Фотоэлектрический преобразователь перемещения Советский патент 1991 года по МПК G01B9/00 

т ш ш УЛ ШУЛ УЛ УЛ УЛ wr

У//Л т УУ/Л VA У//Л УЛ w/л VA , -$%-

+ -

VA

f а

со

о

00

Изобретение относится к измери- тельной технике. Цель изобретения - повышение точности преобразователя. Эта цель достигается за счет возможности регулирования фазового сдвига между выходными фототоками. При пе- ремещении подвижной решетки 3 отно- сительно неподвижной решетки 4 с пере менным шагом с чередованием темных штрихов по величине, кратной 1 и 1/2 ширины темного штриха подвижной ре шетки, растровые сопряжения модули- руют поток излучения источника:. Снимаемые с фотоприемников 5-8 фото- , токи имеют фазовые сдвиги, определяемые точностью нанесения штрихов неподвижной решетки. Передвижением регулировочных шторок 9-12 перекрывают светочувствительную площадь фото- приемников, добиваясь величины фазового сдвига выходных сигналов, рав ной cf 90°. 2 ил. / i (/

I/,

ь

-

,к

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для построения преобразователей перемещения станков с числовым программным управлением различных специальных стендов

Цель изобретения - повышение точности преобразователя за счет возможности регулирования фазового сдвига между выходными фототоками

На фиг.1 представлена структурная схема преобразователя; на - векторная диаграмма

Преобразователь содержит источник 1 излучения, оптически связанный через конденсаторную линзу 2 и растровое сопряжение, состоящее из подвижной решетки 3, скрепленной с объектом, и неподвижной решетки 4 с четырьмя фотоприемниками 5-8, четыре регулировочные шторки 9-12, которые перекрывают светочувствительную площадь фотоприемников 5-8, расположенных под соответствующей шторкой 9- 12, блок 13 электронной обработки сигнала Неподвижная решетка содержит четыре последовательности штрихов с шагом, равным шагу первой решетки и отстоящими один относительно другого на величину, кратную 1 и 1/2 ширине темного штриха решетки.3

Таким образом, если условно принять фототок с фотоприемника 5 за sin, то фототек с фотоприемников 6-8 соответственно cos, cos и sin, между фотоприемниками и второй решеткой, содержащий четыре последовательности штрихов с шагом, равным шагу первой решетки

Преобразователь работает следующим образом

При перемещении подвижной решетки 3 относительно неподвижной решетки А растровые сопряжения модулируют поток излучения источника 1

В результате на выходе фотоприемников 5-8 образуются электрические сигналы с частотой, пропорциональной .скорости перемещения, и амплитудой, пропорциональной величине светового потока, падающего на светочувствительную площадь фотоприемников

Таким образом, с фотоприемников 5-8 снимаются фототоки соответственно A, sin CO t, A2cos(ЈDt +,), A5cos(63t ) A4sin(03t +Ц)2) где

фазовые сдвиги Cf, , Cfz и Cf3 определяются неточностью нанесения штрихов неподвижной решетки и составляют единицы градусов Фотоприемники 5-8 соединены параллельно попарно, т.е. таким образом происходит суммирование фототоков.

Тогда выходные фототоки с преоб Q разователя

I4 A,,sinCЈt + A cosCQt +Ч);

12 A3cos(63t ) - А4sinCOt +lpj),

а фазовый сдвиг между сигналами I 5 и 12 определяется величинами А,,, А2,

Av А4, ср, , Цг иер3 .

Как указывалось, амплитуда фото- токов AJJ, AJ., АЗ, А4 зависит от величины светового потока, падающего

0 на светочувствительную площадь фото- приемников Таким образом, регулируя величину светового потока, а следовательно, и величины AJ, А4, АЗ, А, можно изменять фазовый сдвиг между

5 сигналами I4 и 14.

Передвижением регулировочных шторок 9-12 перекрывают светочувствительную площадь фотоприемников и тем самым регулируют световой поток, па0 дающий на фотоприемник.

Таким образом, подбирая амплитуду фототоков каждого из четырех фо- топриемников добиваются величины фазового сдвига выходных сигналов

5 (1 и 1) if 90°. I Формула изобретения

Фотоэлектрический преобразователь

0 перемещения в электрический сигнал, содержащий последовательно установленные осветительную систему, растровое сопряжение из двух решеток, пер- вая из которых по ходу излучения

5 имеет постоянный шаг и предназначена для скрепления с объектом а вторая установлена неподвижно, четыре фотоприемника и блок обработки сигналов фотоприемников, о тличающнй-

0 с я тем, что, с целью повышения точности преобразователя, он снабжен четырьмя шторками, предназначенными для перекрытия светового потока и установленными одна относительной

5 ДРУГОИ на величину, кратную 1 и 1/2 ширины темного штриха первой решетки

I,

Фиг. 2