het uitgangssignaal van de sensors om de 8320424 -13- aspositie aan te geven.

27. Instrument volgens conclusie 26, met het kenmerk dat de middelen voor het aangeven van de aspositie worden gevormd door een electrische keten die bestaat uit een paar fotodiodes om het licht- 5 signaal uit elk van de opvangmiddelen om te zetten in een electrisch sig naal.

28. Instrument volgens conclusie 27, met het kenmerk dat de middelen voor het aangeven van de aspositie verder voorzien zijn van een lichtbron die oscilleert met de vaste frequentie zodat hij op- 10 tisch gekoppeld is met de eerste radiale lichtbaan en middelen om de uitgang van de fotodiodes zo te conditioneren dat slechts een signaal met dezelfde frequentie en fase als een lichtbron kan «/orden doorgelaten.

29. Instrument volgens conclusie 28, met het kenmerk dat de middelen voor het aanwijzen van de aspositie verder een RS flip- 15 flop omvatten, waarvan de twee ingangen verbonden zijn met de geconditioneerde uitgang van het paar fotodiodes zodat de uitgang van de RS flip-flop van open naar dicht zal schakelen wanneer de tweede radiale lichtbaan beweegt van de ene kant van het paar lichtopvangmiddelen naar de andere kant, waarbij ze achtereenvolgens worden verlicht, en de uit-20 gang van de RS flip-flop zal terugkeren naar de open toestand wanneer het lichtafbuigmiddel in tegengestelde richting wordt gedraaid zodat de beide lichtopvangmiddelen in omgekeerde volgorde worden verlicht.

30. Instrument volgens conclusie 26, verder bestaande uit: een huis dat de as, middelen voor het verdraaien van de as, het 25 eerste en het tweede lichtafbuigingsmiddel en het paar lichtsensors omsluit een aantal optische vezels, met het kenmerk dat de lichtbron en middelen die reageren op het uitgangssignaal van de sensors voor het aangeven van de aspositie 30 zich op afstand bevinden van het huis en aangesloten zijn door de optische vezels.

31. Electrische, vezeloptische regelketen voor het opnemen van een aspositie gegeven een ingang van een op afstand gelegen optische sensor voor een aspositie die twee optische signaaluitgangen oplevert wanneer 35 de as georiënteerd is in twee afzonderlijke posities, met het kenmerk, dat de regelketen in combinatie omvat: een heen- en weergaande lichtbron met een vaste frequentie; middelen voor het vezeloptisch koppelen van de lichtbron met de op afstand gelegen optische sensor voor een aspositie; 40 middelen voor het vezeloptisch koppelen van de twee uitgangen van 8320424 r -14- de op afstand gelegen optische sensor voor een aspositie met een paar foto-diodes om de optische ingang van de regelketen om te zetten in electrische signalen; middelen voor het conditioneren van de uitgang van de fotodiodes 5 zodat alleen een signaal wordt doorgelaten van dezelfde frequentie en fase als de lichtbron, en een RS flip-flop, waarvan de twee ingangen verbonden zijn met de geconditioneerde uitgang van het paar fotodiodes zodat de uitgang van de RS flip-flop van open naar dicht zal schakelen wanneer de tweede radiale 10 lichtbaan beweegt van de ene kant van het paar lichtopvangmiddelen naar de andere kant, waarbij ze achtereenvolgens worden verlicht, en de uitgang van de RS flip-flop zal terugkeren naar de open toestand wanneer het lichtafbuigmiddel in tegengestelde richting wordt gedraaid zodat de beide lichtopvangmiddelen in omgekeerde volgorde worden verlicht. 8320424 83 2 0 424 TïïfcS Jnl^-’^$f^a ///^^^^[·i(&$v» ] ^jfjl \\^\ /ïv' *i*/// eea ^ PQ Ja? £E==i o Ld i λ ^P ,Λ u , / %/ '1 : ξ -es ''3a : ; L;—I ---·" €4^ , Ln— J / ' : 36 ' ' )r ' " ' <&— ==SS332n^jSSS2±SSS3S=3 , ; : ^rt#C Υ'3δ 34 . f 1 / ^ : : jFg-j-Γ s-p li —L· r. Γ “ίί ‘I ! lE£ jf 1 ’ -1--/2 ! |F-“-' ! | /1 '36 l (ll------^rrzrrz: ------Jj W 8320424