Устройство для измерения угловых перемещений объекта Советский патент 1988 года по МПК G01B21/00 

. /

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для тарировки и измерения углов поворота.

Целью изобретения является pacDJи- рение области применения за счет обеспечения возможности измерения углов поворота труднодоступных объектов и определения направления их углового перемещения.

На фиг. 1 представлена схема предложенного устройства; на фиг. 2 - вид А на фиг. I.

Устройство содержит лазер 1, пер- вую цилиндрическую линзу 2, модулятор 3, вторую цилиндрическую линзу 4, первый 5, второй 6,и третий 7 фотоприемники, первый 8, второй 9 и третий 10 формирователи, ключ II, счет- чик 12, индикатор 13, первьй 14 и второй 15 триггеры, дешифратор 16. Лазер 1 оптически связан через цилиндрическую линзу 2 с модулятором 3, первый, второй и третий выходы модулятора 3 через цилиндрическую линзу 4 оптически связаны с входами фотоприемников 5,6,7 соответственно. Выходы фотоприемников 5,6,7 соединены с входами формирователей 8,9,10 соответственно. Выход формирователя

8соединен с последовательно соединенными ключом 11, счетчиком 12 и индикатором 13, выход формирователя

9соединен с управляющим входом счетчика 12 и первыми входами триггеров 14,15, вькоды которых соединены соответственно с управляющим входом ключа 11 и знаковым входом индикатора 13, выход формирователя 10 сое- динен с вторым входом триггера 15, выход счетчика 12 связан через дешифратор 16с вторым входом триггера 14

Модулятор 3 содержит перфорированную информационную дорожку 17, проз- рачный участок 18 нулевого положения прозрачный участок 19 знака, струбцину 20, винты 21, предназначенные для крепления модулятора 3 к объекту 22, дорожка 17 оптически соединена с фо- топриемником 5, прозрачный участок 18 с фотоприемником 6, прозрачный участок 19 - с фотоприемником 7,

Устройство работает следующим образом.

Перед началом измерений объект 22 устанавливается в нулевое положение. При этом модулятор 3 устанавливается на объект 22 так, чтобы центр его

кривизны совместился с осью вращения объекта 22, а луч лазера 1, сфокусированный цилиндрической линзой 2 на модулятор 3, осветил прозрачный участок 18, который служит для определения нулевого положения объекта 22. Свет, проходя прозрачный участок 18, собирается цилиндрической линзой 4 в параллельный пучок и освещает фотоприемник 6, сигнал с которого поступает на формирователь 9. Последний формирует пороговый уровень, с помощью которого обнуляются счетчик 12, триггеры 14,15. При этом индикатор 13 фиксирует нулевое положение объекта 22. При отклонении объекта от нулевого положения фотоприемник 5, оптически соединенный с дорожкой 17, формирует периодический сигнал, так как на дорожке 17 расположена периодическая последовательность прозрачных и непрозрачных участков. При этом минимальный угол, который может измерить устройство, равен

i2S R

(1)

где 4 X - шаг между прозрачными участками на дорожке 17; R - радиус сегмента диска. Формирователь 8 формирует из этого сигнала периодическую последовательность импульсов. Импульсы проходят через открытый ключ 11 на вход счетчика 12. Количество импульсов, которые подсчитает счетчик 12, равно

j «

MH/t

(2)

где oipyjj,, - угол поворота объекта.

Сформированный на выходе счетчика 12 код поступает на индикатор 13, на световом табло которого фиксирует результат измерения. При отклонении объекта 22 в другую сторону луч освещает участок 19, оптически соединенный с фотоприемником 7, сигнал с которого через компаратор 10 поступает на триггер 15, который срабатывает и подает сигнал на индикатор 13, на котором загорается лампочка, свидетельствующая о движении объекта в другую сторону. Когда достигнуто максимальное значение угла, дешифратор 16 срабатывает и формирует импульс, по которому триггер 14 срабатывает и ключ

11 закрьшается. Это необходимо, чтобы при возвращении руля в нулевое положение счетчик 12 не подсчитывал импульсы. Когда объект 22 вернется в исходное положение, срабатывает фотоприемник 6, и формирователь 9, который обнулит счетчик 12 и триггеры 14,15. Система готова вновь к измерению угла. Устройство позволяет та- рировать угол поворота объекта с точностью 0,43 .

(Формула изобретения

Устройство для измерения угловых перемещений объекта, содержащее из- лучатель модулятор, первый, второй и третий фотоприемники, первый, второй и третий формирователи, входы которых соединены с выходами соответ- ствующих фотоприемников, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения, он снабжен первой и второй цилиндрическими линзами, ключом, счетчиком,

первым и вторым триггерами, индикатором и дешифратором, излучатель выполнен в виде лазера, оптически св.я- занного через первую цилиндрическую линзу с модулятором, вьтолненным в виде сегмента с перфорированной информационной дорожкой, прозрачным участком начала отсчета и прозрачным участком знака, оптически связанными через вторую цилиндрическую линзу с входом соответствующих фотоприемников, выход первого формирователя соединен с последовательно соединенными ключом, счетчиком и индикатором, выход второго формирователя соединен с управляющим входом счетчика и первыми входами первого и второго триггеров, выходы которых соединены соответственно с управляющим входом ключа и знаковьи входом индикатора, выход третьего формирователя соединен с вторым входом второго триггера, выход счетчика связан через дешифратор с вторым входом первого триггера

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для тарировки и измерения углов поворота. Цель изобретения - расширение области применения за счет обеспечения возможности измерения углов поворота труднодоступных объектов и определения направления их углового перемещения. Излучение лазера 1 через цилиндрическую линзу 2 поступает на модулятор 3, имеющий три оптических информационных выхода: измерительный, нулевого положения и г,/3 .знака. Оптические сигналы с выхода модулятора поступают через цилиндрическую линзу 4 на соответствующие фо- топриемники 5-7, где преобразуются в электрические импульсы, которые формируются далее в формирователях 8 - 10. С выхода формирователя 8 измерительные импульсы через ключ 11 поступают на счетчик 12, результат подсчета которого высвечивается на индикаторе 13. Ключ 11 открывается триггером 14 при выходе модулятора 3 из нулевого положения и закрывается при достижении модулятором 3 конечных положений. Управление триггером 14 осуществляется импульсами с выхода формирователя 9 и с выхода дешифратора 16. Знаковая информация с выхо-. да формирователя 10 поступает на управляющий вход триггера 15, выходной сигнал которого поступает на индикатор 13 для высвечивания знака перемещения. 2 ил. с СЛ ;о ;о

-п

Ось бра щеми, ff объект

22

21

Фаг.2