SU803604A1 - Photoelectric transducer of circular displacements - Google Patents

Photoelectric transducer of circular displacements Download PDF

Info

Publication number
SU803604A1
SU803604A1 SU782690499A SU2690499A SU803604A1 SU 803604 A1 SU803604 A1 SU 803604A1 SU 782690499 A SU782690499 A SU 782690499A SU 2690499 A SU2690499 A SU 2690499A SU 803604 A1 SU803604 A1 SU 803604A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
raster
limbs
photocells
collecting system
conjugation
Prior art date
Application number
SU782690499A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
А.Т. Ушинскас
С.А. Перерва
Б.И. Минцерис
Б.А. Кравченко
Л.И. Герберене
Original Assignee
Вильнюсский Филиал Экспериментального Научно-Исследовательского Института Металлорежущих Станков
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Вильнюсский Филиал Экспериментального Научно-Исследовательского Института Металлорежущих Станков filed Critical Вильнюсский Филиал Экспериментального Научно-Исследовательского Института Металлорежущих Станков
Priority to SU782690499A priority Critical patent/SU803604A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU803604A1 publication Critical patent/SU803604A1/en

Links

Landscapes

  • Image Input (AREA)

Description

Изобретение относитс  к области измерительной техники и может быть использовано в измерительных системах станков с ЦПУ, координатно-йзмерительных машинах и кинематометpax .. Известны устройства дл  получени  электрического периодического сигнала, несущего информацию о пере мещении подвижной части преобразова тел  путем модул ции светового пото от источника света растровым обтюрационным сопр жением. Растры, образующие растровое сопр жение, могу быть отражающими и пропускающими. Отражающие растры состо т из определенного количества отражающих и неотражающих штрихов, пропускающие растры состо т из определенного количества прозрачных и непрозрачных штрихов l. Съем информации в таком преобразователе получаетс  от определенного участка растрового сопр жени , что не позвол ет получить высокую точность измерений. Известен фотоэлектрический преоб разователь, в котором осуществлен интегральный по всей окружности растрового сопр жени  съем информации . Однако примененные в нем отражающие конуса отличаютс  низкой тех нологичностью изготовлени , так как угол конуса каждого отражател  должен быть выдержан с высокой точност поскольку при наличии погрешности угла конуса величиной Л , отраженные им лучи отклон ютс  на угол 2д Кроме того, на выходе данного преоб разовател  получаетс  только один периодический электрический сигнал, что не. дает возможности определить направление вращени  и затрудн ет интерпол цию сигнала . Наиболее близким по технической сущности и .достигаемым результатам к изобретению  вл етс  фотоэлектрический измерительный преобразователь круговых перемещений с интегра ным по всей окружности съемом инфор мации, содержащий источник света, растровое сопр жение, состо щее из подвижного и неподвижного лимбов, н каждом из которых нанесено по растровой круговой дорожке, состо щей из чередующихс  прозрачных и непроз речных штрихов одинаковой ширины, конденсор и собирающую систему в виде вогнутых отражающих поверхностей второго пор дка, установленных соосно с источником света, и два фотоэлемента f3. НедЬс1атком данного преобразовател  Я1-л етс  его низка  точность, обусловленна  тем, что каждый из сигналов, сдвинутых по. фазе один относительно другого, формируетс  от сопр жени ,- в (ротором участвует соответствующий кольцевой .сектор, а не все растровое со.. Разрешающа  способность преобразовател , т.е. минимальный угол поворота, который можно обнаружить с помощью преобразовател , будет пр мо пропорционален количеству импульсов за оборот на выходе преобра зовател . Чтобы увеличить количество импульсов за оборот (повысить разрешающую способность), необходимо соответственно увеличивать количество штрихов HS обоих лимбах. Однако увеличение количества штрихов на лимбах затруднено по технологическим причинам . Применение параболических отражающих поверхностей также снижает технологичность данного преобразовател , зЦелью изобретени   вл етс  повышение точности и увеличение разрешаощей способности преобразовател . Эта цель достигаетс  тем, что источник света, собираюда  система и оба фотоэлемента расположены по одну сторону растрового сопр жени , а конденсор - по другую сторону между центрами поверхностей собирающей системы и лимбами, отражающие поверхности собирающей системы.выполнены в виде двух сферических зеркал, расположенных между лимбами и фотоэлементами , рассто ние, от центра кривизны каждого зеркала до плоскости растрового сопр жени  меньше рассто ни  от плоскости растрового сопр жени  до соответствующего фотоэлемента на величину uS, причем ( . где п - показатель преломлени  стекол лимбов; d d-«-4j- суммарна  толщина лимбов, оба фотоэлемента расположены йа оси преобразовател , на одной иЬ лимбов нанесена дополнительно растрова  кругова  дорожка, на другом нанесена дополнительно растрова  кругова  дорожка со сдвигом на одну восьмую шага штрихов относительно основной , а поверхность непрозрачных штрихов на подвижном лимбе выполне на зеркально отражающей. На чертеже изображена оптическа  схема преобразовател . Устройство содержит источник 1 света, отражающую систему из сферических зеркал 2 и 3, растровое сопр жение из неподвижного и подвижного лимбов и 5, соответственно конден . сора 6« фотоприемники 7 и 8. Непрозрачные штрихи обеих дорожек подвижного лимба 5 выполнены отража ющими. Сдвиг между штрихами внутрен ней дорожки неподвижного лимба k относительно штрихов внешней дорожк составл ет одну восьмую шага штрихов . На подвижном лимбе 5 внутренг н   и внешн   дорожки нанесены без сдвига по шагу. Устройство работает следующим об разом. Свет от источника 1 попадает на конденсор 6 . отражаетс  от него и попадает на растровые сопр жени  внутренних и внешних дорожек лимбов 5 и . Пройд  через растровые сопр  жени , световые пучки попадают на зеркала 2 и 3 собирающей системы. Положение источника 1 света и фокус конденсора устанавливаетс  таки чтобы направление лучей, отразивших с  от конденсора 6 и прошедших лимбы ч и 5, было противоположно направлению лучей, отраженных от зеркал 2 и 3 собирающей системы. Это достигаетс  соответствующей установкой оптических элементов, в том числе установкой рассто ни  от центра кривизны каждого зеркала до плоскости растрового сопр жени  меньшим, чем рассто ние от плоскост растрового сопр жени  до соответствующего фотоэлемента, на величинуД5, причем d(n-l) показатель преломлени  стегде п кол лимбов; Qi afdlj - суммарна  толщина лимбов, отразившись от зеркал 2 и 3 собирающей системы, световые потоки вновь попадают на растровые круговые дорожки лимба 4, проход т через.-них и попадают на растровые круговые дорожки лимба 5, непрозрачные штрихи которых выполнены отражающими. Отразившись от растровых дорожек лимба 5, световые потоки от растрового сопр жени  внутренних дорожек собираютс  на фоточувствительной площадке фотоприемника 7 а световые потоки от растрового сопр жени  внешних дорожек собираютс  на фоточувствительной площадке фотоприемника 8. Таким образом, световой поток от источника света модулируетс  каждым растровым сопр жением дважды с одной и той же частотой, что равносильно удвоению числа штрихов на обоих лимбах. В преобразователе дл  обоих сигналов реализован интегральный по всей окружности съем информации, - , что повышает точность преобразовател  , и получено удвоение количества импульсов за оборот без увеличени  количества штрихов на лимбах , что повышает вдвое разрешающую способность преобразовател . Применение сферических зеркал одинакового радиуса кривизны вместо параболических поверхностей повышает технологичность преобразовател .The invention relates to the field of measurement technology and can be used in measuring systems of machine tools with CPUs, coordinate measuring machines and cinematometers. Devices are known for producing an electrical periodic signal carrying information on moving the moving part of a body transform by modulating the light flux from a light source. raster obturation mate. The rasters forming the raster junction can be reflective and transmissive. Reflective rasters consist of a certain number of reflective and non-reflective strokes, the transmissive rasters consist of a certain number of transparent and opaque strokes l. The acquisition of information in such a transducer is obtained from a specific area of the raster mate- rial, which does not allow obtaining high accuracy of measurements. A photoelectric converter is known, in which information is integrated along the entire circumference of the raster interface. However, the reflecting cones used in it are distinguished by low manufacturing technology, since the angle of the cone of each reflector must be maintained with high accuracy since, if there is an error of the angle of the cone of L, the reflected rays deviate by an angle of 2d. only one periodic electrical signal that is not. makes it possible to determine the direction of rotation and makes interpolation of the signal difficult. The closest in technical essence and achievable results to the invention is a photoelectric measuring transducer of circular movements with an information collection integrated throughout the entire circumference, containing a light source, a raster interface consisting of a moving and stationary limb, each of which is applied raster circular track consisting of alternating transparent and non-opaque strokes of the same width, condenser and collecting system in the form of concave reflecting surfaces of the second order a, mounted coaxially with the light source, and two photocells f3. One of the converters of this converter is its low accuracy, due to the fact that each of the signals shifted along. phase one relative to the other, is formed from mating, in (the corresponding annular sector participates in the rotor, and not the entire raster composition.) The resolution of the converter, i.e. the minimum angle of rotation that can be detected by the converter, will be directly proportional to the number of pulses per revolution at the output of the inverter. To increase the number of pulses per revolution (increase the resolution), it is necessary to increase the number of HS strokes on both limbs, respectively. trichomes on the limb are difficult for technological reasons. The use of parabolic reflecting surfaces also reduces the manufacturability of this converter, the purpose of the invention is to improve the accuracy and increase the resolution of the converter. This goal is achieved by the source of light, the system and both photocells are located on the same side of the raster on the other side between the centers of the surfaces of the collecting system and the limbs, reflecting the surfaces of the collecting system. Execute in the form of two spherical mirrors arranged between the limbs and the photocells, the distance from the center of curvature of each mirror to the interface plane raster less than the distance from the plane of the raster coupling to the corresponding photocell on the value uS, where (. where n is the refractive index of the glasses of the limbs; d d - “- 4j- total thickness of the limbs, both photocells are located on the converter axis, on one Ьb of the limbs an additional raster circular path is applied, on the other, an additional raster circular path is shifted by one eighth of the strokes relative to the main one, and the surface of opaque strokes is on movable limb perform on the specularly reflective. The drawing shows an optical converter circuit. The device contains a source of light 1, a reflecting system of spherical mirrors 2 and 3, a raster junction of fixed and movable limbs and 5, respectively, conden. Copy 6 "photodetectors 7 and 8. The opaque strokes of both tracks of the movable limb 5 are reflective. The offset between the strokes of the inner track of the stationary limb k relative to the strokes of the outer track is one-eighth of the strokes increments. On the movable limb, 5 internal and external tracks are plotted without shifting in a step. The device works as follows. Light from source 1 enters the condenser 6. reflects from it and falls on raster mates of internal and external tracks of limbs 5 and. Pass through raster mates, the light beams fall on mirrors 2 and 3 of the collecting system. The position of the light source 1 and the focus of the condenser is set so that the direction of the rays reflected from the condenser 6 and past the limbs h and 5, is opposite to the direction of the rays reflected from mirrors 2 and 3 of the collecting system. This is achieved by appropriate installation of optical elements, including by setting the distance from the center of curvature of each mirror to the plane of the raster junction less than the distance from the plane of the raster junction to the corresponding photocell, by a value of D5, with d (nl) refractive index of limbs; Qi afdlj is the total thickness of the limbs, reflected from mirrors 2 and 3 of the collecting system, the light fluxes again fall on raster circular tracks of limb 4, pass through them and fall on raster circular tracks of limb 5, the opaque strokes of which are made reflective. Having reflected from raster tracks of limb 5, the light fluxes from raster conjugation of internal lanes are collected on the photosensitive area of the photoreceiver 7 and the light fluxes from raster conjugation of external lanes are collected on the photosensitive area of the photodetector 8. Thus, the light flux from the light source is modulated by each raster conjugation twice with the same frequency, which is equivalent to doubling the number of strokes on both limbs. In the converter for both signals, information is collected integral around the entire circumference, - which increases the accuracy of the converter, and a doubling of the number of pulses per revolution is obtained without increasing the number of bars on the limbs, which doubles the resolution of the converter. The use of spherical mirrors of the same radius of curvature instead of parabolic surfaces improves the manufacturability of the converter.

Claims (1)

ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КРУГОВЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ с интегральным по всей окружности съемом информации, содержащий источник света, растровое сопряжение, состоящее из подвижного и неподвижного лимбов, на каждом из которых нанесено по растровой круговой дорожке, состоящей из чередующихся прозрачных и непрозрачных штрихов одинаковой ширины, конденсор*'.A PHOTOELECTRIC MEASURING TRANSMITTER FOR CIRCULAR MOVEMENTS with an integral over the entire circumference of information retrieval, containing a light source, raster conjugation, consisting of movable and fixed limbs, each of which is applied along a raster circular path, consisting of alternating transparent and * opaque strokes, opaque . и собирающую систему в виде вогнутых отражающих поверхностей второго порядка, установленных соосно с источником света, и два фотоэлемента, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и увеличения разрешающей способности преобразователя .источник света, собирающая система и оба фотоэлемента расположены по одну сторону растрового· сопряжения, а конденсор - пог другую сторону между центрами поверхностей собирающей системы и лимбами, отражающие поверхности собирающей системы выполнены в виде двух сферических зеркал, расположенных между лимбами и фотоэлементами, расстояние от центра кривизны каждого зеркала до плоскости растрового сопряжения меньше расстояния от плоскости растрового сопряжения до соответствующего фотоэлемента на величину ΔSi причем где η - показатель преломления стекол • лимбов, α=α+θ£·. суммарная толщина лимбов, оба фотоэлемента расположены на оси преобразователя, на одном из лимбов нанесена дополнительно растровая круговая дорожка, на другом - нанесена дополнительно растровая круговая дорожка со сдвигом на одну восьмую шага штрихов относительно основной, а поверхность непрозрачных штрихов на подвижном лимбе выполнена зеркально отражающей .and a collecting system in the form of concave reflective surfaces of the second order, mounted coaxially with the light source, and two photocells, characterized in that, in order to increase the accuracy and increase the resolution of the converter, the light source, the collecting system and both photocells are located on one side of the raster · conjugation, condenser and - on the other side z between the centers of the surfaces of the collecting system and limbs, reflective surface collecting system made in the form of two spherical mirrors arranged ezhdu limbs and photocells, the distance from the center of curvature of each mirror to the raster conjugation plane less than the distance from the plane of the raster conjugation to the corresponding photocell and the amount ΔSi where η - refractive index glasses • limbs, α = α + θ £ ·. the total thickness of the limbs, both photocells are located on the axis of the transducer, an additional raster circular track is applied on one of the limbs, an additional raster circular track is applied with a shift of one-eighth of the strokes relative to the main one, and the surface of the opaque strokes on the movable limb is made mirror-like. SU „„ 803604SU „„ 803604
SU782690499A 1978-12-04 1978-12-04 Photoelectric transducer of circular displacements SU803604A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU782690499A SU803604A1 (en) 1978-12-04 1978-12-04 Photoelectric transducer of circular displacements

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU782690499A SU803604A1 (en) 1978-12-04 1978-12-04 Photoelectric transducer of circular displacements

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU803604A1 true SU803604A1 (en) 1983-05-30

Family

ID=20796034

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU782690499A SU803604A1 (en) 1978-12-04 1978-12-04 Photoelectric transducer of circular displacements

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU803604A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5129725A (en) Method of optically detecting position of object and position detecting apparatus using the method
US5026985A (en) Method and apparatus for detecting a reference position of a rotating scale with two sensors
JP3478567B2 (en) Rotation information detection device
US5481106A (en) Encoder with an optical scale and interference of zero and first order diffraction beams
JPS5990013A (en) Position detector
KR100274131B1 (en) Displacement information detection device
US3244895A (en) Shaft encoders
US4577101A (en) Shaft encoder with an optical system comprising two straight-line-generatrix surfaces
SU803604A1 (en) Photoelectric transducer of circular displacements
US3496364A (en) Linear encoder having a fringe pattern produced by optical imaging
US3791735A (en) Digital measuring apparatus
JP3775892B2 (en) Optical encoder
JPH05256666A (en) Rotary encoder
EP0486050B1 (en) Method and apparatus for measuring displacement
JPS6381212A (en) Rotary encoder
JP2810521B2 (en) Rotary encoder and device using the same
JP2688988B2 (en) Optical measuring device
SU1040503A1 (en) Photoelectric position-to-code converter
JP2603338B2 (en) Displacement measuring device
SU968603A1 (en) Linear displacement sensor
JPH11142187A (en) Rotary encoder
SU868340A1 (en) Linear displacement transducer
JP3593403B2 (en) Optical encoder
RU2086913C1 (en) Linear movement detector
JP3679604B2 (en) Displacement information detector