Датчик углового положения ротора гироскопа Советский патент 1975 года по МПК G01B11/26 G01C19/28 

Изобретение относится к области гироскопического приборостроения и может быть использовано а тех случаях, когда требуется определить положение оси вращения ротора гироскопа с высокой точностью, например, в наземных гирокомпасах. В известном оптическом датчике положения оси ротора маятникового гирокомпаса - повышенное требование к перпендикулярност плоскости зеркала оси вращения ротора. При наличии непернендикулярности при вращающе ся роторе наблюдается размытое изображение марки, затрудняющее съем показаний. Например, при неперпенднкулярности 2 мкм на радиусе 2-0 мм изображение размывагется в пределах 20 (требуемая точность измерения порядка 1). При неподвижном роторе предельная ошибка о.г ределения поло жения иго оси составит 20. Целью изобретения является повышение i04iioc-fn визуального съема информации, а также автоматический съем информации при : вращающемся роторе гироскопа. Поставленная цель достш ается тем, что кольиевое зеркало выполнено из двух оклеенных между собой оптических клиньев с | двумя отражающими поверхностями, а на пути светового потока, отраженного от наклонной поверхности кольцевого зеркала в фокусе автоколлиматора установлены две диаметрально противоположные щелевые диафрагмы с расположенными за ними фотоприемниками, которые в свою очередь соединены с электронным устройством, oupt деляющим временной сдвиг между импульсами, получаемыми на фотоприемниках при вращении ротора. Па чертеже изображен предлагаемый датчик. На торцовую поверхность 1 ротора 2 установлено кольцевое зеркало, сосчоящее из двух оптических клиньев 3 и 4, склеенных между собой на поверхности 5, которая покрыта отражающим слоем. При склейке линьев между собой и установке их на торцовой поверхности ротора можно обеспечить перпендикулярность торцовой поверхности 6 оси вращения рогора с разворота клиньев между собой. Технологии. становки копьцевого зеркала на fxjiDpe 2 может быть упрошена, если на торце ротора нанести слой стекла толщиной 0,2-0,3 мм методом напекания. В этом случае зеркало может быть наклеено на эту поверхность с noMouJbro методов, разработанных в йптике. Торцовая поверхность 1 может быть; выполнена в виде сферы с большим радиусе NS ч-го упростит обеспечение перпендикулярности поверхности 6 оси вращения.

Автоколлиматор состоит из объектива 7, сетки 8 и окуляра 9. Фотоприемники 10 и 11 установлены на корпусе автоколлимато ра и оптически связаны с окнами 12 и 13 сетки 8, Источник света 14 позволяет Получить изображение марки 15 в поле зре НИН окуляра 9 на шкале 16, отраженное от полупрозрач юй поверхности 6. Изображение марки 15 автоколлиматора, отраженное от поверхности 5, может быть получено на кольцевой поверхности сетки S, находящейся вне поля зрения окуляра 9, Фотоприемники 10 и 11 электрически связаны с электронным устройством 17, позволяющим определить временной сдвиг между импульсами тока, возникающими на фотоприемниках при вращении ротора. Сигнал с электронного устройства 17 подается на блок цифровой индикации J 8,

Датчик работает следующим образом. Световой поток от источника света J 4 ароходиг через сетку 8 и объектив 7 и иипадает на кольцевое заркало, установленiii.jy на рогорь. Часть свет ;вого потока отра каегся от полупрозрачной поверхности 6 и перенося 1- изображения марки 15 на шка- пу Л}, вид1и.1ую в ноле зрения окуляра. При yijikJBoM ассогласивании осей ротора и нв(чжо/ Л11матора в поле зрения окуляра 9

по шкале 16 можно определить величину этого смещения. Остальная часть светового потока проходит через поверхность 6, отражается от поверхности 5 и попадает на часть сетки 8, находящуюся вне поля зрения окуляра. При вращении ротора 2 изображение марки 15 будет вращаться по кругу, пересекая при этом окна 12 и 13. . В момент пересечения на фотоприемниках 1О и 11. будут возникать импульсы тока через промежутки времени Т, равные перио ду вращения ротора. Импульсные сигналы поступают в электронное устройство 17, которое измеряет промежутки времени между ними и вырабатывает сигнал, про- порциональньй углу между осью вращения ротора и автоколлиматора. Этот сигнал может быть подан на блок цифровой индикации 18.

Предмет изобретения

Датчик углового положения ротора гироскопа, вклкиающий автоколлиматор, источник света, кольцевую зеркалы ую поверхность на торце ротора, фотогфиемники и блок индикации, отличающийся

Тем, что, с целью повышения точнсюти съема информации, колыяевое зеркало выполнено из двух склеенных между собой оптических клиньев с двумя отражающими iioBe ностями, а на пути светового потока от иоточника света, огражденного от наклонной поверхности кольцевог-о зеркала, в ф1)кусе объектива автоколлиматора усга1ювлены диаметрально противоположные шелевые диафрагмы с расгюложенныьли за ними ф(ч 11риемн 1ками.