Устройство для преобразования углового положения вала в частоту следования импульсов Советский патент 1976 года по МПК G01B7/30 G01D5/248 

Это достигает-ся тем, что п})еапоженное устройство для П еобразовання углового положения вала в частоту следования импульсов, содержанюемагнитометр, соединенный, с частотомером,-, источник света, на пути излучения которого установлены последова тельно поляризатор, фарадеевский модулятор света, анализатор и фотоэлектрическая усилительная схема, снабжено механизмом для грубого отсчета углов поворота, один из эл ;МентоБ которого жестко скреплен с валом, а другой (подвижный) - с поляризатором или анализатором, отделенным от вала и установленным с возможностью врашения относительно оси вала. Механизм для грубого отсчета углов поворота вала может быть выполнен, например в виде автозшллимационной системы, оптическая многогранная призма которой жестко и соосно скреплена с валом, а автоколли«матор жестко соединен с поляризатором (анализатором), Поворотный вал механически связан толь ко с вновь введенной многогранной призмой тогда как в устройстве-прототипе этот вал механически связан с анализатором. С помощью многогранной призмы 360 -тиз1й угол разбит на несколько равных углов, количество ;которых равно количеству граней многогранной призмы. Угол в пределах одной грани измеряется с номошью системы поляриметр-магнитометр, а угол поворота Вгзла оценивается как сумма углов Ф,п t Дф , где: Фд - угол между гранями; Ti-0,1,1- кол1гчество граней в измеряемом угле; ь.Ч угол, измеренный.системой поляриметр-магнитометр. При помоши автоколлиматора осуществляется точная привязка к грани многогранной призмы. Такая конструкция позволяет использовать только линейную зависимость угла поворота плоскости поляризации света от подмагничиваюшего поля (тока), выполнив, например, многогранную призму с Фд ; ( ,На чертеже изображена функ циональная схема предлагаемого устройства. Оно состоит из многогранной призмы 1, укрепленной на валу 2. Оптически с гранями многограгшой призмы 2 связан автокол- лиматор 3, который жестко (механически) соединен с блоком поляризатора 4, состоящего из источника света 5, коллиматора 6 и поляризатора 7, например поляроида. Бло поляризатора 4 вместе с автоколлиматором 3 может поворачиваться- относительно оси вращения вала 2. Вал 2 и блок поляризато ра 4 механически не связаны. На пути луча 60 а поляризатором 7 последовательно устаовлены на неподвижной части преобразоваелямагнитооптические модуляторы 8,9, нализатор 10 и фотоприемник lit соединеный с усилительной фазочувствительной схеой 12. Генератор 13 переменного сигнала (тока) подключен к 1сатушке модулятора 9 ко второму входу усилительной фазочувст- ительной схемы 12, выход которой послеовательно соединен с катушкой модулятора 8 и квантового магнитометра 14, а выход оследнего подключен ко входу частотомеса i 15. В исходном (нулевом) положении оси главного пропускания поляризатора 7 и анализатора 1О находятся под углом 9О° и, следовательно, на выходах фотоприемника 11 и усилительной фазочувствительной схемы 12 при прохождении излучения от источника 5 через коллиматор 6, поляризатор 7 и магнитооптические подуляторы 8,9 сш капа расстогласования нет. При этом автокоялиматор 3 оптически привязан к нулевой грани многогранной призмы 1, При повороте вала 2 на угол (п номер грани многогранной призмы 1, занявшей место нулевой грани, Ф -известный угол между соседними гранями npH3h.ibi 1, а utf угол в пределах одной гранив первое слагаемое определяют по номеру, а второе изм1еряют с помотьк) поляриметра и квантового Marfнитометра. Для этого автоколлиматор 3 с блоком поляризатора 4 поворачивают на угол Ф , до оптической привязки его с п гранью многогранной призмы 1. При этом блок поляризатора 4 также поворачивается на угол Ф , и оси главного пропускания поляризатора 7 и анализатора 10 г выставляются под углом 90 ± ф, (знак перед Ф , показывает направление рассогласования) Е результате на выходе фотопрнемника 11 и усилительной фазочув твительной схемы появляется сигнал рассогласования в виде постоянного тока, который проходит через катушку модулятор)а и квантовый магнитометр 14, 15. Причем направление постоянного тока в катушке модулятора 8 выбрано таким, что знак угла поворота плоскости поляризации линейно поляризованного света, проходящего через этот модулятор, противоположен углу ф , Следовательно, при соответствукщем выборе коэффициента усиления фотоэлектрической системы поляриметра можно с высокой точностью (до 10 ) скомпенсировать угол M.j , вызванный поворотом блока поляризатора 4. Квантовый магнитометр 14 вырабатывает электрический сигнал, частота которого пропорциональна величине постоянного тока или углу поворота f Угол л Ч нахо дится как Фо ± f . В предложенном устройстве исключена погрешность, связанная с нелинейной t зависимостью угла поворота плоскости поляриза щш линейно-поляризованного света от подмагничивающего поля магнитооптического м ;дулятора. Формула изобретения 1. Устройство для преобразования углового положения вала в частоту следования импульсов, содержащее магнитометр, сое-Г .диненный с частотомером, источник света, ;на пути излучения которого установлёньг поляризатор, фарадеевский модулятор света, анализатор и фотоэлектрическая схема, подключенная через источник питания к фарадеевскому модулятору света, который соединен с магнитометром, отличающе;е с я тем, что, с целью повышения точнос:ТИ, оно снабжено механизмом для грубого ; отсчета углов поворота, один из элементов которого жестко скреплен с валом,- а дру гой - с пoляpизaтopo или анализатором, отделенным от вала и устаноагтенньгм с возможностью вращения относительно оси вала. 2. Устройство по п. 1, о т л и ч а е е с я тем, что мехатшзм для грубого отсчета углов поворота вала выполнен в виде автоколлимашюшюй cHCTONa,, оптическая многогранная призма которой жестко и соосно скреплена с валом, а автоколлиматор жестко соединен с поляризатором или с анализатором. Источники информаш1И, принятые во внимание при экспертизе:: 1.Авторское свидетельство № 416560, кл. GOI D 5/24, 1972 г. (прототип) 2,Авторское свидетельство № 197295, кл. GOli D 5, 1967 г. 3.Авторское свидетельство № 223623, кл. GOI oL 5, 1968 г. 4.В.Б. Кудрявцев и др. Прецизионные реобразователи электрических сигналов и гловых перемещений на принципах квантоой магнитометрии. Энергия, М. ;1971 г.