Устройство для измерения скорости вращения вала Советский патент 1986 года по МПК G01P3/36 G01P15/93 

, 1 Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерениях неравномерности скорости вращения. Цель изобретения - снижение погрешностей. На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг. 2 - разрез- А.-А на фиг.; на фиг.. 3,- временная диаграм ма работы фотоприемников. Устройство для измерения скорости вращения вала содержит источник 1 света, установленный соосно с валом 2, конденсор 3, зеркало 4, уста новленное под углом 45 к оси вращения вала 2 и выполненное в виде узкой радиальной полосы. Зеркало 4 через отклонитель Ь и прозрачную щелевую диафрагму 6 оптически связано с оптическим умножителем 7, выполнен яым. в виде двух концентрических зеркальных колец 8 и 9, установленных соосно с валом и обращенных одно к другому зеркальными поверхностями. На внешнем зеркальном кольце 8 выпол нена по винтовой линии щелевая диафрагма 10, образующая один полный виток на поверхности зеркального кольца 8, причем угол наклона винтовой линии диафрагмы 10 определяется высо той h оптического умножителя 7. Щелевая диафрагма 10 имеет плавно изменяющуюся по длине винтовой линии оптическую плотность. Через ди:афрагму 10 оптический умножитель 7 оптически связан с фотоприемникам 11 и 12, которые в свою очередь, электрически связаны с вычислительными блоками 13 и 14, I Устройство работает спедуюац м образом. Световой поток от источника, 1 све та, пройдя через конденсор 3, образу ет пучок параллельных световых лучей, которые, отразившись от зеркала 4, образуют плоский световой луч которьм лежит в плоскости, проходящей через ось вращения вала 2., и который направлен на отклонитель 5, О разившись от отклонителя 5, плоский световой луч проходит через прозрачную щелевую диафрагму 6 и входят в оптический умножитель 7, где претер певает многократное отражение от зе кальных поверхностей концентрических колец 8 и 9, При этом в узлах отражения луча от зеркальной поверхности кольца 8 часть его проходит чере 5 диафрагму 10, образуя систеу из N расходящихся лучей з г э « 3 „ 5 равномерно распределенных по окружности, интенсивности которых за счет того, что оптическая . плотность щелевой диафрагмы 10 изменяется подлине, огличшотся друг от друга, т.е. 3, 73 j , ,... 3.. , При выполнении диафрагмы 10 ш1- риной не более1 6 5in6, где i - ширина щелевой диафрагмы 10; t - длина дуги между соседними линиями отражения луча от зеркальной поверхности кольца 8; 9 - угол между щелевой диафрагмой 10 и линией отражения светового луча., через диагональную диафрагму проходят световые лучи, интенсивность которых зависит только от оптической плоскости диафрагмы в дарпюй. точке. При вращении вала 2 световые лучи, выходящие из оптического умножителя 7 через щелевую диафрагму Ю, попадают последовательно на фотоприемники 11 и 12, которые вырабатывают электрич.еские сигналы, амплитуда которьпс зависит от интенсивности светового луча, постлттающего на фотоприемник, а частота следования сигналов зависит от скорос-и вращения вала 2, Вычислительный блок 13 по известной базе измерения, т„е, расстоянию между фотоприемниками,частоте следования сигналов и их амплитуде, определяет скорость вращения и ее колебания в пределах одного оборота. На временной диаграмме показана последовательность сигналов на первом и втором фотолриемниках, где Ui , U - напряжение га выходе усилителей (не показаны). При использоваиии предлагаемого устройства возможно измерсяие неравномерности скорости врасения по частоте следования сигналов в интервале времени одного оборота tg. , но при этом возможно появление погрешности за счет влияния эксцектриситета вала. Более точным является определение неравномерности скорости вращения по времени , ) и т,д. между появлением сигналов одного уровня на фотоприемниках 1i и 12. Форму л а изобретения Устройство для измерения скорости вращения вала, содержащее источник света, расположенный соосно с контролируемым валом, зеркало, установленное под углом 45 к оси вращения вала, два фотоприемника, оптичес ки согласованные через зеркало с источником света и подключенные выходами к вычислительному блоку, отличающееся тем, что, с целью снижения погрешностей, в него введен оптический умножитель, выполненный в виде двух концентрических зеркаль690254

ных колец с центром по оси вала, обращенных одно к другому отражающими поверхностями, при этом на внешнем зеркальном кольце выполнена в виде 5 витка винтовой линии щелевая диафрагма с переменной по длине винтовой линии оптической плотностью, а на внутреннем зеркальном кольце вьшолнена прозрачная щелевая диафрагма, О параллельная оси вала, оптически связанная с зеркалом.

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет снизить погрешность измерения за счет исключения механических узлов. Источник 1 света установлен соосно с валом 2, при вращении которого световые лучи, выходящие из оптического умножителя 7 после многократного отражения от зеркальных поверхностей его концентрических колец 8 и 9, через щелевую диафрагму 10 попадают последовательно на фотоприемники 11 и 12. Вычислительный блок 13 по расстоянию между фотоприемниками 11,12, частоте следования и амплитуде сигналов с них дает информацию о скорости вращения вала и ее колебаниях за один оборот. Щелевая диафрагма 10 выполнена в виде витка винтовой линии, размещенного на внешнем зеркальном кольце 8 оптического умножителя 7. На его внутреннем кольце 9 расположена прозрачная щелевая диафрагма 6, параллельi ная оси вала. Вьшолнение щелевой диафрагмы 10с переменной по ее длине (Л оптической плотностью приводит к тому, что прошедшие через нее лучи имеют различную интенсивность, влияющую на амплитуду соответствующих электрических сигналов, вырабатываемых фотоприемниками 11,12, 3 ил.