Фотоэлектрический датчик перемещений Советский патент 1986 года по МПК G01B11/26 

f 1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь- эовано для измерения линейкъпс перемещений и углов поворота объектов.

Целью изобретения является повышение точности и уменьшение габаритов датчика.

На фиг.1 и 2 изображена схема датчика угловых перемещений в двух проекциях; на фиг«3 - оптический канал с дополнительной плоскопараллельной пластиной; на фиг. 4 -- расположение оптических каналов в датчике линейных перемещений.

Датчик содержит источршк 1 светл, четыре отражательных элемента 2, 3 4 и 5, вьтолненных в виде призм, че- тьфе коллиматора 6, ПОДРИЖНКЙ растр 7, неподвижный растр 8 с четырьмя окнами считывания 5 четыре фотонриемни- ка 9 и две плоскопараллельиые ппасти ны 1 о и 11.

Датчик работает следующим образом

Свет от источйика 1 призмами 2-5 направляется на коллиматоры 6, формй рующие четыре одинаковых пучка. Каж- ,. пучок проходит через подвижный растр 7 и неподвижный растр 8, при этом происходит модуляция света. Модулированные световые потоки регистрируются фотоприемниками 9, с которых снимаются электрические сигналы,, несущие информацию о величине переме щения. Величину перемещения характеризуют количество периодов и уровень в пределах периода переменной составляющей сигнала.

Два крайних канала, сформированных отражательными элементами: 3 и 5, удалены от источника на большее расстояние, чем каналы, сформированные элементами 2 и 4. Для совмещения фокуса крайних каналов с местом: установки источника, при использовании во всех каналах одинаковых коллиматоров в крайних каналах установлены дополнительные плоскопарагшельные пластины 10 и 11.

Применение одного источника в со- вокзтности с четырьмя одинаковыми оптическими каналами обеспеч:ивает повы шение точности за счет уменьшения разности расходимостей 1тучко г в разных каналах.

Уменьшение габаритов датчика достигается в результате и.ск.точения одного общего коллш 1атора, :нме ощего

76905I

больщой световой диаметр, определяе- г-ай длиной линии расположения всех п окон считывания и при высоких требованиях к расходимости большое фо- 5 кусное расстояние.

В датчике каждый коллиматор формирует световой пучок для освещения только одного приемника, поэтому его размеры могут быть небольшими. 10

Формула изобретения

1.Фотоэлектрический датчик перемещений, содержащий источник излуче«5 НИН и расположенные последовательно по ходу его излучения проекционную систему, растр, установленный в плоскости, перпендикулярной оптической оси проекционной системь, с возможно20 стью перемещения в плоскости растра и выполненный з гаде непрозрачной маски с про: ра 4нь/кл окнами расположенными периодически в направленми траектории точки пересечения опти35 ческой оси проеки 1онной системы с плоскостью растра, второй растр, установленный неподвижно параллельно первому растру и эылолненный в виде непрозрачной маски с п прозрачными

30 окнами, расположенными вдоль траектории перемещения проекции окон первого растра с периодом Т/п, где Т - период расположения окон первого растра, и п фотоприемников, располо- f ж енных напротив окон второго растра s отличающийся тем, что, с целью повьш1ег:ия точности и уменьшения- габаритов датчика, проекционная система содержит п каналов, сос40 тоящих из одинаковых коллиматоров, установленных таким образом, что их оптические оси совпадают с осями чувствительности фотоприемников, отражательных элементов, установленных в

45 положении, при.котором образованные ими изображения осей коллиматоров прокодят через це:ятр источника, и компенсаторов, уменьшающих влияние неравенства расстояния от источника 50 ДО коллиматоров на расходимость пучков на выходе коллиматоров.

2,Датчик по п.1, о т л и ч а ю п и и с я ret-ij что компенсаторы вы- гголнены 3 виде плоек она раллельных

S3 пластин 3 толщина которых выбрана в зависимости от удаления кол.р- агота от источника.

/fl

}f

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения линейнь Х перемещений и углов поворота объекта. Датчик состоит из п одинаковых каналов, использующих один источник излучения. Каждый из каналов состоит из -расположенных по ходу излучения источника отражательных элементов {например призм), направляющих пучки на п параллельных друг другу коллиматоров , расположенных через равные промежутки вдоль траектории перемещения подвижного растра. Подвижный растр имеет периодически расположенные прозрачные окна, с помощью которых модулируются потоки, выходящие из коллиматоров. Параллельно подвижному растру расположен неподвижный растр, имеющий п окон считывания, расположенных на осях пучков коллиметоров. Напротив окон считывания неподвижного растра установлены фотоприемники, по сигналам на выходе которых определяется величина перемещения. Благодаря применению в каждом канале своего коллиматора в датчике уменьшена неодинаковость расходимости пучков в разных каналах, что способствует повышению точности. .Одновременно за счет уменьшения световых диаметров коллиматоров создается возможность применения в них короткофокусных объективов, что позволяет уменьшить габариты датчика. 1 3.п. ф-лы. 4 ил. S (Л ьэ О5 с&

иш

7 SSX

Ж1

/ // / /f y/

r //

/ V

//

/ Т

.

Редактор А.Лежнина

Составитель М.Семчуков

Техред И.Попович Корректор М.Пожо

Заказ 6656/32Тираж 670Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий П3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

T