SU170852A1 - Оптический преобразователь угла поворота вала в электрический сигнал - Google Patents

Description

В основном авт. св. № 165654 описан оптический преобразователь угла поворота вала в электрические сигналы, сдвиг фазы между которыми служит мерой угла поворота вала, содержащий неподвижный и поворотный лимбы с одинаковым числом прозрачных радиальных штрихов, светопровод, выполненный в виде оптического кольца с коническими боковыми поверхност ми, модулирующую систему и фотоэлементы. В этом преобразователе между лимбами и модулирующим диском установлен неподвижный лимб с числом прозрачных щтрихов, отличным от первых двух лимбов и завис щим от выбранной частоты модул ции.

Предложенный преобразователь отличаетс  от известного тем, что он снабжен след щим двигателем, подключенным через усилитель к воспринимающим фотоэлементам, а дополнительный неподвижный лимб разделен на две концентрические части, из которых внещн   вместе с основным неподвижным лимбом образует жесткую систему, св занную с указанным двигателем. При одном фотоэлементе дл  вы влени  направлени  рассогласовани  муаровы-х картин к усилителю подключен генератор опорного напр жени ,  корь которого св зан с модулирующим диском, а статор - с оправой взаимно неподвижных лимбов.

преобразование угла поворота вала. В устройстве погрещности лимбов усредн ютс  и не требуютс  компенсационные фазовращатели, что повышает точность масштабного преобразовани .

На чертеже изображена схема предложенного устройства.

На валу 1 укреплен лимб 2 с нанесенным на нем радиальным растром. Концентричное

лимбом 2 находитс  лимб 3 с аналогичным растром. Число штрихов растров на лимбах 2 и 3 одинаково. Над этими лимбами размещены соответственно неподвижный лимб 4 с радиальным растром и концентрично с ним

лимб 5 с аналогичным растром, образующий с лимбом 3 жесткую систему. Лимбы 3 и 5 укреплены в оправе 6, представл ющей собой внутреннюю обойму насыпного подшипника, корпус которого неподвижен. Число штрихов

растров на лимбах 4 и 5 одинаково, но различно с числом штрихов растров на лимбах 2 и 3. В результате этого пары лимбов 2, 4 и 3, 5 образуют две муаровые картины. Период обеих муаровых картин одинаков и определ етс  разницей числа штрихов растров на лимбах 2 и 4. Одна картина, образуема  растрами лимбов 2 -к 4, перемещаетс  в зависимости от угла поворота вала 1, в то врем  как втора  картина, образуема  растрами

картин служит информацией об угле поворота вала. Период подвижной муаровой картины , т. е. изменение фазы на 360° в какой-либо точке подвижной муаровой картины, происходит при повороте лимба 2, св занного с валом /на один шаг.. Так как шаг обеих муаровых картин одинаков, то дл  получени  первоначальной разности фаз муаровых картин вторую пару растров как одно целое необходимо повернуть на угол, значительно больший угла поворота вала /. Это создает оптическое умножение фазы и возможность точного отсчета угла поворота вала /. На обрашенной к растрам стороне светопровода 7 нанесена модулируюш ,а  световой поток маска в виде двух колец (не показаны) с темными и прозрачными секторами. Период секторов равен периоду муаровых картин, а углова  величина темного и прозрачного секторов - половине периода. Прозрачные секторы одного кольца , расположенного под лимбами 3 и 5, сдвинуты относительно прозрачных секторов другого кольца, расположенного под лимбами 2 и 4, на половину периода муаровых картин. В согласованном положении муаровых картин на фотоэлемент 5 падают световые потоки , создающие сигналы напр жени . Результирующа  этих сигналов посто нна по величине . На фотоэлемент поступает также сигнал опорного напр жени , который генерируетс  в катущках магнитной системы 9 при вращении  кор  10. Магнитна  система 9 св зана с оправой 6. При рассогласовании муаровых картин, которое обусловлено поворотом вала / с лимбом 2, происходит сдвиг фаз сигналов. При этом амплитуда результирующего сигнала определ етс  углом рассогласовани  муаровых картин, а фаза его относительно сигнала опорного напр жени  - направлением рассогласовани . Результирующий сигнал и сигнал опорного-напр жени  подаютс  в усилитель // и после детектировани  и усилени  - на след щий двигатель 12, который через редуктор 13 непрерывно доворачивает первую муаровую картину, образованную растрами лимбов и 5, до согласованного со второй муаровой картиной положени . Одновременно При этом поворачиваетс  сельсин 14, который используетс  в качестве датчика точного отсчета системы многоотсчетной дистанционной передачи угла. Датчик 15 грубого отсчета системы дистанционной передачи угла жестко св зан с валом 1. В преобразователе

возможно использование двух воспринимающих фотоэлементов 16 и /7. Фотоэлемент 16 воспринимает световой поток, проход щий через растры лимбов .2 и - а фотоэлемент 17 - световой поток, проход щий через растры лимбов 5 и 5. При согласованном положении муаровых картин сигнал на выходе усилител  18 отсутствует. При рассогласовании муаровых картин по фазе по вл етс  выходной сигнал, управл ющий след щим двигателем 19, отрабатывающим угол рассогласовани . Сельсин-датчик 20, св занный с оправой 6, используетс  так же, как и Б предыдущем случае. Дл  упрощени  конструкдии вместо пары взаимно неподвижных растров лимбов 3 и 5 может быть использован диск с отверсти ми, пропускающими световой поток так же, как и муарова  картина

Q второй пары растров лимбов 2 и 4.

Предложенное устройство имеет ограничени  по скорост м и ускорени м преобразуемых углов поворота из-за низкой частоты модул ции сигналов. Поэтому оно может быть

д использовано дл  измерени , преобразовани  и задавани  медленно измен ющихс  углов поворота или статических систем. Так, устройство может быть применено в качестве датчика угла дл  систем управлени  телескоQ пами, радиотелескопами, а также дл  автоматизации геодезических угловых измерений.

Предмет изобретени 

5 1. Оптический преобразователь угла поворота вала в электрический сигнал по авт. св. № 165654, отличающийс  тем, что, с целью обеспечени  масщтабного преобразовани  с повышенной точностью, он снабжен след щим

,Q двигателем, подключенным через усилитель к воспринимающим фотоэлементам, а дополнительный неподвижный лимб разделен на две концентрические части, внешн   из которых вместе с основным неподвижным лимбом

,- образует жесткую систему, св занную с указанным двигателем.

2. Оптический преобразователь угла поворота вала по п. 1, отличающийс  тем, что, с целью вы влени  направлени  рассогласова-„ ни  муаровых картин при одном фотоэлементе , к усилителю подключен генератор опорного напр жени ,  корь которого св зан с модулирующим диском, а статор - с оправой взаимно неподвижных лимбов,

iloCTis j,g%p

m.

t тТ:А7ТГ11 зКа .

Lr,; a ч

....

If)

-

I игагщг .щи n crzr;

ГГ -33 « п ; 1Т1шшАU.

.-;.. ,

Пч1/г7-7 --уу-у I tir;l:r I