Растровый фотоэлектрический преобразователь угловых перемещений Советский патент 1991 года по МПК G01B21/22 

CN V| Ч СЛ N3 О

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения угловых перемещений различных объектов.

Цель изобретения - повышение точности измерений за счет повышения точности нанесения индикаторных решеток.

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства; на фиг.2 и 3-взаимное расположение и смещение индикаторных решеток относительно измерительной решетки; на фиг.4 - подключение фотоприемников.

Устройство содержит оптически связанные источник 1 света, неподвижный элемент 2 с радиально нанесенной измерительной решеткой 3, неподвижный элемент 4, с четырьмя радиально нанесенными индикаторными решетками 5.1,...,5,4, причем индикаторные решетки 5.1 и 5.4 сдвинуты относительно индикаторных решеток 5.2 и 5.3 на четверть периода решетки, четыре фотоприемника 6.1,...,6.4, дифференциальные усилители 7.1 и 7.2, входы дифференциального усилителя 7.1 подключены к фотоприемникам 5.1 и 5.4, входы дифференциального усилителя 7.2 - к фотоприемникам 6.2 и 6.3.

Устройство работает следующим образом.

Поток излучения, формируемый источником 1 света, проходит измерительную решетку 3, нанесенную на подвижный элемент 2, индикаторные решетки 5.1,...,5.4, нанесенные на неподвижный элемент 4 и подает на фотоприемники 6.1,...,6.4. Сигналы с фотоприемников 6.1, 6.4 и 6.2, 6.3 поступают на входы дифференциальных усилителей 7.1 и 7.2. Постоянные составляющие сигналов, снимаемых с фотоприемни- ков 6.1, 6.4 и 6.2, 6.3 вычитаются в дифференциальных усилителях 7.1 и 7,2.

При повороте подвижного элемента 2 относительно неподвижного элемента 4 за счет поперечного или продольного смещения неподвижного элемента 4 относительно центра делительной окружности, по которой нанесена измерительная решетка 3, формируются перемеа.ающиеся муаровые полосы, пространственные фазы которых относительно фотоприемников 6.1,6.4 и 6.2, 6.3 смещены на половину периода полосы. При этом переменные составляющие сигналов, снимаемых с фотоприемников 6.1,6.4 и 6.2, 6.3, сдвинуты друг относительно друга на 180°.

Импульсы, количество которых пропорционально угловому перемещению подвиж- ного элемента 2, сдвинутые друг относительно друга на 90°, поступают с выходов дифференциальных усилителей 7.1 и 7.2 на выход преобразователя.

Использование преобразователя позволяет повысить точность измерения за

счет повышения точности нанесения индикаторных решеток.

Формула изобретения Растровый фотоэлектрический преобразователь угловых перемещений.содержащий оптически связанные источник света, подвижный элемент с радиально нанесенной измерительной решеткой, неподвижный элемент с четырьмя радиально нанесенными индикаторными решетками,

первая и вторая индикаторные решетки нанесены на первом радиусе и взаимно смещены по пространственной фазе на четверть периода решетки, третья и четвертая индикаторные решетки нанесены на

втором радиусе и так же смещены по пространственной фазе, четыре фотоприемника, два дифференциальных усилителя, входы первого дифференциального усилителя подключены к первому и четвертому

фотоприемникам, входы второго дифференциального усилителя - к второму и третьему фотоприемникам, отличающийся тем что, с целью повышения точности измерений за счет повышения точности нанесения

индикаторных решеток, третья и четвертая индикаторные решетки нанесены с пространственными фазами, равными пространственным фазам нанесения второй и первой индикаторных решеток, центр делительной окружности, по которой нанесены индикаторные решетки, смещен по касательной или радиусу относительно центра делительной окружности, по которой нанесена измерительная решетка на величины

AS или A R определяемые выражениями:

д.- R2-R1

Ам ч-1. л р f --

jr(Ri+R2)2 ДК 4NI

где Ri, Ra - радиусы, на которые нанесены индикаторные решетки;

Т - период измерительной и индикатор- ных решеток;

N - число штрихов измерительной решетки;

I - расстояние между центрами первой и второй индикаторных решеток.

7.2

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - повышение точности измерений за счет повышения точности нанесения индикаторных решеток. Поток излучения, формируемый источником света 1, модулируется по интенсивности измерительной решеткой 3 и индикаторными решетками 5.15.4, нанесенными на подвижный и неподвижный элементы 2, 4. За счет поперечного сдвига или радиального смещения индикаторных решеток 5.1,...,5.4 относительно измерительной решетки 3 на выходе фотоприемников 6.16.4 формируются сигналы, сдвинутые относительно друг друга на 180°. Сигналы, формируемые на выходе дифференциальных усилителей 7.1, 7.2 сдвинуты относительно друг друга на 90°. 4 ил. Ё