Фотоэлектрический преобразователь углового перемещения Советский патент 1992 года по МПК G01B21/22 

1

(21)4748394/28 (22)13.10.89 (46)30.11.92. Бюл. №44

(71)Московский завод электромеханической аппаратуры

(72)Н.А. Киселев и Э.Г. Тахунц

(56)Авторское свидетельство СССР № 1298543, кл. G 01 В 21/00, 1985.

Фотоэлектрические преобразователи информации./Под. ред. Л.Н.Преснухина. М.: Машиностроение, 1974, с. 302, рис. 151. (54) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛОВОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ

(57)Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является

повышение точности за счет уменьшения влияния торцевого биения диска. Цель достигается тем, что в преобразователе, содержащем диск и блок, вводится цилиндрическая конденсорная линза, зеркало в виде усеченного конуса и плата с расположенными на ней фотопревбразова- телями в виде нескольких фотоприемников в каждом, шаг расположения фотоприемников равен периоду растровой решетки. Фотоприемники образуют с измерительной решеткой обтюрационное сопряжение, выходы фотоприемника каждого фотопреобразователя соединены параллельно. 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в прецизионных измерениях угловых перемещений для построения преобразователей с числовым программным управлением.

Известен фотоэлектрический преобразователь перемещений, содержащий блок формирования интерференционных и муаровых полос, состоящий из светодиодов двух сопряженных растровых дисков и фотоприемников, блок определения направления перемещения, блок начала отсчета и индикатор точного перемещения.

Недостатком преобразователя является чувствительность к биениям объекта при из- .мерении.

Наиболее близким к изобретению является фотоэлектрический преобразователь углового перемещения, содержащий оптически связанные источник света, оптическую систему, диск с нанесенным на него

измерительной растровой решеткой, фотопреобразователи и измерительный блок.

Недостатком устройства является невысокая точность при влиянии торцевого биения диска.

Целью изобретения является повышение точности.

Поставленная цель достигается тем, что в фотоэлектрическом преобразователе углового перемещения, содержащем оптически связанные источник света, оптиче. скую систему, диск, с нанесением на него измерительной растровой решеткой, фотопреобразователи, измерительный блок,

подключенный к фотопреобразователям, каждый из фотопреобразователей выполнен в виде нескольких фотоприемников, шаг расположения которых равен периоду измерительной растровой решетки, фото- приемники образуют с измерительной ре шетко й обтюрационное сопряжение, выходы

t

-Ч vj 00 СЛ ГО 4Ьь

фотоприемникав каждого фотопреобразователя соединены параллельно. Оптическая система выполнена в виде цилиндрической линзы, ось которой перпендикулярна оси вращения диска и зеркала, поверхность которого выполнена в виде части поверхности усеченного конуса, ось которого совпадает с осью вращения диска.

На чертеже представлена структурная схема преобразователя.

Фотоэлектрический преобразователь содержит источник 1 излучения, цилиндрическую конденсорную линзу 2, зеркало 3, измерительный диск 4 с нанесенной растровой решеткой 5, плату 6 с расположенными на ней матрицами, фотоприемниками 7-10 и измерительный блок 11.

Преобразователь работает следующим образом.

Световой поток оси источника 1 проходит через цилиндрическую конденсорную линзу 2, отражает оси зеркала 3 (в виде усеченного конуса) и, пройдя через диск 4 с растровой решеткой 5, попадает на матрицы фотоприемников 7-10, растровая решетка 5 диска образует с фотоприемниками обтюрационное сопряжение, модулирующее сигналы sin, cos, sin, cos, снимаемые с матриц фотоприемников 7-10 соответственно, все фотоприемники в фотопреобразователях соединены параллельно, а дающие сигналы sin (cos) и sin (cos) соединены встречно.

Таким образом, с двух выходов плоты 6 снимаются два усредненных по периоду диска, сдвинутых на 1 /4 периода сигнала sin и cos, которые поступают в блок 11, обеспечивающий увеличение дискретности показаний преобразователя. Расположенные по периметру платы 6 матрицы фотоприемников 7-10 позволяют получить стабильные по амплитуде сигналы при наличии торцевого биения диска 4.

Ф о р м у л а и з о б р ет е н и я

Фотоэлектрический преобразователь углового перемещения, содержащий оптически связанные источник света, оптическую систему, диск с нанесенной на него

измерительной растровой решеткой, фото- преобразователи, измерительный блок, входы которого подключены к выходам фотопреобразователей, отличающий- с я тем, что, с целью повышения точности

измерения за счет уменьшения влияния торцевого биения диска, каждый из фотопреобразователей выполнен з виде нескольких фотоприемников, шаг расположения которых равен периоду измерительной растровой решетки, фотоприемники образуют с измерительной решеткой обтюрационное сопряжение, выходы фотоприемников каждого фотопреобразователя соединены параллельно, оптическая система выполнена в

виде цилиндрической линзы, ось которой перпендикулярна оси вращения диска и зеркала, поверхность которого выполнена в виде части поверхности усеченного конуса, ось которого совпадает с осью вращения

диска.

4L

7 8

,.

/

9 Sin 9

сэ

о Cos о