SU1272107A1 - Оптический датчик угловых перемещений объекта - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  углового разворота объекта. Изобретение позвол ет повысить достоверность измерени  углового разворота объекта путем увеличени  частоты контрол  его углового положени . Излучение от осветител  1 направл ют на уголковый отражатель 2 с дефектным пр мым углом под углом к его входной грани и расшир ют телесистемами 3 и 4 отраженный и световозвращенные от уголкового отражател  2 пучки до диаметра многогранной зеркальной призмы 5, вьтолненной с вогнутыми боковыми гран ми. Проектируют оба пучка на нее и фокусируют отраженное от призмы излучение в узкие световые полосы. Вращают призму 5, последовательно проектиру  сфокусированные пучки на две группы фотоприемо в ников 8 и 9, расположенные на внутW ренних поверхност х двух кольцевых оснований 6 и 7, установленных соосно

Description

многогранной призмы 5. Определ ют ве- групп фотоприемников, по которому суличину временного рассогласовани  д т об угловом положении объекта, между электрическими импульсами обоих 1 ил.

1272107

Изобретение относитс  к измерительной технике и может использоватьс  дл  измерени  углового разворота объекта. Цель изобретени  - повышение достоверности измерени  за счет увеличени  частоты контрол  углового положени  объекта и определени  углового положени  объекта из среднеарифметического значени  контролируемого параметра . На чертеже показана схема оптического датчика. Оптический датчик содержит осв.етнтель 1, уголковый отражатель 2 с одним дефектным углом, две телесистемы 3 и 4, многогранную зеркальную призм 5, два кольцевых основани  6 и 7, шесть фотоприемников, три из которых 8-10 установлены на внутренней поверхности кольцевого основани  6, а три других 11- 13 - на кольцевом основании 7, блок 14 обработки, электрически соединенный со всеми фотопри емниками и индикатором 15, На чертеж также показан контролируемьй объект 16 Зеркальна  многогранна  призма ус тановлена с возможностью вращени  вокруг собственной оси симметрии и ориентирована она параллельно оси разворота контролируемого объекта (ось 4). Грани зеркальной призмы 5 вьтолнены вогнутой цилиндрической формы. Фотоприемники расположены один относительно другого на равном рассто нии, а от многогранной призмы 5 - на рассто нии, равном фокусу ее вогнутых граней. Уголковый отражател 2 ориентирован таким образом, что его дефектный угол находитс  в плоскости ХОу. Кольцевые основани  6 и 7 установлены неподвижно, перпендикул рно оси вращени  многогранной приз мы 5. Оптический датчик работает следукнцим образом. Световой пучок от осветител  1 направл ют на уголковьш отражатель 2 под углом Ы к его входной грани, от которой часть светового пучка отражаетс  и идет под углом 2Ы в плоскости XOY э друга  часть пучка, прошедша  уголковый отражатель 2, выходит из него с угловым смещением относительно направлени  падающего излучени , равным (световозвращенный пучок). Величина углового смещени  световозвращенного пучка определ етс  значением угла отступлени  от пр мого угла уголкового отражател  2. Отраженньй и световозвращенный пучки, пройд  одну из телесистем 3 и 4 соответственно, расщир ютс  до диаметра многогранной призмы 5. Сформированное телесистемами излучение обоих пучков отражаетс  от вогнутых граней многогранной призмы 5. Отраженное от нее излучение фокусируют в узкие световые полосы, параллельные ее оси вращени . При вращении многогранной призмы 5 световые полосы перемещаютс  по окружности и последовательно попадают на соответствующие фотх)приемники: отраженные пучки - на фотоприемники 8 - 10, а световозвращенные пучки - на фотоприемники 11 - 13. Электрические импульсы со всех фотоприемников 8-13 направл ют в блок 14 обработки. В блоке 14 обработки определ ют временное рассогласование между ближайщими электрическими импульсами, поступающими от фотоприемников, расположенных на различных кольцевых основани х 6 и 7, В блоке обработки определ ют среднюю величину временного рассогласовани  между трем  парами фотоприемников за один оборот многогранной призмы 5. По средней величине временного рассогласовани  между электрическими импульсами, сформированньми отраженньм и световозвращенным пучками, и известной ско312

рости вращени  призмы суд т об угловом повороте объекта 16 вокруг оси у При измерени х привод т многогранную зеркальную призму 5 в равномерное вращение. При отсутствии углового разворота объекта 16 оба световых пучка от уголкового отражател  (отраженный и световозвращаемый) идут в одной плоскости с направлекием падающего излучени  и, следовательно, световые полосы сфокусированных пучков проход т фотоприемники разных кольцевых оснований одновременно,и временное рассогласование между электрическими импульсами на ихвьгходе равно нулю.

При наличии углового разворота контролируемого объекта 16 вокруг оси Y на угол & вместе с ним разворачиваетс  и уголковый отражатель 2, Световозвращенна  часть излучени  от уголкового отражател  не мен ет своего пространственного положени , в то врем  как отраженна  часть излучени  от его входной грани идет под углом 2й относительно начального направЛенин , В результате пространственного смещени  пучков световые полосы проход т фотоприемники, расположенные на кольцевых основани х 6 и 7, в разные периоды времени. Между электрическими импульсами, образованными фотоприемниками различных кольцевых оснований, возникает временной сдвиг. который, с учетом известной посто нной скорости вращени  многогранной призмы, несет информацию об угловом положении объекта 16.В блоке 14 обработки вычисл етс  значение углового разворота объекта вокруг оси Y и информаци  об этом отображаетс  на индикаторе 15.

074

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Оптический датчик угловых перемещений объекта, содержащий осветитель, уголковый отражатель, предназначенный дл  скреплени  с объектом многогранную зеркальную призму, установленную с возможностью вращени  вокруг оси ее симметрии5 три фотоприемника и блок обработки, уголковый отражатель вьшолнен с одним дефектным углом , а многогранна  призма ориентирована под острым углом к направлению излучени  5 отличающийс   {ем, что, с целью повышени  достоверности измерени , он снабжен двум  телесистемами, двум  кольцевыми основани ми и трем  дополнительными фотоприемниками, электрически соединенными с блоком обработки, многогранна  зеркальна  призма вьшолнена с гран ми вогнутой цилиндрической формы, оба кольцевых основани  установлены соосно многогранной призме и на внутренних поверхност х каждого из них установлено по три фотоприемника соответственно, фотоприемники расположены один относительно другого на равном рассто нии, а от многогранной призмы - на рассто нии, равном фокусу ее вогнутых граней, одна из телесистем установлена по направ-в лению излучени , отраженного от входной грани уголкового отражател , а друга  - по направлению излучени , световозвращенного от его, причем все фотоприемники птически св заны с осветителем ерез многогранную зеркальную ризму.