SU1688165A1 - Устройство дл определени параметров вращени вала - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  определени  угла поворота, угловой скорости, ускорени  и направлени  вращающихс  объектов. Целью у IT W//M//////////

Description

изобретени   вл етс  повышенно точности . К контролируемому объекту 15 креп т модул тор 7 в виде светоотражающей пластины с различными коэффициентами отражени  сторон. При вращении объекта 15 электронным блоком 9 с помощью фотоприемников 1-4, лазера 5 и светоделител  6 регистрируют измер емые параметры. При этом по вление импульсного сигнала г максимальной амплитудой от фотоприемника 3 фиксируетс  электронным блоком 9 как исходное состо ние модул тора 7, при

котором угол его поворота равен нулю . По числу импульсов с максимальными и минимальными амплитудами, вырабатываемых фотоприемпиком J, определ ют скорость вращени . По величине сигналов, лмраСаiывлемых фотоприем- никами 1 и А, определ ют угловые параметры объекта 15 в продепах оборота. При этом npocipanciвенное разрешение внутри оборота повышаетс  при использовании редуктора, соедин ющего модул тор 7 с объем том 15. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использова- но дл  измерени  угла поворота, угловой скорости, ускорени  и направлени  вращени  объектов.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Устройство дл  бесконтактного определени  угла поворота, угловой скорости и ускорени  вращающихс  об-ъек- тов содержит фотоприемники с оптическими системами 1, 2, 3 и 4, лазер

5с оптической системой, полупрозрачное зеркало 6, дисковый модул тор 7, корпус 8 и обособленный электронный блок 9, включаю ;ий анализатор сиг налов, датчик времени, блок питани 

и ЭВМ.

Модул тор 7 выполнен в виде тонкой пластины со светоотражающими плоскими поверхност ми, причем коэффициенты отражени  этих светоотражающих поверхностей сущестпенно отличаютс  один от другого.

Лазер 5 с оптической системой, полупрозрачное зеркало 6 и первый фотоприемник 1 с оптической системой последовательно размещены на оптической оси 10 лазера 5. Полупрозрачное зеркало 6 расположено под углом к оптической оси 10 лазера 5, причем по обе его стороны размещены второй и третий фотоприемники 2 и 3 с оптическими системами. Напротив модул тора 7 в стороне от оптической оси 10 лазера 5 между полупрозрачным зеркалом

6и первым фогоприемником 1 помещен четвертый фотоприемник 4. Фотопрнем- ники 1, ., 3 и 4 с оптическими систе

д

5

5

0

5

0

5

мами, лазер 5 с оптической системой, полупрозрачное зеркало бимодул тор 7 помечены в непрозрачный корпус 8, жестко фиксирующий положение деталей 1-6 и допускающий вращение модул тора 7. Фотопрпемники 1, 2, 3, 4 и лазер 5 соединены электрическими проводами 11 с соответствующими клеммами электронного блока 9. Могут быть введены также дополнительные фотоприемники 12 и 13 расположенные на окружности 14.

Устройство работает следующим об- р зом.

Модул тор 7 креп т к контролируемому валу пли объекту 15 непосредственно или через редуктор, или другим способом. Модул тор 7 креп т на торце вала или другого объекта 15 по диаметру горца так, чтобы поверхность торца, перпендикул рна  оси объекта 15, была перпендикул рна плоской поверхности экрана модул тора 7, причем ось симметрии модул тора 7 должна совпадать с осью вала или объекта 15. Корпус 8 устройства размещают над модул тором 7 и креп т к неполвижлому основанию. Электрические провода 11 от фотоприемников 1, 2, 3 и 4, и лазера 5 соедин ют с соответствующими клеммами электронного блока 9. Направл ют луч 16 лазера 5 на полупрозрачное зеркало 6 и дел т его на два луча: 16а и 166. Регулируют положение корпуса 8 устройства так, чтобы ось луча 16а проходила через точку пересечени  осей симметрии экрана-модул тора 7. Привод т модул тор 7 в исходное состо ние, цл  чего его поворачивают до тех пор, пока луч 16а не отразитс  п с иет оетрожаюиц ; поверхности модул 16

тора /, tKMipiiMcp, ° больпим коэффициентом 111 рахгччы , и про i ив пю южном направлении, поело чего отразитс  от полупрозрачного зеркачл 6 ч но по вит г  на фотопрнемнике 3. По вление импульсного сигнала с максимальной амплитудой от фотоприемника 3 фиксируетс  электронным блоком 9 как исходное состо ние модул тора 7, при кото- ром угол его попорота ( 0. Далее привод т вал или другой объект 15 во вращение и рехистрируют электронным блоком 9 чиспо полных полуоборотов по числу импульсов г максимальными и ми- нимальными амплиiудами, вырабатываемых фотоприемником 3. Вращение модул тора 7 происходит под воздействием вращени  вала, редуктора или другого объек а 15 и модулирует интенсивность части луча 1ба, достигающей первого фотоприемника 1 (луч 1бв). Б результате этого фотоприемник 1 вырабатынает сигнал I, который поступает на электронный блок 9. Одновременно луч 166, принимаемый за опорный, поступает на второй фотоприемник 2, который вырабатывает сигнал I,, , также поступающий на электронный блок 9 Электронный блок 9 определ ет отношение сигналов I/Ie, по которому на основа нии предварительно полученной градуи- ровочной функциональной зависимости (I/I0), заноженной в ЭВМ, он в и- дает значени  дополнительного угла Р.

При этом использование редуктора (не показан) позвол ет повысить пространственное разрешение измерений в пределах оборота.

Электронный блок 9 выдает значе- ние-полного угла поворота. Кроме того , использу  датчик времени, электронный блок 9 выдает значение угловой скорости и ускорени  вала или объекта

15.

При некоторых фиксированных углах поворота модул тора 7 луч 16а будет отражатьс  от его светоотражающей поверхности и падать на фотоприемник 4 (луч 16г). Расположение фочоприем- ника 4 выбрано таким, чтобы в зависимости от направлени  вращени  влла 15 импульс, вырабатываемый фотоприемником 4, например, с большой амплитудой (обусловленной коэффициен- том отражени  светоотражающей поверхности модул тора 7, отражающей луч 16г при данном фиксированном угле), отставал от вырабатываемого фотопри6Sл

емнчком 3 импульса также с макг н- мапьнои амплитудой на разные upoMi / y кн времени. Н  основании акт тн spc меннои последовательности ммгп лг.слч , поступач щпх от фотопрнемнико  и J. элек тронный блок вьпает инфо} ма- цик о направлении вращени  вала пли объект,-1 15

Дн  использовани  предлагаемого устройства в качестве делительной головки его дополн ют несколькими (п тым, шестым и т.д.) фоюприемни- ками 12 и 13 и т.д., коюрые paTMeuia ют под нужными углами на направл ющей окружности 14. Каждый из дополнительных фотоприемников выставл ют на направл ющей окружности так, чтоб при повороте вала 15 из заданный угон, когда отр женный модул тором 7 пу попадает в соогветстПУЮЩИИ фого- прпемчик, он , тывал сигнал на прекращение вращени  или /е ча прекращение вращени  и выпотп рпие следующей операции. ff о р ч у л а и т о Г р е т е н и  

1 Устройство дл  шредс-к ни  параметров вращени  нала, содержащее усiановленные и светонепроницаемом корпусе1 опшчести сотлт-опаннпе ис- ючннь СВР та, днгко ыг модугг тор, за- креплочныи и торце ггиз, и четыре фотоприемни а, подключенных выходами через шектронные блоки преобразовани  сигналов к ЭВМ, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности, модул тор установлен вдоль оси вращени  вала и выполнен с двух сторон зеркапьньгм с различными коэффициентами светоотраженч  сторон, а источник свет  B.VMO 1чен коллимиро- ванН)1м с выходной гисртурой, превышающей ш и равной размеру модул тора, при в устройство дополни ельно введен :нртодел1., ель, установленный между модул тором и источником света , а первый фотоприемник установлен за модул тором напротив светоделител , второй и третий фогопри мники установлеги по ратные тороны светоделител , с. четвертый фотопрнемник азимугйльнс сдвинут п с тьошенмю к TuerseMy фстоприемнику Р плоскости вращени  модул тора.

2. У тройств по л. 1 , с т п и - ч а и DJ с 2 с   ем, чтг дополнительно содержит гедуктор, jti ., рого соединен с и,слг, v чых ьалом

Claims (2)

1. Формула изобретения

   1» Устройство для определения параметров вращения вала, содержащее 3θ установленные в светонепроницаемом корпусе оптически согласованные источник света,.дисковый модулятор, закрепленный на торце вала, и четыре фотоприемника, подключенных выходами 35 через электронные блоки преобразования сигналов к ЭВМ, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, модулятор установлен вдоль оси вращения вала и выполнен с двух сторон зеркальным с различными коэффициентами светоотражения сторон, а источник света выполнен коллимированным с выходной апертурой, превышающей или равной размеру модулятора, 45 при этом в устройство дополнительно введен светоделитель, установленный между модулятором и источником света, а первый фотоприемник установлен за модулятором напротив светоделите— 5θ ля, второй и третий фотоприемники установлены по разные стороны светоделителя, а четвертый фотоприемник азимутально сдвинут по отношению к третьему фотопрмемнику в плоскости вращения модулятора.
2. 2. Устройство поп. 1, отличающееся тем, что дополнительно содержит редуктор, вал которого соединен с исследуемым валом.