ДАТЧИК УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА Советский патент 1972 года по МПК G01B11/26 

Предлагаемый датчик угла иоворота вала может быть использован в высокоточных позиционных следящих системах, например, в автоматических коордииатно-расточиых станках.

Известный датчнк угла поворота вала содержит модулятор в виде привода-электродвигателя и укрепленной на нем маски с радиальнымн штрихами, измерительную маску с радиальиыми нггрихами, укрепленную на валу, нсточиикн света, установленные перед масками, н фотоприемиик, расположеи1Нз11 за масками.

В нредлагаемом датчнке в отличие от известного, с целью поиьипення точности измерения угла в качестве привода модулятора использован кольцевой , камертон, который приводится в действпе системой возбуждепия. Мощность, необходимая для раскачки камертона, в зависимости от требуемой амплитуды колебаний колеблется от сотых долей до едиииц ватта, и так как :в устройстве отсутствуют вращающиеся части, то надежность всего устройства в целом новыщается.

При этом исключается бой оси, что существенно повышает точность измерения угла.

С измерительным валом 1 связана nrrpiixoвая измерительная маска 2. Модулятор выполнен в виде модулирующей маскн 3, крепящейся к приводу - кольцевому камертону 4,

который приводится в действие системой возбуждения 5.

Измерительиая и модулирующая маски представляют собой стеклянные пластины, на которые нанесен цеитрально-радиальиый

растр с равными прозрачными и непрозрачными штрихами, причем щаг растра измерительной маски совпадает с шагом растра модулирующей маски. Количество штрнхов определяет оптическую редукцию системы и

может достигать песколькнх сот и даже тысяч. Световой ноток от источников света ( через светонровод 7 н маски 2 н 3 попадает на кольцевой фотопрнемник 8. Таким об)азом, величина светового потока, попадающего на фотоприемиик, зависит от взаимного расноложения измерительной и модулнруюН1ей .масок и может меняться от нуля до ноловнны падающего светового потока.

Работа датчика пропсходнт следуюн.и1м образом. Кольцевой камертон 4 нриводится н колебательное двнженне системой возбунчдеиия 5, при этом модулирующая .маска 3, укреплениая на камертоне, начинает колебаться с резонансной частотой камертоиа.

половине штриха маски. Световой поток, проходяш,ий через обе маски, из-за изменений при относительном движении масок общей прозрачности, будет меняться по периодическому закону, причем по тому же закону будет меняться и электрический сигнал на выходе фотоприемника 8. Нетрудно показать, что при повороте измерительной маски 2 относительно модулирующей маски 3 амплитуда первой гармоники (частота колебаний камертона) будет меняться по закону, близкому к линейному. При этом отрицательные значения выходного сигнала означают поворот фазы па 180°. Подавая выходной сигнал на фазовый детектор (опорное напряжение берется из системы возбуждения камертона).

можно получить выходной сигнал в виде постоянного нанряжения.

Предмет и з о б ip е т е « и я

Датчик угла поворота вала, содержащий модулятор в виде привода и укрепленной на нем маски с радиальными штрихами, измерительную маску с радиальными штрихами, укрепленную на валу, источники света, установленные перед масками, и фотоприемник, расположенный за масками, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения угла, в качестве привода модулятора использован кольцевой камертон.

фиг 1

Фиг 2