SU1285319A1

SU1285319A1 - Photoelectric raster pickup

Info

Publication number: SU1285319A1
Application number: SU853835624A
Authority: SU
Inventors: Владимир Викторович Титов
Original assignee: Предприятие П/Я А-3697
Priority date: 1985-01-10
Filing date: 1985-01-10
Publication date: 1987-01-23

Abstract

Изобретение относитс к измерительной технике и предназначено дл преобразовани линейных и угловых перемещений в измен ющийс электрический сигнал. Целью изобретени вл етс повьшение точности измерений за счет формировани сигналов, сни- маемьос с фотоприемников, близких по форме к синусоидальному. Световой по-, ток, формируемый осветител ми, проходит измерительный и индикаторный растры, нанесенные на подвижный и неподвижный элементы, и преобразуетс фотоприемниками в электрические сигналы . За счет выполнени прозрачных штрихов индикаторного растра в виде равнобочных трапеций, у которых ширина плавно измен етс от 1/2 до 1/6 периода растра, фотоприемниками формируютс электрические сигналы с минимальными нелинейньми искажени ми . 4 ил. (ЛThe invention relates to a measurement technique and is intended to convert linear and angular movements into a varying electrical signal. The aim of the invention is to increase the accuracy of measurements due to the formation of signals, removing them from photodetectors that are close in shape to sinusoidal. The light current generated by the illuminators passes the measuring and indicator rasters applied to the moving and stationary elements and is converted by photodetectors into electrical signals. By performing transparent dashes of the indicator raster in the form of equilateral trapeziums, whose width smoothly varies from 1/2 to 1/6 of the raster period, electrical signals with minimal nonlinear distortions are formed by photoreceivers. 4 il. (L

Description

toto

00 ел00 ate

соwith

Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано при конструировании высокоточных датчиков линейных и угловых перемещений ,The invention relates to a measuring technique and can be used in the design of high-precision sensors of linear and angular movements,

Целью изобретени вл етс повышение точности измерений за счет формировани сигнала, снимаемого с фотоприемника , близкого по форме к синусоидальному .The aim of the invention is to improve the measurement accuracy due to the formation of a signal taken from a photodetector close in shape to a sinusoidal one.

На фиг. 1 представлена функциональна схема датчика; на фиг,2 - форма штрихов индикаторного и измерительного растров; на фиг,За и б - расположение штрихов индикаторного и измерительного растров; на фиг,4 - зависимость коэффициента нелинейных искажений сигнала, снимаемого с фото- приемников, от формы штриха индикаторного растра.FIG. 1 shows the functional diagram of the sensor; FIG. 2 shows the shape of the bars of the indicator and measuring rasters; Figs, Pros and B - the location of the bars of the indicator and measuring rasters; FIG. 4 shows the dependence of the nonlinear distortion coefficient of the signal taken from the photo receivers on the stroke shape of the indicator raster.

Датчик (фиг,1) содержит оптически св занные осветители 1 и 2, подвижный 3 и неподвижный 4 элементы с нанесенными измерительным 5 и индика- торными 6 растрами, четьфехплощадоч- ные фотоприемники 7 и 8,The sensor (FIG. 1) contains optically coupled illuminators 1 and 2, movable 3 and stationary 4 elements with applied measuring 5 and indicator 6 rasters, four of which are photodetectors 7 and 8,

Индикаторный растр (фиг,2) выполнен в виде прозрачных штрихов, ширина которых плавно измен етс от 1/2 до 1/6 периода растра и представл ет собой равнобочные трапеции,The indicator raster (FIG. 2) is made in the form of transparent dashes, the width of which smoothly varies from 1/2 to 1/6 of the raster period and is equilateral trapezium,

Индикаторньй растр (фиг,За) нанесен на неподвижный элемент 4 в виде четырех групп штрихов, кажда из которых смещена друг относительно дру- га на четверть периода растра.The indicator raster (FIG. Za) is applied to the fixed element 4 in the form of four groups of strokes, each of which is offset from each other by a quarter of the raster period.

Датчик работает следующим образомThe sensor works as follows

Световой поток, формируемый осветител ми 1 и 2, проходит через ойти- чески св занные измерительный 5 и индикаторный 6 растры, нанесенные на подвижный 3 и неподвижный 4 элементыThe luminous flux formed by the illuminators 1 and 2 passes through almost connected measuring 5 and indicator 6 rasters applied to the movable 3 and the fixed 4 elements

При перемещ ении подвижного элемента 3 относительно неподвижного элемента . 4 на выходе четырехплощадочных фотоприемников 7 и 8 формируютс When moving the movable element 3 relative to the fixed element. 4 at the output of the four-site photodetectors 7 and 8 are formed

00

электрические сигналы, сдвинутые друг относительно друга на 90 ,electrical signals shifted relative to each other by 90,

Установка двух четырехпосадочных фотоприемников 7 и 8, устано вленных диаметрально противоположно друг относительно друга, позвол ет сформировать сигналы, сумма которых слабо зависит от несоосности установки подвижного 3 и неподвижного 4 элементов,The installation of two four-planar photodetectors 7 and 8, which are diametrically opposed to each other, makes it possible to form signals, the sum of which weakly depends on the misalignment of the installation of the movable 3 and the fixed 4 elements,

Выполнение индикаторного растра в виде прозрачных штрихов, ширина которых плавно измен етс от 1/2 до 1/6 периода растра, представл ющих собой равнобочные трапеции, позвол ет минимизировать коэффициент нелинейных искажений до величины, равной 0,8%,The execution of the indicator raster in the form of transparent dashes, the width of which smoothly varies from 1/2 to 1/6 of the raster period, representing equilateral trapeziums, allows minimizing the nonlinear distortion coefficient to a value equal to 0.8%,

Выполнение индикаторного растра в виде равнобочных трапеций с заданными геометрическими параметрами позвол ет повысить точность измерени за счет уменьшени коэффициента нелинейных искажений электрических сигналов , снимаемых с датчика.The implementation of the indicator raster in the form of an equilateral trapezoid with predetermined geometrical parameters makes it possible to increase the measurement accuracy by reducing the nonlinear distortion of the electrical signals taken from the sensor.

Claims

Invention Formula

A photoelectric raster sensor containing optically coupled illuminator, movable and stationary elements with applied measuring and indicator rasters made in the form of transparent and opaque strokes, the width of transparent strokes of one of the rasters is equal to half the period of the raster, photodetectors, characterized in that measurement accuracy due to the formation of a signal taken from a photodetector close in shape to a sinusoidal, the width of the transparent strokes of another raster in the direction perpendicular To the direction of movement of the measuring raster, it gradually changes from 1/2 to 1/6 of the raster period.

1

2

I

f ((%)

ui

Th / g

G.2

S.26