Фотоэлектрический датчик для центрирования объектов Советский патент 1989 года по МПК G01B11/27 

Изобретение относится к области измерительной техники, может быть использовано для выставления относительно оси различных объектов и является усовершенствованием изобретения по авт.св. № 1155846.

Целью изобретения является повышение точности Центрирования объектов за счет измерения не только линейных, но и угловых смещений объекта относительно заданной оси.

На чертеже, представлена функциональная схема датчика.

Датчик содержит корпус I, предназначенный для скрепления с объектом контроля (не показан), и последовательно установленные в корпусе 1 по ходу пучка лучей излучателя (не показан) диафрагму 2, выполненную с возможностью изменения.ее диаметра, конус 3 с кольцевой зеркальной зоной 4 на конической поверхности и углом при вершине 90°, конический световод 5, фотоприемник 6,оптически связанный с малым выходным торцом конического-световода 5. На входном торце конического световода 5 установлен основанием конус 3 соос- но с коническим световодом 5,

В корпусе 1 установлены попарно диаметрально противоположно в двух взаимно перпендикулярных направляющих четыре измерительных блока на одинаковом расстоянии от оптической оси датчика. Казадый из измерительных блоков вьтолнен в виде двух плоских зеркал 7 и 8, установленных, параллельно одно другому, и позиционно- чувствительного фотоприемника 9. Б корпусе 1 вьшолнены четыре отверстия 10, через которые зеркала 7 оптически связаны с соответствующей частью кольцевой зеркальной зоны 4 конуса 3 Позиционно-чувствительные фотоприемники 9 оптически связаны через зеркала 7 и 8 и отверстия 10 с соответствующей частью кольцевой зеркальной зоны 4 конуса 3. Диаметр диафрагмы 2 устанавливают равным диаметру пучка лучей излучателя.

Датчик работает следующим образом

Пучки лучей излучателя, прошедшие через диафрагму 2, собир аются коническим световодом на фотоприемник 6. Центрирование объекта осуществляют по наибольшему сигналу с выхода фотоприемников. Часть пучка лучей, прошедшая через диафрагму 2, отражается от зеркальной кольцевой зоны 4 конуса 3 и, пройдя через отверстия 10 в корпусе I, несколько раз после- довательно отражается от зеркал 7 и 8, после чего попадает на позицион- но-чувствительнне фотоприемники 9. При отсутстйии угловых смещений объекта, т.е. если его ось параллель0 на оси центрирования, отраженные от зеркальной кольцевой зоны 4 конуса 5 пучки лучей (показаны сплошной линией) падают на зеркала 7 под равными углами. При этом световые пятна

5 на всех четырех позиционно-чувстви- тельных фотоприемниках 9 симметричны, а разность сигналов с двух противоположных позиционно-чувствитель- ных фотоприемников 9 равна нулю.При

0 угловом смещения объекта пучки лучей, отраженные от зеркальной кольцевой зоны 4 конуса 3, попадают на зеркала 7 под разными углами и после последовательных многократных

5 отражений от зеркал 7 и 8 попадают на разные згчастки позиционно-чувстви- тельных фотоприемников 9, при этом разность сигналов с двух противоположно расположенных фотоприемников 9

0 пропорциональна угловому смещению объекта.

Таким образом, фотоэлектрический датчик обеспечивает выставление (центрирование) объекта не только по линейной, но и по угловой координате.

Формула изобретения

Фотоэлектрический датчик для центрирования объектов по авт.св. № 1155846, о.тличающийся т.ем, что, с целью повышения точности .центрирования, он снабжен конусом с кольцевой зеркальной зоной на конической поверхности и углом при вершине 90°, установленньм сво- им основанием на входном торце конического световода соосно с ним, четырьмя измерительными блоками,которые выполнены каждый в виде,двух плоских зеркал, установленных параллельно один другому, и позиционно- чувствительного фотоприемника, и

установлены попарно диаметрально противоположно в двух взаимно перпендикулярных направлениях на одинаковом расстоянии от оптической оси детали так, что каждьй позипионно-чув- , плоских зеркал с соответствующей ствительный фотоприемник оптически с частью кольцевой зеркальной зопы связан через соответс гвующуто паруконуса.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для выставления относительно оси различных объектов. Целью изобретения является повышение точности центрирования за счет измерения не только линейных, но и угловых смещений объекта относительно заданной оси. Пучки лучей излучателя, прошедшие через диафрагму 2, собираются коническим световодом 5 на фотоприемник 6. Центрирование объекта по линейным координатам осуществляют по наибольшему сигналу с выхода фотоприемника 6. При отсутствии угловых смещений объекта пучки лучей, отраженные от зеркальной кольцевой зоны 4 конуса 3, падают на зеркала 7 под равными углами и после последовательных многократных отражений от зеркал 7 и 8 формируют на позиционно-чувствительных фотоприемниках 9 симметричные световые пятна. В этом случае разностный сигнал с выходов противоположно расположенных позиционно-чувствительных фотоприемников 9 равен нулю. При угловом смещении объекта пучки лучей, отраженные от зеркальной кольцевой зоны 4 конуса 3, попадают на зеркала 7 под разными углами, что нарушает симметрию, при этом разность выходных сигналов с выходов противоположно расположенных позиционно-чувствительных фотоприемников 9 пропорциональна величине углового смещения объекта. 1 ил.