RU43359U1

RU43359U1 - TWO-ORDER OPTICAL MOVEMENT SENSOR

Info

Publication number: RU43359U1
Application number: RU2004129080/22U
Authority: RU
Inventors: М.М. Капустин; М.Л. Хазанов
Original assignee: Закрытое акционерное общество "ИМИДИС"
Priority date: 2004-09-30
Filing date: 2004-09-30
Publication date: 2005-01-10

Abstract

Полезная модель относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использована при измерении перемещения подвижных объектов или их частей. Датчик позволяет измерять перемещение одновременно по двум координатам, используя только одну линейку фотоэлементов. Двухкоординатный оптический датчик перемещений содержит корпус и расположенные в нем последовательно: фотоэлектрический преобразователь, выполненный в виде линейки фотоэлементов со схемой управления и считывания информации, шторку, выполненную с двумя кромками, расположенными на пересекающихся прямых и источник света. Шторка соединена с подвижной частью объекта, а корпус - с неподвижной. Значения проекций вектора перемещения подвижной части объекта на оси координат, связанные с объектом, вычисляются по номерам фотоэлементов, находящихся на границах свет-тень.The utility model relates to the field of instrumentation and can be used to measure the movement of moving objects or their parts. The sensor allows you to measure movement simultaneously in two coordinates, using only one line of photocells. The two-coordinate optical displacement sensor contains a housing and located in it in series: a photoelectric converter made in the form of a line of photocells with a control and information reading circuit, a curtain made with two edges located on intersecting straight lines and a light source. The shutter is connected to the moving part of the object, and the body is fixed. The projection values of the displacement vector of the moving part of the object on the coordinate axis associated with the object are calculated by the numbers of the photocells located at the light-shadow boundaries.

Description

Полезная модель относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использована при измерении перемещения подвижных объектов или их частей.The utility model relates to the field of instrumentation and can be used to measure the movement of moving objects or their parts.

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 координаты по этой оси рассчитывается по данным о порядковых номерах засвеченных элементов, по двум другим - исходя из временных интервалов засветки элементов линеек. Недостатком указанного устройства является достаточно сложная конструкция.A device for determining the coordinates of a moving object [a.s. USSR No. 1037062], containing a rotating light source, mounted on a moving object, and three fixed lines of photocells with control circuits and reading information (the reading circuit is a threshold device), the axes of which are parallel to one of the coordinate axes. The value of the coordinate along this axis is calculated according to the data on the serial numbers of the illuminated elements, according to the other two - based on the time intervals of illumination of the ruler elements. The disadvantage of this device is a rather complicated design.

Известен также оптический датчик перемещений [патент РФ №2226670] (прототип), содержащий корпус и расположенные в нем последовательно: фотоэлектрический преобразователь, выполненный в виде линейки фотоэлементов со схемой управления и считывания информации, шторку со скошенной (расположенной под углом к оси линейки фотоэлементов) кромкой и источник света, при этом шторка установлена с возможностью соединения с подвижной частью объекта. Величина координаты рассчитывается по данным о порядковых номерах засвеченных элементов. Чувствительность (цена деления) датчика в направлении, перпендикулярном оси линейки фотоэлементов, определяется как произведение котангенса угла между кромкой и осью линейки фотоэлементов на шаг линейки фотоэлементов, а вдоль оси равна шагу линейки. Недостатком датчика является ограниченные функциональные возможности, так как определить можно только одну из координат объекта и только при условии, что Also known is an optical displacement sensor [RF patent No. 2226670] (prototype), comprising a housing and arranged sequentially therein: a photoelectric converter made in the form of a line of photocells with a control circuit and reading information, a curtain with a beveled (located at an angle to the axis of the photocell line) the edge and the light source, while the curtain is installed with the possibility of connection with the moving part of the object. The value of the coordinate is calculated from the data on the serial numbers of the illuminated elements. The sensitivity (division price) of the sensor in the direction perpendicular to the axis of the photocell line is defined as the product of the cotangent of the angle between the edge and the axis of the photocell line by the step of the photocell line, and along the axis it is equal to the step of the line. The disadvantage of the sensor is limited functionality, since it is possible to determine only one of the coordinates of the object and only if

шторка перемещается именно по этой координате.The curtain moves in this coordinate.

Целью полезной модели является устранение недостатка аналога и расширение функциональных возможностей прототипа - обеспечение измерения перемещений одновременно по двум координатам.The purpose of the utility model is to eliminate the drawback of the analogue and expand the functionality of the prototype - providing measurement of displacements simultaneously in two coordinates.

Для этого в известном оптическом датчике перемещений, содержащем корпус и расположенные в нем последовательно: фотоэлектрический преобразователь, выполненный в виде линейки фотоэлементов со схемой управления и считывания информации, шторку со скошенными кромками и источник света, при этом шторка установлена с возможностью соединения с подвижной частью объекта, шторка выполнена с двумя кромками, расположенными на пересекающихся прямых.To do this, in a known optical displacement sensor containing a housing and arranged sequentially therein: a photoelectric converter made in the form of a line of photocells with a control and information reading circuit, a curtain with beveled edges and a light source, while the curtain is installed with the possibility of connection with the moving part of the object , the curtain is made with two edges located on intersecting straight lines.

Значения проекций вектора перемещения подвижной части объекта на оси координат, связанные с объектом, вычисляются по номерам фотоэлементов, находящихся на границах свет-тень.The projection values of the displacement vector of the moving part of the object on the coordinate axis associated with the object are calculated by the numbers of the photocells located at the light-shadow boundaries.

На чертеже изображен вариант конструктивной схемы предлагаемого датчика.The drawing shows a variant of the structural scheme of the proposed sensor.

Шторка 1 вместе с лазерным светодиодом 2 прикреплена через гофр 3 к подвижному объекту 4. Корпус 5, в котором установлена линейка фотоэлементов 6 и плата схемы управления и считывания информации 7, прикреплен к неподвижному объекту 8. Кромки шторки 1 расположены в плоскости, параллельной оси линейки фотоэлементов 6 и под углом 45° к ней. Таким образом, чувствительность датчика по обеим координатам равна шагу линейки фотоэлементов 6, а максимальное значение модуля вектора перемещения объекта равно 1/4 части длины линейки фотоэлементов 6. Шторка 1 показана на чертеже в положении начала координат.The shutter 1, together with the laser LED 2, is attached through the corrugation 3 to the movable object 4. The housing 5, in which the line of photocells 6 and the control circuit board and the information reading circuit 7 are mounted, is attached to the fixed object 8. The edges of the shutter 1 are located in a plane parallel to the axis of the ruler photocells 6 and at an angle of 45 ° to it. Thus, the sensitivity of the sensor in both coordinates is equal to the step of the line of photocells 6, and the maximum value of the module of the vector of movement of the object is 1/4 of the length of the line of photocells 6. Shutter 1 is shown in the drawing at the origin.

Схема управления и считывания информации 7 определяет номера фотоэлементов, находящихся на границах свет-тень (на чертеже обозначены А, В). Значения проекций вектора перемещения подвижного объекта 4 на оси координат, связанные с неподвижным объектом 8, вычисляются по формулам:The control and reading information circuit 7 determines the numbers of photocells located at the light-shadow boundaries (A, B are indicated in the drawing). The projection values of the displacement vector of the moving object 4 on the coordinate axis associated with the fixed object 8 are calculated by the formulas:

Х=0,5а·(В-А)-L/4;X = 0.5a · (BA) -L / 4;

Y-0,5a·(A+B)-L/2,Y-0.5a · (A + B) -L / 2,

где а и L - соответственно шаг и полная длина линейки фотоэлементов 6.where a and L are respectively the step and the total length of the line of photocells 6.

Claims

A two-coordinate optical displacement sensor, comprising a housing and arranged in it in series: a photoelectric converter made in the form of a line of photocells with a control and information reading circuit, a curtain with beveled edges and a light source, while the curtain is installed with the possibility of connection with the moving part of the object, characterized in that the curtain is made with two edges located on intersecting straight lines.