SU696280A1 - Фотоэлектрический преобразователь угловых перемещений - Google Patents

Description

I

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  и преобразовани  угловых перемещений исполнительных узлов металлорежущих станков, в том числе станков с числовым программным управлением . Преобразователь также может быть использован дл  прецизионных измерений в углоизмерительных приборах.

Известен фотоэлектрический измерительный преобразователь с интегральным съемом информации, содержащий источник света, измерительный и индикаторный растры с разным количеством штрихоЁ, оптическую систему и фотоэлементы, блоки усилени  и формировани  сигналов 1.

Недостатком такого преобразовател   вл етс  довольно сложна  его конструкци  из-за наличи  четырех фотоприемни- ков и небольшое число импульсов, получаемых при перемещении, т. е. больщой шаг дискретного преобразовани  перемещени .

Наиболее близким по своему техничес- iKOMy рещению к предлагаемому изобретв нию  вл етс  фотоэлектрический преобразователь угловых перемещений, содержащий основание, размещенный на нем опорный растр, измерительный растр, скрепленный с объектом соосно с опорным растром и образующий с ним двухраст- v ровое сопр жение, с одной стороны которого установлены кольцевые фотоприемники , а с другой - дополнительный растр, соосно с двухрастровым сопр жением, и размещенную за ним осветительную систему, и регистрирующий блок 2.

В известном устройстве дополнитель- ный растр неподвижен и имеет число штрихов, отличное от числа штрихов первых двух растров.

Недостатком данного преобразовател .  вл етс  малое число импульсов, т. е, большой шаг дискретного преобразовани  и соответственно неудовлетворительна  точность измерени . Целью изобретени   вл етс  ук еньше ние шага дискретно1О преобразовани  уг 1Л9 путем увеличени  количества импульсов , полУнаемых за оборот измерительного растра, т. 9. повышение тошости измерений. Поставленна  цель достигаетс  снабжением преобразовател  .диафрагмой с заданной шириной окна, расположенной между кольцевыми фотоприемниками и двухрастровым сопр жением, дополнитель ный растр выполнен с количеством штрихов , равным количеству штрихов опорного растра, и установлен с возможностью перемещени  вокруг своей оси, а регистрирующий блок выполнен со схемой совпадени . На фиг. 1 показан преобразователь уг ловых перемешений, осевой разрез; на фиг. 2 - разрез А-А фиг. 1; на фиг. 3 схема выходных сигналов фотоэлемента после усилител  н формировател  импуль сов. Преобразователь содержит основание 1, опорный растр, выполненный в виде стекл нного диска 2 с растровой дорожкой дл  опорного , содержащий Z.j штрихов, измерительный мстр, выполнен ный в виде стекл нного диска 3 дл  измерительного сигнала с растровой дорож ной, содержащей 7 и трихов, дополнитель ный растр, выполненный в виде модулирующего диска 4, с растровой дорожкой, содержащей Z штрихов, кронштейн 5 (фиг. 2), электромагнит 6, обойму 7 с выступами, плоскую пружину 8, кронштей 9, упор 1О, осветительную систему, содержащую кольцевой осветитель 11 (газоразр дна  лампа), рефлектор 12, планшайбу 13, подшипник 14, вал 15, диа(| рагму 16, кольцевые фотоприемник  17 и 18, (фоторезисторы). Регистрирующий блок содержит усилители 19 и 20, мирователи 21 и 22 импульсов, схему 23 совпадени , электронный счетчик 2-1, Стекл нный диск 2 с растром неподвижно закреплен на основании 1 устройства и содержит 7. штрихов. Напротив этого растра расположен анапотичный растр с удлиненными штрихами на диске 4, закрепленном в обойме 7 с выступами . Диск 4 содержит растровую дорожку с 2.f штрихов, взаимодействующую с анало ИННОЙ дорожкой на диске 2 и с до рожкой, содержащей 2 2 штрихов (Z Zn) на диске 3, жестко закре1шенном на валу 15. Диск 4 с обоймами 7 подвешен на плоских пружинах 8 к кронштейнам 9 И сканируетс  электромагнитами 6, которые кронштейнами 5 закреплены к основанию 1. Через упоры 10 на основание 1 закреплен кольцевой осветитель 11 с рефлектором 12. Вал 15 вращаетс  в подшипнике 14 и жестко соединен с планшайбой 13. Свет от осветител  11 рефлектором 12 направл етс  через растровые дорожки на дисках 2 - 4 и через диафрагму 16попадает на кольцевые фотоприемники 17и 18. Фотоприемник 17 получает опорный сигнал, близкий к синусоидальному с угловым шагом от растрового сопр жени  на дисках 2 и 4. Фотоприемник 18получает сигнал от растрового нони- усного сопр жени  на дисках 3 и 4 с различным количеством штрихов Z, и Z. Шаг растров на дисках 3 и 4 отличаетс  небольшой величиной At , выбираемой из требований к преобразователю. Модулирующий световой поток сканируетс  круговым движением с помощью электромагнита 6 на диапазоне, р/звном шагу t . При таком сканировании nepif одически перекрываютс  просветы растров на дисках 2 и 4, а нониусна  картина от растров на дисках 3 и 1 периодически перемещаетс  на весь период. Диафрагма 1G напротив сопр жени  растров 3   4 содержит окно, ширина которого не более полупериоаа нониусной картины . Световой поток, проход щий через нопиусное растровое сопр жение 3-4 и диафрагму с окном, попадает на фотоприемник 18, который в результате модулировани  нониусного периода выдает фототек, близкий к синусоидальному. Усилители 19 и 20 усиливают фототок от фотоприемников 17 и 18, а формирователи 21 к 22 сначала из полупериодов синусоидальных сигналов формируют пр Moyi-ольные , а далее в местах перехода сигнала нулевого значени  выдают остроконгчг .ыо импульсы, которые показаны на фиг. 3. Далее они попадают на схему 23 совпадени . На фиг. 3,а показа- ны сигналы из фотоприемника 17 (опорные ), а на фиг. 3,6 - измерительный сигнал от нониусного сопр жени  из фо- топриемника 18. В исходном положении сигналы из фотоприемников совмещены. При повороте планшайбы 13 с валом 15 и диском 3 на величину Д нониусна  картина от сопр жени  на дисках 3 и 4 смещаетс  на величину -t. Растровое сопр жение дисков пыцэет сиг-нал :; периодом -fc , поэтому сиг-налы от фо-