SU690289A1 - Фотоэлектрическое устройство дл измерени угла наклона объекта - Google Patents

Description

(54) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛА НАКЛОНА ОБЪЕКТА

Однако их применение в бортовой и технологической аппаратуре еще более ограничено, так как электронно-лучева  трубка  вл етс  громоздкой ихруг1кой конструкцией.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  фотоэлектрическое отсчетное устройство 16, которое содержит ма тнико вый датчик угла наклона со щелью, сканирующее устройство с растровой шкалой, фотоэлектрические датчики, соединенные через ключ со счетчиком

импульсов.Ч

Однако это устройство TaKjke имеW недостатки: подвеска чувствительного ма тника выполнена на ос х, осветитель и фотоприемник установлены на сканирующем устройстве.

Выполнение подвеса ма тника на шарикоподшипниках при габарите, приемлемом дл  практического использо ,вани , вызывает погрешность пор дка дес тков угловых минут. ., , ,

Реальные малогабаритные ма тниковьзе датчики имеют оси Диаметром пор дка 0,3 мм, подвешены в камеи ,ных опорах, и дл  снижени  трени  в рпорах корпус заполн ют жидкостью, причем ма тник балансируетс  в жидкости . Дл  исключени  разбаланса ма тника в жидкости при изменении температуры окружающей среды имеетс  система терморегулировани .

Съем значени  угла наклона производитс  в аналоговом виде.

Естественно, что така  конструк .ци  имеет большие сложность и стоимость .

Закрепление в прототипе осветител  и фотоприемника на сканирующем устройстве требует введени  гибких токоподводов дл  осуществлени  питани  и съема сигнала.

Дл  получени  достоверных значений угла наклона при использовании в услови х вибрации, например на вибростенде, сканирующее устройство должно перемещатьс  с частотой пор дка единиц герц.

При этом гибкие токоподводы  вл ютс  ненадежным и не КОНСТРУКТИВНЕЕ элементом.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности и надежности фотоэлетрического устройства дл  измерени  углов наклона.

Это достигаетс  тем, что предлагаемое устройство снабжено автоколлимационной системой, в параллельном пучке которой расположено зеркало , укрепленное горизонтально Hia ма тнике, подвешенном на шпиле, а в фокальной плоскости указанной сис темы неподвижно установлен йЭлучатель -и выполненна  на сканирующем Устройствв анализирхюща  Щель, а

фотоприемник ма тниказакреплен неподвижно за анализирующей щелью.

На фиг. 1 показана схема описываемого устройства на фиг. 2   3 основные его виды; на фиг. 4 - конструкци  зеркального уровн ; на фиг 5 и 6 - разрезы устройства.

В ма тнике 1 (фиг.1) установлен шпиль 2, упирающийс  на подп тник 3 Сверху на ма тнике горизонтально закреплено зеркало 4. I В фокальной плоскости объектива наход тс  излучатель-светодиод б и анализирующа  щель 7, за которой неподвижно расположен Фотоприемник 18.

. Анализирующа  щель 7 св зана со сканируницей рамкой 9. На сканирующе |ра:мке 9 закреплена растрова  шкала Ю с зеркальными полосками.

По одну сторону растровой решетк расположен светодиод 11, объектив -12 и фотоприемник 13.

Перемещение сканирующей рамки9 производитс  при помощи двигател  14 кулачком 15 через рычаг 16, закрепленный на оси 17. Сигналы с фото приемников 8 и 13 поступают в электронный блок 18 и счетчик импульсов 19.

Механизм установлен в корпусе 20 (фиг.2).В нижней части корпуса 20 установлен корпус 21 ма тникового датчика. В верхней части корпуса 20 расположены направл ющие 22 сканируЬщей рамки 9.

Сканирующа  щель 7 выполнена на Ьтекл нной пластинке 23, установлен |ой в рамке 9, закрепленной на оси fe4.

I В рамке 9 установлен подшипник 25 на оси 26 (фиг.6). Рамка 9 подт гиваетс  пружиной 27 (фиг.2), зацепл ющейс  за штырь 28, при этом подшипник 25 упираетс  в планку 29.

Йа рамке 9 при помощи винтов 30 укреплена планка 31, в которой закреплена растрова  шкала 10.

В основании 32 закреплен светодиод б с полосковой геометрией и (зотоприемник 8.

Дл  предотвращени  засветки фо::опрйемника 8. при перемйцении рам-ки 9 к ней и стойкам 33 приклеены tiTOpKH 34 (фиг.б) из прорезиненного материала,

I в основании 32 закреплены также светодиод 11 (фиг.5) с полосковой 11еометрией, объектив 12, фотоприамйик 13 и крошатейн 35 (фиг.2) с дви телем 14, на валу которого креййтс  кулачок 15с противовесом.

Кулачок 15 входит в паз рычага б, который закреплен на оси 17, И Bfcjpes р зчага 16 входит штифт 36, Запрессованный в ось 24, Механизм Sзакрываетс  крышкой 37,

В герметичном корпусе 21 датчика установлен объектив 5, который прижимаетс  кольцом 38. Внутри корпуса расположен ма тник 1 со шпилем 2.

Подп тник 3 установлен в стойке

39,котора  закреплена в полушарии

40.Полушарие 40 при помощи кольца 41 крепитс  в корпусе 21.

Дл  нормальной работы датчика после переворачивани  предусмотрены диафрагмы 42 и 43.

Полость уровн  заполнена силиконовой жидкостью 44. Компенсаци  изменени  объема жидкости при изменении температуры осуществл етс  сйльфоном 45. Сильфон -крепитс  кольцом 46. Герметизаци  обеспечиваетс  резиновым кольцом 47. Заливка жидкост осуществл етс  в отверстие/ закрыто винтом 48.

Устройство работает следующим об .разом.

Излучение светодиода 6 (фиг.1), имеющего область свечени  в виде узкой полочки (штриха), при помощи объектива 5 преобразуетс  в параллельный пучок, который отражаетс  от зеркала 4 уровн  и, проход  объектив 5 вторично, дает изображение свет щейс  области (штриха) светодиода 6 в плоскости щели 7. При вертикальном положении всего устройства и средне;м положении рамки 9 13ображение штриха совпадает со щелью 7. При отклонении устройства от вертикали на некоторый угол зеркало 4 остаетс  в горизонтальном положении, а изображение штриха совмещаетс  в плоскости щели пропорционально углу поворота корпуса относительно зеркала 4. В процессе работы устройства двигатель 14 вращает кулачок 15, который приводит рычаг 16 в колебательное движение относительно оси 17. Рычаг, в свою очередь, приводит в возвратно-поступательное движение направл ющую ось рамки 9 с оптическими детал ми 10 JH 23 (фиг, 2). Таким образом, в некотором положении рамки 9 изображение свет щейс  области светодиода б попадает в щель 7 и на выходе фотоприемника 8 по вл етс  отсчетный.импульс .

Излучение от светодиода 11 (фиг. 5), имеющего св т щуюс  область в виде узкой полоски, объективом 12

фокусируетс  в плоскости растровой шкалы 10, движущейс  поступательно. Если световой пучок попадает на отражающую полоску, то он направл етс  в фотоприемник, при попадании с на прозрачный участок растра световой пучбк не попадает в приемник.

При движении рамки 9 и шкалы 10 с растром световой пучок модулируетс , и на выходе фотоприемника 13 л по вл ютс  импульсные сигналы счетные импульсы .

Получающиес  при работе устррйст:Ва счетные импульсы и отсчет- ный импульс поступают в электронный блок 18 и затем в счетчик импульсов

5 19. .

Claims (6)

1.Авторское свидетельство СССР 450079, кл. G 01 С 9/36, 1974.

2.Авторское свидетельство СССР 360684, кл, G 08 С 9/06, 1972.

3.Авторское свидетельство СССР № 343145, кл. G 01 С 9/06, 1972.

4.Патент США № 2557340, кл. 88-1, 1960.

5. Авторское свидетельство СССР 354261, кл. G 01 С 9/06, 1972.

6. Авторское свидетельство 413377, кл. G 01 С 7/04, 1974 (прототип). „ УО

J7

/J

f

/;

Г6

г«

3S

yt