Автоколлимационный датчик угла поворота и частоты вращения вала Советский патент 1988 года по МПК G01P3/36 G02B27/30 

(Л

со

00

го

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля новорота вала в пределах полного оборота, а также частоты вращения вала.

Целью изобретения является уменьшение погрешностей и габаритов датчика.

На чертеже представлена принципиальная схема датчика.

Датчик включает в себя многогранную пирамиду-ротор 1 с отражаюш,ими гранями на наружной поверхности, призму-статор 2 с отражающими гранями на внутренней поверхности, автоколлимационное анализирующее устройство 3, содержащее источник 4 излучения, точечную диафрагму 5, свето- делительный элемент 6, объектив 7 и фотоприемник 8. Причем, оптическая ось автоколлимационного анализирующего устройства и ось симметрии призмы-статора совпадают с осью вращения пирамиды-ротора.

Автоколлимационный датчик работает следующим образом.

Световой поток источника света через точечную диафрагму и светоделитель направляется на объектив, фокальная поверхность которого совпадает с точечной диафрагмой. Далее параллельный пучок света попадает на многогранную пирамиду-ротор, делится ее отражающими гранями на п частей и отклоняется на m зеркальных граней пирамиды-статора. Зеркала ротора и статора попарно образуют двугранные уголковые отражатели, действие которых эквивалентно обычному плоскому з еркалу, расположенному параллельно ребру рассматриваемого двугранного угла. Отраженный луч при повороте пирамиды-ротора поворачивается совместно с этим ребром. В положении, когда ребро двугранного угла, образованного противолежащими зеркалами ротора и статора, перпендикулярно падающему лучу, т. е. оптической оси автоколлимационного устройства, отраженный луч параллелен падающему и в центре фотоприемника объективом формируется изображение точечной диафрагмы. Таким образом, при вращении пирамиды-ротора в

0

5

0

5

0

5

0

центре фотоприемника последовательно появляются изображения светящейся точечной диафрагмы, число которых пропорционально углу поворота, а частота следования - скорости вращения.

Расположение зеркал ротора и статора может быть иным, однако данный вариант является оптимальным по точности и габаритам.

Угловой интервал и порядок следования отдельных световых потоков в поле зрения автоколлимационного анализирующего устройства определяются количеством отражающих поверхностей ротора и статора. Если число зеркал ротора не имеет общих множителей с числом зеркал статора, то в положениях, когда ребро двугранного угла, образованного одним из п-зеркал ротора с противолежащим т-м зеркалом статора, перпендикулярно оптической оси автоколлимационного устройства, соответствующие им отраженные световые потоки попадают в центр фотоприемника. Следовательно, угловой интервал прохождения световых потоков через центр фотодатчика составляет Если пит имеют общий множитель К, то углы между кратными зеркалами ротора и статора равны и указанный угловой интервал увеличивается в к раз, т. е. равен k- - Формула изобретения

Автоколлимационный датчик угла поворота и частоты вращения вала, содержащий многогранные ротор и статор, оптически согласованные с автоколлимационным анализирующим устройством, отличающийся тем, что, с целью уменьшения погрешностей и габаритов датчика, ротор выполнен в виде пирамиды с отражающими гранями, наклоненными к оси вращения ротора под углом 45°, а статор - в виде призмы с отражающими гранями, параллельными оси вращения ротора, при этом отражающие грани ротора и статора обращены навстречу одна другой, а число граней ротора не имеет общих множителей с числом граней статора.

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет уменьшить погрешность и габариты устр-ва. В датчике автоколлимационное анализирующее устр-во 3 оптически согласовано с многогранными ротором 1 и статором 2. Выходящий из устр- ва 3 параллельный пучок света делится отражающими гранями пирамиды ротора 1 на п частей, падающих на зеркальные грани призмы статора 2. Отражающие грани ротора 1 и статора 2 обращены навстречу друг другу. Число граней ротора 1 не имеет Ьбщих множителей с числом граней статора 2. При вращении ротора 1 в центре фотоприемника 8 последовательно появляется изображение точечной диафрагмы 5. Отражающие грани ротора 1 наклонены к оси его вращения под углом 45°, а статора 2 параллельны оси вращения последнего. 1 ил.