Световодный преобразователь углового положения Советский патент 1987 года по МПК G01B11/26 

11

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в качестве датчика для контроля углового положения.

Цель изобретения - повьпление точности контроля, которая достигается путем повышения линейности выходной характеристики преобразователя.

На фиг, 1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1,- на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг, 1; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг, 1 .

Устройство содержит источник 1 излучения 5 первый фокон 2. узкий входной торец которого оптически сопряжен с источником 1 излучения, первый корпус 3, размещенная в нем первая группа 4 из 2п световодов, размещенных в первом корпусе 3 так, что их входные торцы оптически сопряжены с широким выходным торцом первого фокона 2, второй корпус 5, установленный с возможностью поворота вокруг оси 6, перпендикулярной оси световодов первой группы 4, первый 7, второй 8, третий 9 и четвертый 10 фотоприемники, второй 1, третий 12, четвертый 13 и пятый 14 фоконы, узкие выходные торцы которых оптически сопряжены соответственно с первым 7, вторым 8, третьим 9 и четвертым 10 фотоприемниками, вторую 15 и третью 16 группы из п световодов каждая, установленные в первом корпусе 1 так, что их выходные торцы оптически сопряжены с входными торцами соответственно второго 11 и третьего 12 фоконов, четвертую 17 и пятую 18 группь каждая из п световодов , выполненнь1х и установленных во втором корпусе 5 так, что их вхоные торды оптически сопряжены,с вы

ходными торцами первой группы 4 све- 5 Различные зазоры, то в этом случае, товодов, а выходные торцы - с входными торцами соответственно второй 15 и третьей 16 групп световодов, шестую 19 группу из 2п световодов, установленных в первом корпусе так, д что их входные торцы оптически сопряжены с выходным торцом первого 2 фокона седьмую 20 и восьмую 21 г руп- пы каждая из п световодов, установ- ленн1.1х в первом корпусе так, что их г выходные торцы оптически сопряжены с входными торцами соответственно четвертого 13 и пятого l4 фокопов, девятую 22 и десятую 23 группы кажнесмотря на нелинейную зависимость изменения светового потока от величины зазора, можно подобрать такие величины зазоров, что выходная характеристика Ig становится линейно зависимой от угла поворота контролируемого объекта. Кроме того, размещение во втором 5 корпусе U-образ- ньтх световодов позволяет повысить чувствительность преобразователя.

Формула изобретения

Световодньй преобразователь углового положения, содержащий источ

5

0

дая из п световодов, ,чнрпяы и-образнымр и ycrannnjieHKhtx во втором корпусе 5 по разные стороны от оси 6 поворота второго корпуса 5 по отношению к четвертой 17 и пятой 18 группам световодов так, что их входные торды оптически сопряжены с выходным,и. торцами п естой 9 группы световодов, а выходные - с входными торцами соответственно седьмой 20 и восьмой 21 групп световодов. Контролируемый объект (не показан) скрепляют со вторым корпусом 5,

Устройство работает следующим образом.

Пучки лучей источника 1 излучения, пройдя через фокон 2, первую группу 4 световодов, четвертую 17 и пятую 18 группы световодов, вторую 15 и третью 16 ГРУППЫ световодов, а также второй 11 и третий 12 фоконы, попадают соответственно на первый 7 и второй 8 фотоприемники, на выходе которых появляются фототоки 1 и 1 . 5 Точно также пучки лучей источника 1 излучения, пройдя через фокон 2, шестую 19 группу световодов, девятую 22 и десятую 23 группы световодов, седьмую 20 и восьмую 21 группы световодов попадают через четвертый 13 и пятый 14 фоконы соответственно на третий 9 и четвертьй 10 фотоприемники, на выходе которых появляются

фототоки 1 5 и 1 ,

в качестве выходного сигнала принимают ток равный Т- (1 -I )-(,).

Каясдый фототок зависит от величины зазоров в оптически сопряженных группах световодов. Если для начального расположения первого 3 и второго 5 корпусов разместить все оптические сопряженные световоды так, чтобы между ними образовались

0

5

0

Различные зазоры, то в этом случае,

несмотря на нелинейную зависимость изменения светового потока от величины зазора, можно подобрать такие величины зазоров, что выходная характеристика Ig становится линейно зависимой от угла поворота контролируемого объекта. Кроме того, размещение во втором 5 корпусе U-образ- ньтх световодов позволяет повысить чувствительность преобразователя.

Формула изобретения

Световодньй преобразователь углового положения, содержащий источник излучения, корпус, размещенный в нем световод, второй корпус, установленный с возможностью поворота вокруг оси, перпендикулярной оси световода, второй световод и фотопри- емник, отличающийся тем, что, с целью повьппения точности контроля, он снабжен фоконом, узкий входной торец которого оптически сопряжен с источником излучения, а широкий входной торец - с входным торцом первого световода, группой из 2п-1 световодов, установленных в первом корпусе так, что их входные торцы оптически сопряжены с выход- ным торцом фокона, вторым, третьим и четвертьм фотоприемниками, вторым, третьим, четвертым и пятым фоконами, узкие входные торцы которых оптически -сопряжены соответственно с первым вторым, третьим и четвертым фотопри- емниками, второй и третьей группами, каждая из п световодов, в одну из которых входит второй световод, установленных в первом корпусе так, что их вйходные торцы оптически сопряжены с входными торцами соответственно второго и третьего фоконов, четвертой и пятой группами, каждая из

п световодов, выполненных U-образ- ными и установленных во втором корпусе так, что их входные торцы оптически сопряжены с выходными торцами первой группы световодов, а выходные торф - с входными торцами соответственно второй и третьей групп световодов, шестой группой из 2п световодов, установленных в первом корпусе так, что их входные торцы оптически сопряжены с выходным торцом первого фокона, .седьмой и восьмой группами, каждая из п световодов, установленных в первом корпусе так, что их выходные торцы оптически сопряжены с входными торцами соответственно четвертого и пятого фоконов, девятой и десятой группами, каждая из п световодов, выполненных U-об- разными и установленных во втором корпусе по разные стороны от оси поворота второго корпуса по отношению к четвертой и пятой группам световодов, так, что их входные торцы оптически сопряжены с выходными торцами шестой группы световодов, а выходные - с входными торцами соответст- feeHHO седьмой и восьмой групп световодов ,

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в качестве датчика для контроля углового положения. Целью изобретения является повышение точности контроля за счёт повьшения линейности выходной характеристики преобразователя. Пучки лучей источника 1 излучения, пройдя через фокон 2, первую группу 4 световодов, четвертую 17 и пятую 18 группы световодов, вторую 15 и третью 16 группы световодов, а также второй 11 и третий 12 фоконы,попадают соответственно на первьй 7 и второй 8 фотоприемники, на выходе которых появляются фототоки. Точно также пучки лучей источника 1 излучения, пройдя через фокон 2, шестую группу световодов, девятую и десятую группы световодов, седьмую и восьмую группы световодов, попадают через четвертый и пятый фоконы соответственно на третий и четвер- тЬй фотоприемники, на выходе которых появятся фототоки. В качестве выходного сигнала принимается значение тока, равное (I -Ij -Cl -Iti ). 4 ил. а iS С л йУ л f , ./.-/, J.ff б ю ( О 00 СО 4 J.

А-А

т ffJue.3