Фотоэлектрический преобразователь положения Советский патент 1985 года по МПК G01B11/26 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к измерительным преобразователям линейных и круговых перемещений и может быть использовано в измерительных система станков с числовым программным.управлением.

Известен фотоэлектрический преобразователь линейных или угловых положений, содержащий оптически сопряженные подвижный и неподвижный элементы, на которых нанесены растровые дорояжи.и по одному дополнительному штриху начала отсчета; при совпадении этих штрихов пройденное чере них излучение преобразуют в электрический сигнал отсчета нулевого положения С 1.

Однако точность формирования сигнала отсчета нулевого положения при реверсе в устройстве находится в прямой зависимости от ширины штриха . начала отсчета, а выполнение штриха начала отсчета узким создает повышенные требования к устройствам усиления этого сигнала.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является фотоэлектрический преобразователь положения, со держащий подвижный и неподвижный элементы-меры, на которых нанесены растровые дорожки и маски в виде рисунка из набора щелей для формирования сигнала отсчета нулевого положения, оптические, сопряженные с источником света и фотоприемником. При совпадении масок пройденное чере них излучение преобразуют в электрический сигнал отсчета нулевого положения, В этот момент приемник излучения фиксирует ма ксимальную мощность излучения5 так как расположение щелей подбирается таким, чтобы в нулевом положении совпадало максималь- кое число щелей, а вне его - малое число щелей 2 3

Недостатками известного устройства являются невысокие точность и надежность отсчета нулевого положения, что обусловлено недостаточной крутизной и амплитудой нулевого сигнала. ..

Цель изобретения -- повьшение надежности и точности формирования сигнала отсчета нулевого положения.

Поставленная цель достигается тем, что в фотоэлектрическом преобразователе положения, содержащем подвижный и неподвияшый элементымеры, на которык нанесены растровые дорожки и маски в виде рисунка из набора щелей для формирования сигнала отсчета нулевого положения, оптически сопряженные с источником света и фотоприемником, на одну из мер нанесена дополнительная маска в виде рисунка, адентичного рисунку первой маски, на другую меру нанесена дополнительная маска в виде рисунка, негативного по отношению к рисунку первой маски, а преобразователь содержит дополнительный фотоприемник оптически сопряженный с дополнительными масками.

На фиг. 1 показана схема расположения масок; на фиг. 2с(,5, в- сигналы фотоприемников, поясняющие работу устройства.

Преобразователь содержит источник 1 света, подвижный 2 и неподвижный 3 элементы-меры. Подвижная мера., скреплена с перемещаемым органом станка или машины. На меры 2 и 3 нанесены маски 4 и 5 в виде рисунков из одинаковых наборов щелей, оптически сопряженные с фотоприемником 6, и дополнительные маски 7 и 8, оптически сопряженные с дополнительным фотоприемником 9. Рисунок маски 8 идентичен рисунку масок 4 и 5, а рисунок маски 7 негативен по отношению к рисунку масок 4 и 5. Растровые дорожки на фиг. 1 не показаны

При перемещении подвижной меры 2 относительно неподвижной 3 в фотоприемниках 6 и 9 возникают электрически сигналы, изображенные на фиг. 2ч и 2в, соответственно. На фиг. 2в изображен электрический сигнал, являкщийся результатом вычитания сигналов фотоприемников. Сигнал, соответствующий нулевому положению мер (отмечен прямоугольником на фиг. 2В), имеет большую крутизну и относительную амплитуду по сравнению с аналогичным сигналом фиг. 2а, поскольку во всех положениях мер, кроме нулевого, из сигнала фотоприемника 6 вычитается отличный от нуля сигнал фотоприемника 9. В нулевом положении мер сигнал фотоприемника 9 равен нулю, так как в этом положении оптически совмещаются позитивный и негативный рисунки дополнительных масок 7 и 8. Флуктуации мощности источника света в реэультирующем сигнале компенсируются, так как эти флуктуации изменяют одновременно сигналы обоих фотоприемников.

Таким образом, наличие дополнительных масок и оптически сопряжённого с ними фотоприемника позволяет увеличить амплитуду и крутизну сигнала при совмещении мер, что повьшает надежность и точность формирования сигнала отсчета нулевого положения.

ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОЛОЖЕНИЯ, содержащий подвижный и неподвижный -элементы-меры. на которых нанесены растровые дорожки и маски в виде рисунка из набора щелей для формирования сигнала отсчета нулевого положения, оптически сопряженные с источником света и фотоприемником, отличающийс я тем, что, с целью повышения надежности и точности формирования сигнала отсчета нулевого положения, на одну из мер нанесена дополнительная маска в виде рисунка, идентичного рисунку первой маски, на другую меру нанесена дополнительная маска в виде рисунка, негативного по отношению к рисунку первой маски, а преобразователь содержит дополнительный 5 фотоприемник, оптически сопряженный с дополнительнымн масками. оэ Од