Фотоэлектрический преобразователь круговых перемещений Советский патент 1987 года по МПК G01B11/26 

113

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исноль- зовано, например, в системах отсчета перемещений узлов точных станков,

Цель изобретения - повышение точности измерений.

Поставленная цель достигается путем уменьшения погрешности неортогональности сигналов.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема фотоэлектрического преобразователя круговых перемещений; на фиг. 2 - сопряжение измерительного и индикаторного растров (вариант выполнения индикаторного растра с четырьмя окнами считывания); на фиг. 3 - упрощенная картина расположения комбинационных полос для окон считывания (секторов), расположенных на одной из координатных осей.

Предлагаемое устройство содержит осветительную систему 1 , круговые измерительный растр 2 и индикаторный растр 3 с окнами 4 считывания, фотоприемную систему, содержащую фотоприемники 5, установленные напротив окон . 4 считывания.

Геометрический цент (т.О, фиг.2) подложек обоих растров 2 и 3 одновр менно является центром круговой дорожки из радиальных штрихов, равномерно нанесенных по периферии растра 2 на радиусе R.

Окна 4 считывания индикаторного растра 3 выполнены в виде секторов из радиальных штрихов с равным угловым шагом между штрихами. Геометрические центры штрихов каждог сектора индикаторного растра 3 лежа на окружности радиуса г,центр которой совпадает с геометрическим центром растра 3, причем центры диаметрально противоположных секторов также расположены диаметрально протвоположно.

Радиус делительной окружности штрихов в секторах может быть равен как R+r (фиг.2), так и R-r.

При сопряжении концентрично установленных растров 2 и 3 на каждом секторе сопряжения образовываются комбинационные полосы сеточного типа, которые для каждого сектора направлены по окружностям, центры которых диаметрально противоположны и расположены на осях симметрии диаметрально противоположных секторов.

Для получения четьфех сдвинутых на 90 эл. град, сигналов на национной полосе должно поместиться четыре приемника 5 излучения (возможно размещение приемников на любом нечетном числе комбинационных полос, но в этом случае уменьшается глубина модуляции).

Как видно из фиг. 3,

(X. arc

g kВ то же время, радиусы R ностей, по которым расположены 15 комбинационные полосы, определяются по известной формуле

RV

rJtg2pw+j tgPW

Следовательно, угловое расстояние между приемниками 4 излучения определяется зависимостью

25

(X. arctg

п. r tg2pw+r

о

5

0

5

0

5

где

R Р W п г радиус делительной окружности штрихов измерительного растра;

номер комбинационной полосы, получаемой в результате сопряжения штрихов измерительного растра и сектора индикаторного растра; угловой шаг штрихов растров;

количество приемников излучения, оптически связанных с одним сектором; радиус окружности, на которой находятся центры штрихов секторов индикаторного растра.

Предлагаемое устройства работает следующим образом.

При вращении измерительного растра 2 на фотоприемники 5 попадает свет от осветительной системы 1, про- модулированньш растровым сопряжением 2,3. С фотоприемников 5, расположенных напротив диаметрально противоположных окон 4 считывания, снимают синфазные сигналы.

Сигналы с фотоприемников 5а и 5с, 5Ь и 5d (фиг. 2), расположенных напротив одного из окон 4 считывания, суммируют в противофазе так, что с каждого сектора получают два ортогональных сигнала. Далее сигнал разных секторов суммируется и результатирующие сигналы дают информацию о круговом перемещении измерительного растра 2, связываемого с контролируемым объектом (не показан).

Перемещением приемников 5 по ок- ружности, на которой они расположены, меняют фазу сигнала, исправляя неточности изготовления растров 2,3.

Благодаря предлагаемому выполнению индикаторного растра и соответствующему расположению фотоприемников уменьшается погрешность, обусловленная неортогональностью сигналов и, следовательно, повышается точность измерения.

Формула изобретения

Фотоэлектрический преобразователь круговых перемещений, содержащий оптически связанные осветительную и фотоприемную системы и расположенные между ними круговые измерительньй растр и индикаторньй растр с окнами считывания, измерительный растр вьшол нен с равномерно нанесенными по периферии растра радиальными штрихами, фотоприемная система выполнена из фотоприемников, установленных напротив окон считывания, отличаю- щ и и с я тем, что, с целью повышения точности измерений, окна считывания индикаторного растра выполнены в виде нанесенных равномерно по периферии растра секторов из радиальных штрихов с равным угловым шагом между штрихами, геометрические центры которых в каждом секторе равномерно расположены по окружности, центр которой совпадает с геометрическим центром растра, фотоприемники, оптически связанные соответственно с каждым из секторов, расположены на угловом расстоянии между собой, равном

oi arc tg

R.tgPW

n.r tg2pw-) 1

де R - радиус делительной окружности штрихов измерительного растра;

Р - номер комбинационной полосы, получаемой в результате сопряжения штрихов измерительного растра и сектора индикаторного растра;

W - угловой шаг штрихов растров;

п - количество приемников излучения оптически связанных одним сектором;

г - радиус окружности, на которой находятся центры штрихов секторов индикаторного растра.

ot ,oi

Редактор Л.Повхан

Составитель С.Грачев

Техред А.Кравчук Корректор А.Тяско

Заказ 1879/36 Тираж 678Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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