RU2282139C2 - Оптико-механический датчик перемещений - Google Patents
Оптико-механический датчик перемещений Download PDFInfo
- Publication number
- RU2282139C2 RU2282139C2 RU2004127436/28A RU2004127436A RU2282139C2 RU 2282139 C2 RU2282139 C2 RU 2282139C2 RU 2004127436/28 A RU2004127436/28 A RU 2004127436/28A RU 2004127436 A RU2004127436 A RU 2004127436A RU 2282139 C2 RU2282139 C2 RU 2282139C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- roller
- shutter
- photocells
- housing
- light
- Prior art date
Links
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Operating, Guiding And Securing Of Roll- Type Closing Members (AREA)
Abstract
Оптико-механический датчик перемещений относится к области контрольно-измерительной техники. Шторка 1 вращается совместно с роликом 2 на валу 3, установленном в подшипниковом узле 4 корпуса 5. Шторка 1 расположена между источником света 6 и линейкой фотоэлементов 7 и выполнена в виде спирали. Ролик 2 преобразует перемещение подвижного объекта 9 во вращение шторки 1, а корпус 5 закреплен на неподвижном объекте 10. Свет от источника 6, проходя сквозь прорези шторки 1, освещает фотоэлементы линейки 7, на которой образуются границы свет-тень. Схема управления и считывания информации 8 определяет граничные элементы и выдает их номера. При вращении шторки 1 изменяется положение границ свет-тень на линейке фотоэлементов 7. Перемещение объекта определяется по изменению номеров граничных фотоэлементов. Технический результат - упрощение конструкции датчика перемещений и расширение его функциональных возможностей. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано при измерении взаимного перемещения объектов или их подвижных частей.
Известно устройство для определения координат движущегося объекта [а.с. СССР №1037062], содержащее вращающийся источник света, закрепленный на движущемся объекте, и три неподвижных линейки фотоэлементов со схемами управления и считывания информации (схема считывания представляет собой пороговое устройство), оси которых параллельны одной из осей координат. Величина перемещения объекта вдоль этой оси рассчитывается по данным о порядковых номерах засвеченных элементов. Недостатками указанного устройства являются относительная сложность конструкции и ограниченный диапазон значений чувствительности, которая равна шагу линейки фотоэлементов.
Эти недостатки преодолены в известном оптическом датчике перемещений [патент РФ №2226670], в котором между источником света и линейкой фотоэлементов расположена шторка, соединенная с подвижным объектом. Ось линейки и кромка шторки расположены под углом. Величина координаты рассчитывается по положению тени от шторки на линейке фотоэлементов, т.е. по данным о порядковом номере первого засвеченного элемента. При перемещении шторки в направлении, перпендикулярном оси линейки фотоэлементов, чувствительность (цена деления) датчика определяется как произведение котангенса угла между кромкой шторки и осью линейки фотоэлементов на шаг линейки. Недостатком такого оптического датчика перемещений являются высокие требования к стабильности порогового устройства и схемы управления экспозицией, допустимая общая ошибка которых определяется отношением чувствительности датчика к ширине линейки фотоэлементов. Например, при чувствительности датчика 0,3 мкм и ширине линейки 14 мкм ошибка не может превышать 2%.
Общим недостатком указанных выше датчиков является малый диапазон измерений перемещения, который ограничен длиной линейки фотоэлементов.
Известен также прибор для измерения перемещения, имеющий неограниченный диапазон измерений - прогибомер [Аистов Н.Н. Испытание сооружений. Л.-М.: Госстройиздат, 1960, с.69...72] (прототип). Такой прибор содержит ролик, вращающийся на оси (валу), установленной в корпусе прибора. Корпус прибора закреплен на подвижной или неподвижной части объекта. С объектом ролик соединен через кинематическое звено, преобразующее перемещение объекта во вращение ролика (например, через гибкую связь - натянутую проволоку, охватывающую ролик одним витком). Через многозвенную зубчатую передачу ролик соединен со стрелкой прибора и счетчиком числа ее оборотов. Чувствительность прибора определяется диаметром ролика и коэффициентом зубчатой передачи.
Недостатком такого устройства является сложность его конструкции и связанные с этим ограничения функциональных возможностей по измерению перемещений с ускорением из-за значительной инерционности зубчатой передачи.
Целью изобретения является устранение недостатков аналогов, упрощение конструкции датчика перемещений и расширение его функциональных возможностей.
Указанная цель достигается тем, что в известном датчике перемещений, содержащем корпус, ролик, закрепленный в корпусе с возможностью вращения, причем ролик соединен с объектом через кинематическое звено, преобразующее перемещение объекта во вращение ролика, шторку, расположенную в корпусе между источником света и фотоэлектрическим преобразователем, выполненным в виде линейки фотоэлементов со схемами управления и считывания информации, шторка соединена с роликом с возможностью их совместного вращения (например, выполнена за одно целое с роликом или насажена на общий вал), и выполнена в виде одно- или многозаходной спирали (например, плоской или цилиндрической) с числом заходов и шагом, при котором над линейкой фотоэлементов находятся не менее двух кромок шторки. Таким образом, непрерывность измерения достигается за счет наличия на линейке фотоэлементов хотя бы двух переходов свет-тень, и можно выбрать шаг спирали так, чтобы угол между кромкой шторки и осью линейки фотоэлементов был не менее 45°, а отношение радиуса ролика к радиусу спирали - в соответствии с требуемой чувствительностью датчика.
На чертеже изображен вариант конструкции предлагаемого устройства.
Шторка 1 насажена на общий с роликом 2 вал 3, вращающийся в подшипниковом узле 4, установленном в корпусе 5. Шторка 1 выполнена в виде однозаходной цилиндрической спирали, внутри которой расположен источник света (полупроводниковый, газоразрядный и т.п.) 6, закрепленный вместе с линейкой фотоэлементов 7 на плате схемы управления и считывания информации 8. Ролик 2 прижат к поверхности перемещающегося объекта 9, а корпус 5 закреплен на неподвижном объекте 10.
Свет от источника 6, проходя сквозь прорези шторки 1, освещает один или несколько фотоэлементов линейки 7, на которой образуется две границы свет-тень. Схема считывания информации 8 определяет оба граничных элемента и выдает их номера. Аналогично определяются номера граничных элементов от остальных прорезей шторки 1. Взаимное перемещение объектов 9 и 10 приводит во вращение ролик 2 и шторку 1. Соответственно, изменяется положение границ свет-тень на линейке фотоэлементов 7. Поскольку шаг линейки известен, то каждому номеру элемента соответствует свое значение расстояния от начала линейки. Перемещение объекта можно определить по формуле:
П=St·r/R,
где
- R и r радиусы спирали и ролика;
- St=(Nt-N0)·A+S0,
где
- Nt - текущий номер элемента;
- N0 - наибольший или наименьший из номеров элементов, выбираемый за начало отсчета в момент начала измерений, а затем в моменты пересечения любой из границ свет-тень соответственного края линейки фотоэлементов;
- S0≡St в те же моменты;
- А - шаг линейки фотоэлементов.
Claims (1)
- Оптико-механический датчик перемещений, содержащий корпус, ролик, закрепленный в корпусе с возможностью вращения, причем ролик соединен с объектом через кинематическое звено, преобразующее перемещение объекта во вращение ролика, шторку, расположенную в корпусе между источником света и фотоэлектрическим преобразователем, выполненным в виде линейки фотоэлементов со схемами управления и считывания информации, отличающийся тем, что шторка соединена с роликом с возможностью их совместного вращения и выполнена в виде одно- или многозаходной спирали с числом заходов и шагом, при котором между источником света и линейкой фотоэлементов расположено не менее двух кромок шторки.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004127436/28A RU2282139C2 (ru) | 2004-09-13 | 2004-09-13 | Оптико-механический датчик перемещений |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004127436/28A RU2282139C2 (ru) | 2004-09-13 | 2004-09-13 | Оптико-механический датчик перемещений |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2004127436A RU2004127436A (ru) | 2006-02-20 |
RU2282139C2 true RU2282139C2 (ru) | 2006-08-20 |
Family
ID=36050690
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004127436/28A RU2282139C2 (ru) | 2004-09-13 | 2004-09-13 | Оптико-механический датчик перемещений |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2282139C2 (ru) |
-
2004
- 2004-09-13 RU RU2004127436/28A patent/RU2282139C2/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Аистов Н.Н. Испытание сооружений. - Л.-М.: Госстройиздат, 1960. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2004127436A (ru) | 2006-02-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8497469B2 (en) | Rotary encoder that detects rotation angle | |
US4421980A (en) | Position encoder with closed-ring diode array | |
US20060091304A1 (en) | Imaging rotation angle absolute encoder | |
WO1999054688A1 (en) | Axial led position detector for determining the angular position of a rotatable element | |
US20120075622A1 (en) | Rotary encoder and optical apparatus | |
US7710553B2 (en) | Imaging optical encoder | |
JPH0713569B2 (ja) | インクリメンタルロータリーエンコーダ | |
US3957378A (en) | Two-axis moire fringe displacement transducer | |
CN101438134B (zh) | 旋转编码装置 | |
RU2282139C2 (ru) | Оптико-механический датчик перемещений | |
US4679029A (en) | Optoelectronic rotational position sensor | |
CN207881630U (zh) | 一种两级式磁绝对角度编码器 | |
JPS63177019A (ja) | 位置センサ | |
US4698616A (en) | Optoelectronic rotational position sensor | |
JP2016161431A (ja) | 位置検出装置およびこれを用いた装置 | |
SU1056926A3 (ru) | Электронно-оптическое устройство дл измерени линейных перемещений | |
WO2006107363A1 (en) | Imaging optical encoder | |
JPH0236310A (ja) | 回転角度検出装置 | |
JP4189721B2 (ja) | 回転角検出装置 | |
RU100311U1 (ru) | Фотоэлектрический преобразователь угла | |
CN113639761B (zh) | 一种利用黑白网格图码的二维平动与转动位移和速度同步非接触测量方法 | |
RU43358U1 (ru) | Трехкоординатный оптический датчик перемещения | |
JPS62261016A (ja) | 多回転エンコ−ダ | |
KR100678619B1 (ko) | 디지털 광학 앵글 센서 | |
JPS5828179Y2 (ja) | ロ−タリエンコ−ダ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100914 |