Устройство для определения параметров вращения вала Советский патент 1991 года по МПК G01P3/36 

изобретения является повышенно точности. К контролируемому объекту 15 крепят модулятор 7 в виде светоотражающей пластины с различными коэффициентами отражения сторон. При вращении объекта 15 электронным блоком 9 с помощью фотоприемников 1-4, лазера 5 и светоделителя 6 регистрируют измеряемые параметры. При этом появление импульсного сигнала г максимальной амплитудой от фотоприемника 3 фиксируется электронным блоком 9 как исходное состояние модулятора 7, при

котором угол его поворота равен нулю. По числу импульсов с максимальными и минимальными амплитудами, вырабатываемых фотоприемпиком J, определяют скорость вращения. По величине сигналов, лмраСаiывлемых фотоприем- никами 1 и А, определяют угловые параметры объекта 15 в продепах оборота. При этом npocipanciвенное разрешение внутри оборота повышается при использовании редуктора, соединяющего модулятор 7 с объем том 15. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения угла поворота, угловой скорости, ускорения и направления вращающихся объектов. Целью у IT W//M//////////

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использова- но для измерения угла поворота, угловой скорости, ускорения и направления вращения объектов.

Целью изобретения является повышение точности.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Устройство для бесконтактного определения угла поворота, угловой скорости и ускорения вращающихся об-ъек- тов содержит фотоприемники с оптическими системами 1, 2, 3 и 4, лазер

5с оптической системой, полупрозрачное зеркало 6, дисковый модулятор 7, корпус 8 и обособленный электронный блок 9, включаю ;ий анализатор сиг налов, датчик времени, блок питания

и ЭВМ.

Модулятор 7 выполнен в виде тонкой пластины со светоотражающими плоскими поверхностями, причем коэффициенты отражения этих светоотражающих поверхностей сущестпенно отличаются один от другого.

Лазер 5 с оптической системой, полупрозрачное зеркало 6 и первый фотоприемник 1 с оптической системой последовательно размещены на оптической оси 10 лазера 5. Полупрозрачное зеркало 6 расположено под углом к оптической оси 10 лазера 5, причем по обе его стороны размещены второй и третий фотоприемники 2 и 3 с оптическими системами. Напротив модулятора 7 в стороне от оптической оси 10 лазера 5 между полупрозрачным зеркалом

6и первым фогоприемником 1 помещен четвертый фотоприемник 4. Фотопрнем- ники 1, ., 3 и 4 с оптическими систе

д

5

5

0

5

0

5

мами, лазер 5 с оптической системой, полупрозрачное зеркало бимодулятор 7 помечены в непрозрачный корпус 8, жестко фиксирующий положение деталей 1-6 и допускающий вращение модулятора 7. Фотопрпемники 1, 2, 3, 4 и лазер 5 соединены электрическими проводами 11 с соответствующими клеммами электронного блока 9. Могут быть введены также дополнительные фотоприемники 12 и 13 расположенные на окружности 14.

Устройство работает следующим об- рязом.

Модулятор 7 крепят к контролируемому валу пли объекту 15 непосредственно или через редуктор, или другим способом. Модулятор 7 крепят на торце вала или другого объекта 15 по диаметру горца так, чтобы поверхность торца, перпендикулярная оси объекта 15, была перпендикулярна плоской поверхности экрана модулятора 7, причем ось симметрии модулятора 7 должна совпадать с осью вала или объекта 15. Корпус 8 устройства размещают над модулятором 7 и крепят к неполвижлому основанию. Электрические провода 11 от фотоприемников 1, 2, 3 и 4, и лазера 5 соединяют с соответствующими клеммами электронного блока 9. Направляют луч 16 лазера 5 на полупрозрачное зеркало 6 и делят его на два луча: 16а и 166. Регулируют положение корпуса 8 устройства так, чтобы ось луча 16а проходила через точку пересечения осей симметрии экрана-модулятора 7. Приводят модулятор 7 в исходное состояние, цля чего его поворачивают до тех пор, пока луч 16а не отразится п с иет оетрожаюиц ; поверхности модуля16

тора /, tKMipiiMcp, ° больпим коэффициентом 111 рахгччы , и про i ив пю южном направлении, поело чего отразится от полупрозрачного зеркачл 6 ч но появит гя на фотопрнемнике 3. Появление импульсного сигнала с максимальной амплитудой от фотоприемника 3 фиксируется электронным блоком 9 как исходное состояние модулятора 7, при кото- ром угол его попорота ( 0. Далее приводят вал или другой объект 15 во вращение и рехистрируют электронным блоком 9 чиспо полных полуоборотов по числу импульсов г максимальными и ми- нимальными амплиiудами, вырабатываемых фотоприемником 3. Вращение модулятора 7 происходит под воздействием вращения вала, редуктора или другого объек а 15 и модулирует интенсивность части луча 1ба, достигающей первого фотоприемника 1 (луч 1бв). Б результате этого фотоприемник 1 вырабатынает сигнал I, который поступает на электронный блок 9. Одновременно луч 166, принимаемый за опорный, поступает на второй фотоприемник 2, который вырабатывает сигнал I,, , также поступающий на электронный блок 9 Электронный блок 9 определяет отношение сигналов I/Ie, по которому на основа нии предварительно полученной градуи- ровочной функциональной зависимости (I/I0), заноженной в ЭВМ, он в и- дает значения дополнительного угла Р.

При этом использование редуктора (не показан) позволяет повысить пространственное разрешение измерений в пределах оборота.

Электронный блок 9 выдает значе- ние-полного угла поворота. Кроме того, используя датчик времени, электронный блок 9 выдает значение угловой скорости и ускорения вала или объекта

При некоторых фиксированных углах поворота модулятора 7 луч 16а будет отражаться от его светоотражающей поверхности и падать на фотоприемник 4 (луч 16г). Расположение фочоприем- ника 4 выбрано таким, чтобы в зависимости от направления вращения влла 15 импульс, вырабатываемый фотоприемником 4, например, с большой амплитудой (обусловленной коэффициен- том отражения светоотражающей поверхности модулятора 7, отражающей луч 16г при данном фиксированном угле), отставал от вырабатываемого фотопри6Sл

емнчком 3 импульса также с макг н- мапьнои амплитудой на разные upoMi / y кн времени. Ня основании акт тн spc меннои последовательности ммгп лг.слч , поступач щпх от фотопрнемникоя и J. элек тронный блок вьпает инфо} ма- цик о направлении вращения вала пли объект,-1 15

Дня использования предлагаемого устройства в качестве делительной головки его дополняют несколькими (пятым, шестым и т.д.) фоюприемни- ками 12 и 13 и т.д., коюрые paTMeuia ют под нужными углами на направляющей окружности 14. Каждый из дополнительных фотоприемников выставляют на направляющей окружности так, чтоб при повороте вала 15 из заданный угон, когда отряженный модулятором 7 пу попадает в соогветстПУЮЩИИ фого- прпемчик, он , тывал сигнал на прекращение вращения или /е ча прекращение вращения и выпотп рпие следующей операции. ff о р ч у л а и т о Г р е т е н и я

1 Устройство для шредс-к ния параметров вращения нала, содержащее усiановленные и светонепроницаемом корпусе1 опшчести сотлт-опаннпе ис- ючннь СВР та, днгкояыг модуггятор, за- креплочныи и торце ггиз, и четыре фотоприемни а, подключенных выходами через шектронные блоки преобразования сигналов к ЭВМ, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, модулятор установлен вдоль оси вращения вала и выполнен с двух сторон зеркапьньгм с различными коэффициентами светоотраженчя сторон, а источник светя B.VMO 1чен коллимиро- ванН)1м с выходной гисртурой, превышающей ш и равной размеру модулятора, при в устройство дополни ельно введен :нртодел1., ель, установленный между модулятором и источником света, а первый фотоприемник установлен за модулятором напротив светоделителя, второй и третий фогопри мники установлеги по ратные тороны светоделителя, с. четвертый фотопрнемник азимугйльнс сдвинут п с тьошенмю к TuerseMy фстоприемнику Р плоскости вращения модулятора.

2. У тройств по л. 1 , с т п и - ч а и DJ с 2 с я ем, чтг дополнительно содержит гедуктор, jti ., рого соединен с и,слг, v чых ьалом