ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДАТЧИК УГЛА Советский патент 1967 года по МПК H03M1/28 

Известные фотоэлектрические датчики угла С двумя модулирующими дисками-решетками, один из которых расположен на объекте наблюдения, не обеспечивают высокой точности измерения положения объекта из-за влияния ошибок эксцентриситета и ошибок нанесения штрихов решеток.

В предложенном датчике угла для повышения точности измерения полол ения вала применена составная линза, выполненная из нескольких сферических полуколец и установленная между подвин{ной решеткой и фотоприемниками.

На фиг. 1 дана принципиальная схема описываемого датчика; на фиг. 2 - неподвижная модулирующая решетка; на фиг. 3 - подвижная решетка; на фиг. 4 - составная линза в плане и разрезе; на фиг. 5 - сечение светового потока, сфокусированного линзой в один из моментов регистрации.

Фотоэлектрический датчик угла содержит коллимированный источник света из осветителя/и коллиматора 2, коническое зеркало 3, кольцевое зеркало 4, неподвижную и подвижную решетки-диски 5, 6, составную линзу 7 и фотоприемники 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 и 15.

Пройдя через прозрачные щтрихи этих рещеток, световой поток фокусируется на фотоприемники 8-/5 составной линзой 7, выполненной из восьми сферических полуколец, имеющих разные фокусные расстояния.

Неподвижная модулирующая рещетка 5, представленная на фиг. 2, имеет прозрачные и непрозрачные деления (щтрихи), нанесенные вдоль четырех концентрических дорожек так, что деления каждой из дорожек сдвинуты относительно делений соседних дорожек на /4 щага. Подвижная решетка 6 (фиг. 3), устанавливаемая на наблюдаемом объекте, имеет радиальные деления, длина которых не меньше суммарной длины делений всех четырех дорожек и трех зазоров между дорожками неподвижной рещетки. Шаг подвижной и неподвижной решеток одинаков.

При повороте подвижной решетки 6, укрепленной, например, на валу, фотоприемники выдают две группы треугольных сигналов с некоторой разностью фаз в группе, меняющейся от сигнала к сигналу в приведенной последовательности на 90°, причем фазы сигналов с фотонриемников // и 12, 10 и 13, 9 и 14, 8 и 15 будут одинаковы. После сложения синфазных сигналов получим четыре сигнала, различающихся по фазе на 90°. Дальнейщая обработка сигналов может быть произведена одним из известных методов.

Предмет изобретения

Фотоэлектрический датчик угла, содержащий коллимированный источник света, систему осветительиых зеркал, неподвижиую решетку с прозрачными штрихами, расположенными в виде концентрических дорожек, подвижную решетку с радиально расположенными удлиненными прозрачными штрихами и фотоприемное устройство из нескольких фотоприемников со схемой обработки сигнала, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измереиия положения вала, на котором устаноВлена подвижная решетка, он снабжен установленной между подвижной решеткой и фотоприемниками линзой, составленной, например, из нескольких сферических полуколец, фокусирующей на фотоприемники световой поток, прошедший через прозрачные штрихи решеток в секторе с углом раскрытия 180°.