Фотоэлектрическое устройство для измерения угловых ускорений Советский патент 1977 года по МПК G01P15/93 

1

Изобретение относится к измерительной технике.

Известно устройство для измерения угловых ускорений но авт. св. № 411374, содержащее чувствительный элемент, выполненный в виде инерционного кольца, прикрепленный с помощью упругих связей к контролируемому валу, растровые решетки, одна из которых жестко связана с инерционным элементом, а другая- с контролируемым объектом, источник излучения, фотоприемник, кольцевые осветитель и сборник светового потока, причем последние установлены соосно с контролируемым валом н имеют возможность возвратнопоступательного перемещения вдоль оси вала, а рещетки нанесены на боковых поверхностях соосных валу прозрачных цилиндров, одна из торцовых поверхностей которых коническая, а другая - перпендикулярна оси вала.

Однако в таком устройстве модуляция светового потока осуществляется лампочкой накаливания, занитанной переменным напряжением низкой частоты. Глубина модуляции здесь составляет несколько процентов, что значительно снижает чувствительность устройства и коэффициент использования светового потока. Кроме того, при установке этого устройства на контролируемом объекте возникают трудности в юстировке его неподвижной части по отпощению к вращающейся, а наличие эксцентриситета приводит к низкочастотным оборотным пульсациям полезного сигнала и соответственно к погрещностям измерений.

Целью изобретения является увеличение чувствительности устройства, обеспечение возможности измерения угловой скорости и повышение точности измерений за счет осуществления полной модуляции светового потока, упрощения процесса юстировки частей устройства и устранения низкочастотных пульсаций полезного сигнала.

Это достигается тем, что в нредлагаемом устройстве дополнительно образовано обтюрационное сопряжение, состоящее из совокупности прозрачных и непрозрачных штрихов, нанесенных на торцовые поверхности кольцевого осветителя и внешней растровой решетки, а диаметры кольцевых осветителя и сборника светового потока увеличены по сравнению с соответствующими размерами цилиндрических рещеток на величину максимального эксцентриситета.

Иа чертел е показана схема предлагаемого устройства.

Она включает кольцевые осветители 1, сборник 2 светового потока, внешнюю и внутреннюю растровые решетки 3 и 4, фотоприемник 5 и источник светового потока 6. Штрихи у растровой решетки 3 нанесены на внутренней цилиндрической и торцовой поверхностях, а у решетки 4 - только на внешней цилиндрической поверхности. Устройство работает следуюшим образом. Световой поток, излучаемый лампоЧ:Кой накаливания, направляется параллельным пучком на входной зрачок кольцевого осветителя и, отразившись от его зеркальных конических поверхностей, модулируется первым растровым сопряжением и в виде светового кольца попадает на конические отражаюш,ие поверхности растровой решетки 3. При отсз тствии углового ускорения непрозрачные штрихи растровой решетки 3 перекрывают зрачки растровой решетки 4 (непрозрачные штрихи решетки 3 несколько больше зрачков решетки 4 ввиду отличия диаметров), и в этом случае на коническую зеркальную поверхность растровой решетки 4 и фотоприемник 5 световой поток не поступает. Когда же действует угловое ускорение, растровая решетка 4, закрепленная по периметру инерционного элемента, смещается относительно решетки 3 и на отражающую поверхность последней попадает кольцевой поток света, который собирается сборником 2 и направляется на фотоприем инк 5. Переменный сигнал с фотоприемпика с амплитудой, пропорциональной относительному смещению растровых решеток, и частотой, пропорциональной скорости вращения, усиливается и поступает далее на амплитудный и частотный детекторы (на чертеже не показан ы). Формула изобретения Фотоэлектрическое устройство для измерения угловых ускорений по авт. св. № 411374, отличающееся тем, что, с целью обеспечения возможности измерения угловой скорости, увеличения чувствительности и повышения точности измерений, в него дополнительно введено обтюрационное сонряжение, состоящее из совокупности прозрачных и непрозрачных штрихов, нанесенных на торцовые поверхности кольцевого осветителя и внешней растровой решетки, а диаметры кольцевых осветителя и сборника светового потока увеличены по сравнению с соответствующими размерами цилиндрических решеток на величину максимального эксцентриситета. Источники информации, нринятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР Kb 411374, кл. G 01Р 15/08, 1974.