SU1707471A1

SU1707471A1 - Оптический датчик перемещений

Info

Publication number: SU1707471A1
Application number: SU894670134A
Authority: SU
Inventors: Татьяна Ивановна Мурашкина; Михаил Владимирович Карпов
Original assignee: Научно-исследовательский институт физических измерений
Priority date: 1989-03-30
Filing date: 1989-03-30
Publication date: 1992-01-23

Abstract

Изобретение относитс к контрольно- измерительной технике и может быть использовано при конструировании оптических датчиков линейных перемещений . Целью изобретени вл етс повышение точности измерений за счел линеаризации выходной характеристики датчика. В начале диапазона измерений больша часть светового потока источника 1 излучени попадает на центральную часть отражательного элемента 3. имеющую в 2-100 -раз меньший по сравнению с остальной частью коэффициент отражени . С увеличением рассто ни до измер емого объекта 4 все большэ часть светопого п тна приходитс на периферийную область отражагельн--го цемента. За счет снижени амлшчтудк зи- ходного сигнала датчика в начале дизпазог на измерений происходит линеаризаци выходной характеристики. 3 ил.

Description

Фиг.1

Изобретение относитс к контрольно- измерительной технике, и может быть использовано при конструировании оптических датчиков линейных перемещеНИИ .

Целью изобретени вл етс повышение точности измерений за счет линеаризации выходной характеристики оптического датчика перемещений.

На фиг. 1 приведены варианты структур- ной схемы оптического датчика; на фиг.2 - вид рабочей поверхности отражательного элемента; на фиг.З - сравнительные характеристики U f(X) дл отражательных элементов с посто нным (крива а) и переменным (крива б) коэффициентами отражени .

Оптический датчик перемещений (фиг. 1) содержит источник 1 излучени , приемники 2 излучени , отражательный элемент ,3. закрепленный на продольно перемещающемс объекте 4. Поверхность центральной части (фиг.2) отражательного элемента 3 выполнена с меньшим по сравнению с остальной поверхностью коэффициентом отражени , определ емым соотношением

0,5/Эотр Ј/Эц 2:0,01/Ътр,(1)

где /Эци/Эотр - коэффициенты отражени центральной и остальной частей поверхности отражательного элемента 3, а площади центральной 5чи всей поверхности Sorp отражательного элемента 3 относ тс как 5ц 0,25отр. (2) .

Датчик может также содержать прием- но-передающую фокусирующую систему (не показана), приемники 2 и источники 1 излучени в датчике могут располагатьс под углом х продольной оси датчика (фиг. 16).

Датчик (фиг.1а) работает следующим образом.

Световой поток источника, 1 излучени попадает на поверхность отражательною элемента 3 и, отразившись от нее, попадает на светочувствительные площадки приемников 2 излучени .

При перемещении контролируемого объекта 4 в напразлении оси X мен етс интенсивность светового потока, отраженного от элемента 3 и поступающего на приемники 2 излучени . Таким образом, выходной сигнал с приемников 2 излучени вл етс функцией перемещени .

В начале диапазона измерени больша часть светового потока источника 1 излучени попадает на центральную часть 5ц отражательного элемента 3 площадью Зотр,

имеющую меньший, чем остальна поверхность , коэффициент отражени . За пределы площади 5ц попадает только небольша часть светового потока источника 1 излучени . Отразившись от элемента 3, эта часть

0 светового потока попадает на светочувствительные площадки приемников 2 излучени . За счет умеиешени коэффициента отраже-- ни центральной части отражател 3 рц происходит снижение амплитуды выход5 ного сигнала датчика в начале диапазона измерени (крива б, фиг.З) по сравнению со случаем, когда вс поверхность отражател 3 имеет посто нный коэффициент отражени /Эотр (крива д, фиг.З).

С увеличением рассто ни до контроли0 руемого объекта площадь светового п тна источника 1 излучени на отражательном элементе 3 увеличиваетс . Следовательно,, увеличиваетс часть светового потока, попавшего за пределы площади 5ц. Таким об5 разом, чем больше рассто ние до контролируемого обьекта, тем меньше вли ние 5ц на выходной сигнал датчика, т.е. чувствительность преобразовани в конце диапазона изм рений практически не изме0 и етс (фиг.З). В результате происходит уменьшение нелинейности выходной характеристики датчика за счет уменьшени чув- ствител,ности в начале диапазона измерени .

Claims

5 Формула изобретени

Оптический датчик перемещений, содержащий источник излучени , приемники излучени , отражательный элемент, закрепл емый на продольно перемещающемс

0 объекте, отличающийс тем, что. с целью повышени точности измерений, поверхность центральной части отражательного элемента выполнена затемненной с коэффициентом отражени , определ емым

5 выражением

0,5poip /5ц 0,01/ЭЬтр, ,

где /Эц.Длр - коэффициенты отражени центральной части и остальной части отражательного элемента соответственно, 0 а отношение площадей центральной части отражательного элемента 5ц и площади всей поверхности отражательного элемента Sorp равно 5ц 0,2 50тр.

д

U

Фае. г

Фиг.З