RU1827717C - Датчик перемещени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к контрольно- измерительной технике, в частности к оптическим датчикам перемещений. Цель изобретени  - повышение технологичности и расширение функциональных возможностей датчика. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в датчике, содержащем излучатель, кодовые маски, щелевую диафрагму и фотоприемники, число и пор док расположени  элементов, образующих растр одной из масок в направлении, перпендикул рном направлению измер емого перемещени , соответствует заранее выбранному коду и величине смещени  эталонного растра относительно реперной точки, а светочувствительный приемник состоит из кольцевых фотоприемников по числу разр дов датчика, расположенных против элементов растра соответствующих разр дов. При этом шаг индикаторного растра не кратен шагу эталонного растра, а ширина каждого элемента растра меньше половины их шагов. Благодар  этому упрощаетс  изготовление фотоприемника и юстировка датчика, а также обеспечиваетс  возможность определени  направлени  движени  по форме сигнала с фотоприемников . 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Description

Изобретение относитс  к контрольно- измерительной технике, в частности к оптическим датчикам перемещений.

Цель изобретени  - повышение технологичности и расширение функциональных возможностей датчика.

На фиг.1 изображен предлагаемый датчик перемещений в разрезе по продольной оси (приведен трехразр дный вариант); на фиг.2 - маска с эталонным растром; на фиг.З - маска с индикаторным растром; на фиг.4 - светочувствительный приемник; на фиг.5 - пример индикаторной маски, соответствующий коду преобразовани  перемещени .

Датчик содержит корпус 1, в котором установлены светочувствительный приемник 2, обьектив 3 и маска 4 с эталонным растром, а также крышка 5 корпуса 1, в которой смонтирована маска 6 с индикаторным растром и неподвижно установлен осветитель 7. При эксплуатации маска 6 соедин етс  с исследуемым объектом (на чертеже св зь не показана).

Маски 4 и 6 изготовлены из оргстекла с нанесенными на них фотоспособом соответственно эталонным 8 и индикаторным 9 растрами и реперной точкой 10 на маске индикаторного растра. Реперна  точка 10 расположена на левом краю сектора индикаторной маски 9, содержащего элементы, соответствующие коду, считываемому при нулевом перемещении (начальному положению ). В приведенном примере на фиг.З в

00

го XI XI

XI

этом секторе элементов растра нет, т.к. начальному положению соответствует код 0.

Исходное положение маски 6, соответствующее нулевому перемещению, таково, что реперна  точка 10 совмещена с правым краем одного из секторов 8 неподвижной маски 4. Совмещение производитс  путем поворота вала с маской 6 при визуальном наблюдении через окно в крышке корпуса 5, которое не показано на чертежах.

Предлагаемый датчик работает следующим образом.

Осветитель 7 освещает маски 4 и 6 с эталонным и индикаторным растрами, на светочувствительный приемник 2 через объектив 3 проецируетс  изображение нониус- ного сопр жени  растров масок 6 и 4. При перемещении исследуемого объекта будет соответственно мен тьс  положение нони- усного сопр жени , которое будет соответствовать кодовому значению величины смещени  индикаторного растра относительно реперной точки 10.

В исходном положении, при отсутствии перемещени , реперна  точка 10 подвижной маски 6 совмещена с правым краем сектора а неподвижной маски 4. При угловом перемещении объекта против часовой стрелки на выходе датчика будет 0 до тех пор, пока левый край элемента индикаторного растра, соответствующего коду числа 1, не совместитс  с правым краем сектора б, что соответствует углу 5,63 град (цена делени ). Начина  с этого момента, будет осуществл тьс  совмещение этого элемента индикаторного растра с сектором б, и на выходе датчика будет 1. При достижении угла 11,26 град, сектор б окончательно пропустит этот элемент, и начнетс  совмещение сектора в с элементом, соответствующим коду числа 2 и т.д.

При перемещении в обратном направлении (по часовой стрелке) угол поворота будет кодироватьс  обратным кодом. О том, какой код считывать - пр мой или обратный - можно судить по форме импульсов, которые асимметричны относительно направлени  перемещени  благодар  асимметри1 элементов индикаторного растра.

Поскольку растр индикаторной маски 6 выполнен в соответствии с параллельны

двоичным кодом абсолютной величины пе ремещени , значение кода представл ет со бой величину абсолютного перемещениу исследуемого объекта. Индикаторна  маскг 6 может быть выполнена по любому другому

коду, что не изменит принципа действи  датчика. На фиг.5 приведен пример индикаторной маски, соответствующей коду преобразовани  у 4arccos(x/8).

Изменение сигнала в пределах двух элементов растров может быть использовано дл  повышени  точности измерени  и определени  направлени  перемещени .

Получение информации на выходе датчика в виде двоичного кода позвол ет упростить схемы цифрового регулировани  и повысить их точность и надежность.

Claims (2)

1.Датчик перемещени , содержащий излучатель, оптически св занный через последовательно размещенные подвижную кодовую маску с разр дными дорожками из чередующихс  активных и пассивных участков , и неподвижную щелевую диафрагму с

фотоприемниками, отличающийс  тем, что, с целью повышени  технологичности и расширени  функциональных возможностей датчика, в нем щели щелевой диафрагмы расположены с посто нным шагом,

активные участки разр дных дорожек расположены с возможностью образовани  но- ниусного сопр жени  со щел ми щелевой диафрагмы и выполнены в виде треугольников , одноименные катеты которых перпендикул рны направлению перемещени , а фотоприемники выполнены кольцевыми, их число соответствует разр дности датчика.

2.Датчик-no п.1,отличающийс  тем, что кодова  маска снабжена реперной

меткой, расположенной на перпендикул рном направлению перемещени  катете одного из активных участков разр дной дорожки.

(puai

З -ti .

Фиг. 2

Фиг. З

Фиг. 4

Фиг. 5