SU1231403A1 - Оптическа система датчика углового положени вала (ее варианты) - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и позвол ет повысить надежность работы датчика путем уменьшени  вли ни  осевых биений вала, возникающих в процессе эксплуатации датчика. Световой поток от источника, пройд  конденсор, равномерно освещает рабочий участок первого оптического лимба, изображение штрихов которого с помощью объектива проекционной системы проектируетс  в плоскость рабочего участка второго лимба. Призма пр мого зрени  с нечетным числом отражающих граней и объектив зеркально переворачивают изображение штрихов первого лимба. При вращении вала с жестко скрепленными с ним лимбами штрихи второго лимба перемещаютс  навстречу движению изображени  штрихов первого лимба. Фотоприемник преобра- зует промодулированньй сигнал в импульсный фотоэлектрический сигнал, который затем используетс  дл  определени  угла поворота вала путем от- .считьшани  количества импульсов. 2 с.п. ф-лы, 2 ил. Q (/ :о :о

Description

«1

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано в фотоэлектрических преобразовател х дл  измерени  угловых перемещений объектов.

На фиг.1 представлена оптическа  система датчика первый вариант; на фиг,2 - то же, второй вариант.

Оптическа  система датчика углового положени  вала по первому варианту содержит источник излучени  и конденсор 2, образующие осветитель 3,. первый оптический лимб 4, проекционную систему, включающую объектив 5, вьтолненный из двух положительных элементов,- и призму 6 пр мого зрени  с нечетртым числом отражающих граней, например призму Аббе или призму Пеха- на, второй оптический лимб 7, объектив 8 и фотоприемник 9. Проекционна  система установлена неподвижно между лимбами и ориентирована так, что отражающие грани призмы пр мого зрени  пар пендикул рны плоскости, проход щей через ось вала 10 и оптическую ось объектива 5.

Призма пр мого зрени  расположена мезкду положительными элементами объектива 5, Оба лимба скрепл ютс  с валом . 10 соосно между собой, при этом рабочие поверхности с нанесенными на них радиальными штрихами, параллельны и обращены друг к другу.

По второму варианту проекционна  система выполнена в виде поворотной призмы 11, зеркального объектива 12 и второй поворотной призмы 13. Поворотные призмы 1I и 13 скреплены с входной гранью зеркального объектива Проекционна  система образует моноблок ,

Оптическа  система по первом варианту работает следующим образом.

Световой пучок от источника 1, пройд  конденсор 2 осветител  3, собираетс  на рабочий участок первого оптического лимба 4, изображение штрихов которого с помощью объектива 5 однократного увеличени  и призмы 6 проектируютс  в плоскость рабочего участка второго лимба 7. Призма 6 пр мого зрени  с нечетным числом отражающих граней и обтзектив 5 зеркально переворачивают изображение штрихов первого лимба. В результате этого при вращении вала с жестко скрепленными с ним лимбами 4 и 7 штри032

хн лимба 7 перемещаютс  навстречу движению изображени  штрихов лимба 4. Световой поток, прошедший через штрихи лимба 7 при вращении лимбов 4 и 7,

модулируетс  и принимаетс  объективом 8, который направл ет его на фотоприемник 9. Фотоприемник 9 преобразует промодулированный сигнал в импульсный фотоэлектрический сигнал,

который затем используетс  дл  определени  угла поворота вала путем от- считывани  количества импульсов.

При вращении вала с жестко закреп- леннь)ми лимбами 4 и 7 происходит чередование максимумов и минимз ков освещенности в плоскости фотоприемника 9 при повороте лимбов 4 и 7 на 1/4 шага штриха лийба.

В предлагаемой оптической системе

приближение лимба 4 к проекционной системе на некоторую величину и приводит к удалению изображени  штрихов jTHM6a 4 от объектива на ту же величину i .

Вследствие жесткого креплени  лимбов 4 и 7 приближение лимба 4 к проекционной системе автоматически приводит к удалению лимба 7 от нее. При этом смещение плоскости изображени 

штрихов лимба 4, вызванное перемеще- iraeM лимба 4, равно по величине и направлейию смещению плоскости анализа , совпадающей с плоскостью шкалы, нанесенной на лимбе 7.

Таким: образом, смещение вала вдоль оси, например, за счет люфтов в подшипниках не приводит к расфокусировке изображени , штрихов лимба 4 в плоскости штрихов лимба 7, что повышает надежность работы датчика.

Работа оптической системы по второму варианту (фиг.2) аналогична работе оптической системы по первому варианту. Отличие заключаетс  в том,

что зеркальный поворот изображени  штрихов первого лимба 4 осуществл ют с помощью проекционной системы, выполненной в виде моноблока, что исключает ее разъюстировку в процессе

50

эксплуатации и, следовательно, способствует увеличению надежности работы датчика.

Claims (2)

1. Оптическа  система датчика углового положени  вала, содержаща , последовательно расположенные и опти

.

чески св занные источник излучени , конденсор, два оптических лимба, оди из которых скреплен с валом, объектив и фотоприемник, отличающа с  тем, что, с целью увеличе ни  надежности работы датчика, она снабжена проекционной системой, выполненной в виде призмы пр мого зрени  с нечетным числом отражающих граней, и объективом, состо щим из двух положительных элементов с общим увеличением, равным единице, проекционна  система установлена между лимбами, призма пр мого зрени  установлена между положительными элемен тами объектива и расположена так, что ее отражающие грани перпендикул рны- плоскости, проход щей через ось вала и оптическую ось объектива а Второй лимб жестко скрепл етс  с валом.

2. Оптическа  система датчика углового положени  вала, содержаща  ///7/

-

(

10

I23I

- 5

15

20

4034

последовательно расположенные и оптически св занные источник излучени , конденсор, два оптических лимба, один из которых скреплен с валом, объектив и фотоприемник, отличающа с  тем, что, с целью увеличени  надежности работы датчика, проекционна  система вьшолнена в виде двзгх призм, кажда  из которых имеет одну отражающую грань, и объектива с увеличением, равным единице, одна из поверхностей которого вьтолнена с вогнутым зеркалом, а друга  - с контрзеркалом, поверхность объектива с контрзеркалом выполнена в виде плоскости и объектив расположен так, что его поверхность перпендикул рна плоскост м обоих лимбов, обе призмы расположены последовательно по ходу излучени  до и после объектива и скреплены с его плоской поверхностью, а второй лимб жестко скрепл етс  с валом .

7

фиг.1

хуу/х

фиг.г

Редактор А.Огар

Составитель Н„Солоухин

Техред И.Попов1 :ч Корректор В.Синицка 

Заказ 2556/47 Тираж 670Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб,, д. 4/5

Производственно

-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул, Проектна , 4