Фотоэлектрический датчик перемещений Советский патент 1991 года по МПК G01B21/00 

(Л

С

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - повышение точности путем уменьшения температурной погрешности измерений. Генератор 9 формирует электрический сигнал, преобразуемый излучателями 1, 2 в модулированные потоки излучения. С помошь ю подводящих и отводящих световодов З-б отраженные от объекта 19 потоки излучения падают на фотоприемники 7, 8. Опорные сигнапы формируются дополнительными подводящими световодами 12/13 и дополнительными фотоприемкиками 10 11. Информационные сигналы сдвигаются Фазовращател;.ч1 14,15. На выходах сумматоров 16, 17 формируются сигналы, разность фаз котсрыч связана с перемещением объема 19. Разность фаз фиксируется фазометром 18. 3 ил.

о ю ы

Изобретении относится к измерительной технике и может быть использовано для бесконтактного измерения перемещения объекта, имеющего отражающую поверхность.

Цель изобретения - повышение точности за счет уменьшения 1емпературной погрешности измерений.

На фиг.1 представлена функциональная схема датчика; на фиг.2 и 3 - векторные диаграммы сигналов, формируемых на выходах отдельных узлов датчика.

Датчик содержит оптически связанные излучатели 1 и 2, подводящие 3 и 4 и отводящие 5 и 6 световоды, фотоприемники 7 и 8, генератор 9, выход которого соединен с излучателями 1 и 2, дополнительные фотоприемники 10 и 11, дополнительные отводящие световоды 12 и 13, установленные между излучателями 1 и 2 и дополнительными фотоприемниками 10 и 11, фазовращатели 14 и 15. входы которых подключены к фотоприемникам 7 и 8, сумматоры 16 и 17, входы которых подключены соответственно к дополнительным фотоприемникам 10 и 11 и выходам фазовращателей 14 и 15, фазометр 18, входы которого подключены к выходам сумматоров 16 и 17. Измеряется перемещение отражающей поверхности объекта 19.

Датчик работает следующим образом.

Электрический сигнал, формируемый генератором 9, поступает на излучатели 1 и 2, формирующие модулированные по интенсивности потоки излучения, которые через подводящие световоды 3 и 4 падают на отражающую поверхность объекта 19.

Отраженные от отражающей поверхности объекта 19 потоки излучения попадают на отводящие световоды 5 и 6 и преобразуются в электрические сигналы фотоприемниками 7 и 8.

Электрические сигналы, снимаемые с фотоприемников 7 и 8, поступают на фазовращатели 14 и 15, с выхода которых поступают на одни из входов сумматоров 16 и 17.

Модулированные по интенсивности потоки излучения, формируемые излучателями 1 и 2, через дополнительные отводящие световоды 12 и 13 падают на дополнительные фотоприемники 10 и 11, выходные сигналы с которых поступают на входы сумматоров 16 и 17.

Фазовый сдвиг, вносимый фазовращателями 14 и 15, противоположен по знаку и может быть равен, например, ± 145°.

На выходах сумматоров 16 и 17 формируются два напряжения, разность фаз между которыми измеряется фазометром 18.

При изменении расстояния до отражающей поверхности объекта 19 изменяется интенсивность отраженных от нее потоков излучения, что приводит к изменению разности фаз сигналов, снимаемых с выходов

сумматоров 16 и 17 (фиг.2), которая фиксируется фазометром 18.

Изменение мощности потоков излучения, формируемых излучателями 1 и 2, при изменении температуры не приводит к дополнительной температурной погрешности, так как одновременно изменяются сигналы, снимаемые с фотоприемников 7 и 8 и дополнительных фотоприемников 10 и 11 (фйг.З). Использование датчика позволяет снизить температурную погрешность датчика за счет компенсации изменения излучающей способности излучателей.

Формула изобретения

Фотоэлектрический датчик перемещений, содержащий два оптических канала, каждый из которых выполнен в виде оптически связанных излучателя, подводящего, отводящего световодов и фотоприемника,

генератор, два фазовращателя, два сумматора, фазометр, входы которого подключены к выходам сумматоров, отличающий- с я тем, что, с целью повышения точности за счет уменьшения температурной погрешности измерений, он снабжен двумя дополнительными фотоприемниками и двумя дополнительными отводящими световодами, установленными между излучателями и дополнительными фотоприемниками, выход генератора соединен с входами излучателей, входы и выходы фазовращателей подключены соответственно к выходам фотоприемников и первым входом сумматоров, вторые входы которых подключены к выходам

дополнительных фотоприемников.

Фиг.Ь

Фиг, Е