Фотоэлектрический растровый датчик Советский патент 1987 года по МПК G01B21/00 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при конструировании высокоточных датчиков линейных и угловых перемещений,

Целью изобретения является повышение точности измерений за счет формирования сигнала, снимаемого с фотоприемника, близкого по форме к синусоидальному.

На фиг. 1 представлена функциональная схема датчика; на фиг,2 - форма штрихов индикаторного и измерительного растров; на фиг,За и б - расположение штрихов индикаторного и измерительного растров; на фиг,4 - зависимость коэффициента нелинейных искажений сигнала, снимаемого с фото- приемников, от формы штриха индикаторного растра.

Датчик (фиг,1) содержит оптически связанные осветители 1 и 2, подвижный 3 и неподвижный 4 элементы с нанесенными измерительным 5 и индика- торными 6 растрами, четьфехплощадоч- ные фотоприемники 7 и 8,

Индикаторный растр (фиг,2) выполнен в виде прозрачных штрихов, ширина которых плавно изменяется от 1/2 до 1/6 периода растра и представляет собой равнобочные трапеции,

Индикаторньй растр (фиг,За) нанесен на неподвижный элемент 4 в виде четырех групп штрихов, каждая из которых смещена друг относительно дру- га на четверть периода растра.

Датчик работает следующим образом

Световой поток, формируемый осветителями 1 и 2, проходит через ойти- чески связанные измерительный 5 и индикаторный 6 растры, нанесенные на подвижный 3 и неподвижный 4 элементы

При перемещ ении подвижного элемента 3 относительно неподвижного элемента. 4 на выходе четырехплощадочных фотоприемников 7 и 8 формируются

0

0

электрические сигналы, сдвинутые друг относительно друга на 90 ,

Установка двух четырехпосадочных фотоприемников 7 и 8, устано вленных диаметрально противоположно друг относительно друга, позволяет сформировать сигналы, сумма которых слабо зависит от несоосности установки подвижного 3 и неподвижного 4 элементов,

Выполнение индикаторного растра в виде прозрачных штрихов, ширина которых плавно изменяется от 1/2 до 1/6 периода растра, представляющих собой равнобочные трапеции, позволяет минимизировать коэффициент нелинейных искажений до величины, равной 0,8%,

Выполнение индикаторного растра в виде равнобочных трапеций с заданными геометрическими параметрами позволяет повысить точность измерения за счет уменьшения коэффициента нелинейных искажений электрических сигналов, снимаемых с датчика.

Формула изобретения

Фотоэлектрический растровый датчик, содержащий оптически связанные осветитель, подвижный и неподвижный элементы с нанесенными измерительным и индикаторными растрами, выполненными в виде прозрачных и непрозрачных штрихов, ширина прозрачных штрихов одного из растров равна половине периода растра, фотоприемники, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений за счет формирования сигнала, снимаемого с фотоприемника, близкого по форме к синусоидальному, ширина прозрачных штрихов другого растра в направлении, перпендикулярном направлению перемещения измерительного растра, плавно изменяется от 1/2 до 1/6 периода растра.

Фиг.1

Фиг.2

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для преобразования линейных и угловых перемещений в изменяющийся электрический сигнал. Целью изобретения является повьшение точности измерений за счет формирования сигналов, сни- маемьос с фотоприемников, близких по форме к синусоидальному. Световой по-, ток, формируемый осветителями, проходит измерительный и индикаторный растры, нанесенные на подвижный и неподвижный элементы, и преобразуется фотоприемниками в электрические сигналы. За счет выполнения прозрачных штрихов индикаторного растра в виде равнобочных трапеций, у которых ширина плавно изменяется от 1/2 до 1/6 периода растра, фотоприемниками формируются электрические сигналы с минимальными нелинейньми искажениями. 4 ил. (Л to 00 ел со

I

f((%)

ui

Й/г

G.2

S.26