RU2023238C1 - Устройство для измерения угловых перемещений объекта - Google Patents
Устройство для измерения угловых перемещений объекта Download PDFInfo
- Publication number
- RU2023238C1 RU2023238C1 SU4878036A RU2023238C1 RU 2023238 C1 RU2023238 C1 RU 2023238C1 SU 4878036 A SU4878036 A SU 4878036A RU 2023238 C1 RU2023238 C1 RU 2023238C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- photodetectors
- pulse counter
- inputs
- output
- zeroing
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Optical Transform (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
Изобретение относится к измерительной технике. Цель: повышение точности за счет измерения реверсивных перемещений. Это достигается тем, что происходит двойное отражение луча света от зеркальных граней соседних призм. Изобретение обеспечивает определение кода суммарного угла поворота объекта при реверсе, не требует установки подвижного диска перед началом измерений в каком-то определенном положении, т.к. обеспечивается начало отсчета из любого положения. 3 ил.
Description
Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам измерения угловых перемещений объектов.
Известны устройства для измерения угловых перемещений объекта, содержащее поворотную платформу, автоколлиматор и основание. Однако данное устройство имеет недостаточно высокую точность измерения и широкий диапазон воспроизведения угловых перемещений.
Известны также фотоэлектрические устройства для измерения угловых перемещений объектов, содержащие корпус устройства, подвижную систему, систему считывания информации, электрическую схему. Недостатками данных устройств являются сложность изготовления кодовых масок и точной их установки на кодируемом валу, а также возможность неоднозначного считывания информации системой считывания.
Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для измерения углового перемещения [2], содержащее коаксиальные подвижный внутренний и неподвижный внешний элементы, треугольные призмы, установленные по периметру внутреннего подвижного элемента, источник излучения и фотоприемники, установленные по внутренней кольцевой поверхности неподвижного элемента и блок регистрации. Основным недостатком данного устройства является низкая точность измерения угловых перемещений внутреннего элемента из-за невозможности определения суммарного угла поворота при знакопеременном угле поворота объекта.
Целью изобретения является повышение точности за счет измерения реверсивных перемещений.
Это достигается тем, что устройство снабжено щелевой диафрагмой, установленной перед источником излучения, фотоприемники расположены двумя группами симметричными источнику излучения, расстояние между чувствительными площадками равны размеру фоточувствительных площадок в направлении их последовательного размещения, две грани трехгранных призм выполнены зеркальными, угол между зеркальными гранями соседних призм равен 90о, блок регистрации выполнен в виде последовательно соединенных формирователя импульсов, логической схемы ИЛИ, инвертора и счетчика импульсов, RS-триггера, узлов обнуления и начала измерения, вентиля счетчика импульсов и дискриминатора, выходы фотоприемников соединены со входами блока регистрации, два входа RS-триггера соединены соответственно с узлами обнуления и начала измерения, а его выход связан с первым входом вентиля счетчика импульсов, второй вход которого соединен с выходом логической схемы ИЛИ, выход вентиля счетчика импульсов связан с вторым входом счетчика импульсов, третий и четвертый входы которого соответственно соединены с выходами узла обнуления и дискриминатора, а входы последнего соединены с выходами фотоприемников.
На фиг.1 показано взаимное расположение подвижного и неподвижного коаксиальных элементов с закрепленными на них элементами устройства; на фиг.2 - ход лучей источника излучения при реверсивных перемещениях подвижного элемента; на фиг.3 - функциональная схема блока регистрации.
Устройство состоит из коаксиальных подвижного внутреннего 1 и неподвижного внешнего 2 элементов, треугольных призм 3, две грани которых выполнены зеркальными, а угол между зеркальными гранями соседних призм 3 равен 90о, установленных по периметру внутреннего подвижного элемента 1, фотоприемников 4, установленных по внутренней кольцевой поверхности неподвижного элемента, щелевой диафрагмы 5, установленной перед источником 6 излучения, блока 7 регистрации, выполненного в виде последовательно соединенных формирователя импульсов 8, логической схемы ИЛИ 9, инвертора 10 и счетчика 11 импульсов, RS-триггера 12, узлов 13 обнуления и начала измерения 14, вентиля счетчика 15 импульсов и дискриминатора 16.
Устройство работает следующим образом.
Перед началом работы устройства производится обнуление счетчика 11 и RS-триггера 12 путем подачи на их входы команды обнуления "0" от узла 13. После подается команда начало измерений "НИ" от узла 14. При этом выходной сигнал RS-триггер 12 открывает вентиль счетчика 15 и готовит его к пропусканию информации, поступающей с логической схемы ИЛИ 9. В этот момент также включается источник 6 и луч света, пройдя через щелевую диафрагму 5 падает на зеркальную грань треугольной призмы 3, отражается от нее, падает на зеркальную грань соседней призмы 3 и затем попадает на фоточувствительный слой фотоприемника 4 или же в промежуток между чувствительными площадками соседних фотоприемников 4.
В первом случае на выходе одного из фотоприемников 4 появляется электрический сигнал, который преобразуется формирователем импульсов 8 и поступает на вход логической схемы ИЛИ 9, а затем через открытый вентиль счетчика 15 на счетчик 11.
При наличии электрического сигнала на выходе логической схемы ИЛИ 9 на выходе инвертора 10 сигнал отсутствует. С дальнейшим поворотом объекта подвижный элемент 1 с трехгранными призмами 3 также поворачивается и тем самым изменяется угол падения светового луча на зеркальную грань призмы 3. Как следствие этого отраженный луч света перемещается и попадает в промежуток между чувствительными площадками фотоприемников 4. Сигнал на выходе фотоприемников 4 будет отсутст- вовать, но зато появится электрический сигнал на выходе инвертора 10, который поступает на другой вход счетчика 11.
Во втором случае при попадании светового луча в промежуток между чувствительными площадками фотоприемников 4 сигнал в счетчик 11 поступит с выхода инвертора 10.
Дискриминатор 16 определяет направление поворота и как следствие этого формирует сигнал знака приращения угла поворота по очередности информации, поступившей с двух соседних фотоприемников 4. Предположим, что фотоприемники 4 пронумерованы слева на право (фиг.2) и за положительное направление поворота объекта принято перемещение против хода часовой стрелки. При повороте объекта с элементом 1 по ходу часовой стрелки последовательность появления электрических сигналов на выходах фотоприемников 4 будет N, N-1,. . . , 1. При повороте против хода часовой стрелки 1,2...,N-1, N. Нарушение любой из последовательностей говорит об изменении направления поворота и тем самым об изменении знака приращения кода. Зависимость между суммарным углом α поворота объекта и количеством импульсов счетчика имеет вид
α = (nи-1) , где М - число трехгранных призм 3 на подвижном элементе 1;
nф - количество фотоприемников 4, размещенных на неподвижном элементе 2;
nп - число промежутков между фотоприемниками 4;
nи - количество импульсов, поступивших в счетчик 11.
α = (nи-1) , где М - число трехгранных призм 3 на подвижном элементе 1;
nф - количество фотоприемников 4, размещенных на неподвижном элементе 2;
nп - число промежутков между фотоприемниками 4;
nи - количество импульсов, поступивших в счетчик 11.
Таким образом, предлагаемое устройство в сравнении с прототипом обладает следующими преимуществами.
Устройство обеспечивает определение кода суммарного угла поворота объекта как при его повороте в одном направлении, так и пpи смене направления поворота. Кроме того, оно не требует установки подвижного элемента 1 перед началом измерений в какое-то строго определенное положение, потому обеспечивает начало отсчета из любого положения.
Claims (1)
- УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛОВЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ ОБЪЕКТА, содержащее коаксиальные подвижный внутренний и неподвижный внешний элементы, треугольные призмы, установленные по периметру внутреннего подвижного элемента, источник излучения и фотоприемники, установленные по внутренней кольцевой поверхности неподвижного элемента, и блок регистрации, отличающееся тем, что, с целью повышения точности за счет измерения реверсивных перемещений, оно снабжено щелевой диафрагмой, установленной перед источником излучения, фотоприемники расположены двумя группами, симметричными источнику излучения, расстояние между чувствительными площадками равны размеру фоточувствительных площадок в направлении их последовательного размещения, две грани трехгранных призм выполнены зеркальными, угол между зеркальными гранями соседних призм равен 90o, блок регистрации выполнен в виде последовательно соединенных формирователя импульсов, логической схемы ИЛИ, инвертора и счетчика импульсов, RS-триггера, узлов обнуления и начала измерения, вентиля счетчика импульсов и дискриминатора, выходы фотоприемников соединены с входами блока регистрации, два входа RS-триггера соединены соответственно с узлами обнуления и начала измерения, а его выход связан с первым входом вентиля счетчика импульсов, второй вход которого соединен с выходом логической схемы ИЛИ, выход вентиля счетчика импульсов связан с вторым входом счетчика импульсов, третий и четвертый входы которого соответственно соединены с выходами узла обнуления и дискриминатора, а входы последнего - с выходами фотоприемников.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4878036 RU2023238C1 (ru) | 1990-10-30 | 1990-10-30 | Устройство для измерения угловых перемещений объекта |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4878036 RU2023238C1 (ru) | 1990-10-30 | 1990-10-30 | Устройство для измерения угловых перемещений объекта |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2023238C1 true RU2023238C1 (ru) | 1994-11-15 |
Family
ID=21542691
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4878036 RU2023238C1 (ru) | 1990-10-30 | 1990-10-30 | Устройство для измерения угловых перемещений объекта |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2023238C1 (ru) |
-
1990
- 1990-10-30 RU SU4878036 patent/RU2023238C1/ru active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
1. Авторское свидетельство СССР N 466381, кл. G 01B 11/26, 1972. * |
2. Авторское свидетельство СССР N 1113674, кл. G 01B 11/26, 1982. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
ATE48325T1 (de) | Optische lageermittlungsvorrichtung. | |
US4568182A (en) | Optical system for determining the position of a cursor | |
US3943361A (en) | Dimensional measurement of remote objects using projected light raster | |
US3244895A (en) | Shaft encoders | |
US3544800A (en) | Optical apparatus for encoding angular movement of a rotating shaft | |
US4577101A (en) | Shaft encoder with an optical system comprising two straight-line-generatrix surfaces | |
RU2023238C1 (ru) | Устройство для измерения угловых перемещений объекта | |
US4521113A (en) | Optical measuring device | |
US3496364A (en) | Linear encoder having a fringe pattern produced by optical imaging | |
US3791735A (en) | Digital measuring apparatus | |
US3443110A (en) | Scanner having rotating double-sided reflector | |
US3697183A (en) | Optical apparatus using slitted masks for detecting rotary motion of object | |
US3523731A (en) | Optical ranging device (u) | |
JPH07119622B2 (ja) | ロータリーエンコーダー | |
JPS57204409A (en) | Intercar distance measuring device | |
US3371215A (en) | Device for defining the displacement of a machine tool with the aid of a raster and rotating optical element | |
SU1060938A1 (ru) | Устройство дл измерени угла поворота объекта | |
SU1073734A1 (ru) | Регистратор положени чувствительного элемента гравиметра | |
Kroeger | Electro Optical Shaft Angle Encoder Utilizing Laser Interferometry | |
SU1030646A1 (ru) | Устройство дл измерени размеров движущихс объектов | |
SU803604A1 (ru) | Фотоэлектрический измерительный преобразователь круговых перемещений | |
RU2019793C1 (ru) | Устройство для измерения угловых перемещений | |
SU1508092A1 (ru) | Устройство дл измерени перемещений | |
USH212H (en) | Displacement and force measurement by means of optically-generated moire fringes | |
SU1215176A1 (ru) | Преобразователь угла поворота вала в код |