SU1567872A1

SU1567872A1 - Оптический датчик перемещений объекта

Info

Publication number: SU1567872A1
Application number: SU884460616A
Authority: SU
Inventors: Татьяна Ивановна Мурашкина; Николай Дмитриевич Конаков; Владимир Федорович Роганов; Анжелика Олеговна Хаева
Original assignee: Предприятие П/Я А-1891
Priority date: 1988-07-14
Filing date: 1988-07-14
Publication date: 1990-05-30

Abstract

Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано дл измерени перемещений в услови х переменных температур. Цель изобретени - повышение точности за счет компенсации температурных погрешностей путем изменени наклона отражающей поверхности. Источник 1 излучени создает световой поток Ф_пр, который отражаетс упругой отражающей пластиной 4. Отраженный поток Ф_отр поступает на приемники 2 и 3 излучени , с выхода которых снимаетс электрический сигнал, пропорциональный перемещению Х объекта. При изменении температуры окружающей среды измен етс длина втулки 5, что ведет к изменению формы упругой отражающей пластины 4, а это в свою очередь - к изменению величины потока излучени , принимаемого приемниками 2 и 3 излучени , компенсиру тем самым температурную нестабильность источника излучени . 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

Description

„-

Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано дл измерени перемещений в услови х переменных температур,

Цель изобретени - повышение точности за счет компенсации температурных погрешностей путем изменени наклона отражсощей поверхности.

На чертеже схематически представ- лен предлагаемый оптический датчик перемещений объекта,

Оптический датчик перемещений объекта содержит источник 1 излучени приемники 2 и 3 излучени , упругую отражающую пластину 4, втулку 5, гайку 6, Втулка 5 благодар внешней резьбе имеет возможность перемещени по резьбе гайки 6 вдоль оси упругой отражающей пластины 4, изготовленной, например , из фторопласта и вдоль оптической оси датчика. Упруга отражающа пластина 4 и гайка 6 жестко закреплены на перемещающейс части объекта 7. Перемещением втулки 5 по резьбе гайки 6 измен ют рассто ние от поверхности гайки 6 до упругой отражающей пластины 4 за счет измерени эффективной длины 10 втулки 5, Таким образом измен ют форму отражающей поверхности, Втулку 5 изготавливают из материала t с большим коэффициентом температурног расширени ,

Датчик работает следующим образом,

Источник 1 излучени создает свето вой поток г Пр, который распростран етс в направлении X к контролируемому объекту 7, Отраженный от поверхности упругой отражающей пластины 4 световой поток Ф поступает на приемники 2 и 3 излучени , с выхода которых снимаетс -электрический сигнал, пропорциональный контролируемому перемещению X.

При изменении температуры окружающей среды измен етс излучающа спо- собность излучател , а следовательно , и освещенность ФП измен етс на величину ДЕ, определ емую выражени ми (дл ТИП) и (6) (дл РИИ).

АЕ

- AI t х« p. k- cos i ,

(1) (2)

ДЕ -|-°-. p.k-cos i.

Из выражений (l) и (2 следует, что уменьшить температурную погрешность , обусловленную изменением ДЕ, можно, уменьшив значение cos i, т.е. изменив наклон отражающей поверхнос20

25

10

, 0

35

45 50

40

55

ти. Этого достигают изменением формы отражател при действии температуры.

При изменении температуры окружающей среды измен етс эффективна дли-1 на 10 втулки 5 на величину

.cl. At,(3)

где (L - температурный коэффициент расширени материала втулки 4;

&t - диапазон изменени температуры окружающей среды, Указанное изменение длины втулки ь-ецет к изменению формы отражающей пластины, т.е, она принимает вид шарового сегмента,

Дл простейших инженерных расчетов можно считать, что отражатель принимает вид равнобедренного треугольника ОВС (см, чертеж).

Из треугольника ОАВ

cos .-.)

41. (

где D - диаметр отр t/кател ,. величина посто нна , поэтому, чтобы уменьшить cos i, необходимо увеличить Д10 и в соответствии с выражением (3) - 10,

Так как в реальных услови х достаточно трудно вывести аналитическое соотношение , определ ющее необходимую длину 1б, то на практике производ т следующую температурную регулировку датчика.

Снимают градуировочные характеристики (ГХ) в нормальных услови х при повышенной и пониженной температурах дл R Оо с плоской отражающей пластиной ). Характеристика, которой соответствует наименьший.диапазон изменени выходного сигнала, принимаетс за исходную (основную). Перемещением втулки 5 по резьбе гайки 6 выставл ют некоторое значение 10, а затем вновь снимают ГХ в нормальных услови х и при пониженной температуре, Если ГХ проход т ниже основной, то увеличивают длину 10, если выше, то уменьшают,

i

Указанные операции провод т до

тех пор, пока погрешность от изменени температуры, рассчитанна относительно исходной характеристики, не будет наименьшей,

Claims

Формула изобретен-и

Оптический датчик перемещений объекта, содержащий источник излуче515678726

ки и расположенные последовательноженной за отражателем гайкой, предпо ходу излучени отражатель, пред-назначенной дл соединени с объекназначенный дл св зи с объектом, итом, и втулкой, установленной в гай;

приемник излучени , а также регистритсоосно с направлением излучени с

руемый блок, электрически св занныйвозможностью прод льного перемещени

с приемником излучени , отлича-и фиксации, а отражатель выполнен в

ю щ и и с тем, что, с целью повы-виде упругой пластины, взаимодействую

шени точности, он снабжен располо-ющей с втулкой,