Датчик угла поворота вала Советский патент 1979 года по МПК G01B11/00 

(54) ДАТЧИК УГЛА ПОВОРОТА ВАЛА

1

Изобретение относится к точному приборостроению, а именно к конструкции датчиков угла поворота, вала, и может быть использовано, например, при создании автоматических средств контроля исправления производством.

Известен датчик угла поворота вала, содержащий барабан, расположенный соосно валу и соединяемый--с ним,--на который нанесен измерительный растр, протяженный источник света, расположенный вдоль оси вала, индикаторный растр, установленный параллельно образуюпхей барабана, и фотоприе1мник 1.Известный датчик обеспечивает нониусное сопряжение измерительного и индикаторного растров.

Однако датчик сложен по конструкции.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является датчик угла поворота вала, содержащий барабан, расположенный- соосно валу и соединяемый с ним, на который нанесен измерительный растр под углом к основанию барабана, протяженный источник света, расположенный вдоль оси вала, фотоприемный узел.

расположенный с внешней стороны барабана, и индикаторный элемент, расположеный между барабаном и фотоприемным узлом, с нанесенным на его поверхность растром, составляющим острый угол с измерительным растром 2.

Однако в известном датчике невозможно установить более одного фотоприемника из-за конструкций индикаторного элемента, поэтому он не может использоваться в ответственных системах автоматического управления, где для повышения надежности необходимо осуществлять дублирование отдельных элементов схемы.

Целью изобретения является повыщение надежности датчика.

Поставленная цель достигается тем, что в датчике индикаторный элемент выполнен в виде барабана, расположенного соосно первому, с растром, нанесенным на его боковой поверхности, а фотоприемный узел выполнен в виде заданного количества фотоприемников, расположенных вдоль образующих второго барабана.

На чертеже представлена конструкция датчика.

Датчик угла поворота вала содержит барабан 1, расположенный соосно валу (на чертеже не показан) и соединяемый с ним, на который нанесен измерительный растр 2 под углом ф) к основанию барабана 1, протяженный источник 3 света, например, люминесцентный, расположенный вдоль оси вала, фотоприемный узел, выполненный в виде заданного количества позиционно-чувствительных фотоприемников 4, и индикаторный элемент, расположенный между барабаном 1 и фотоприемным узлом.

Индикаторный элемент выполнен в виде барабана 5, расположенного соосно барабану 1. На боковой поверхности индикаторного элемента нанесен растр 6 (индикаторный), составляющий угол «рг. с основанием барабана 1 и острый угол ipj с измерительным растром 2, фотоприемники 4 фотоприемного узла расположены вдоль образующих барабана 5.

Датчик работает следующим образом.

Излучение от протяженного источника 3 света проходит сквозь измерительный растр 2, индикаторный растр 6 и попадает на фотоприемники 4 фотоприемного узла. Вдоль всей зоны перекрытия измерительного и индикаторного растров образуется комбинацион ная картина сопряжения, которая при враихении контролируемого вала изменяется. В частности, муаровые полосы 7 этой картины перемещаю7ся с составляющей вдоль оси вращения вала.

Для того чтобы муаровые полосы были перпендикулярны оси вращения вала, необходимо выполнение известного условия

Nicosifi Ыгсозф,,(1)

где Nf - число растровых линий измерительного растра, располагаемых на одном щаге комбинационной муаровой картины;

N число растровых линий индикаторного растра, располагаемых на одном щаге комбинационной муаровой картины.

При этом комбинационные муаровые полосы равно отстоят одна от другой на всей длине перекрытия измерительного 2 и индикаторного 6 растров.

Если в зоне перекрытия растров установлены фотоприемники 4 с одинаковыми геометрическими размерами, то на их фоточувствительной поверхности создаются одни и те же профили освещенности, которые при перемещении контролируемого вала перемещаются одинаково и создают на выходе фотоприемников 4 одно и то же изменение сигнала. Число устанавливаемых фотоприемников задается в зависимости от требуемой степени резервирования каналов системы автоматического управления. При взаимном смещении фотоприемников вдоль образующих барабана или отклонении от условия (1) можно организовать на основе этого датчика многофазные датчики, например трехфазные.,

Фомула изобретения

Датчик угла поворота вала, содержащий 0 барабан, расположенный соосно валу и соединяемый с ним, на который нанесен измерительный растр под углом к основанию барабана, протяженный источник света, расположенный вдоль.оси вала, фотоприемный узел, расположенный с внещней стороны барабана, и индикаторный элемент, расположенный между барабаном и фотоприемным узлом, с нанесенным на его поверхность растром, составляющим острый угол с измерительным растром, отличающийся тем, что, с целью повыщеНия надежности датчика, индикаторный элемент выполнен в виде барабана, расположенного соосно первому, с растром, нанесенным на его боковой поверхности, а фотоприемный узел выполнен в виде заданного количества фотоприемников, расположенных вдоль образующих второго барабана.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Авторское свидетельство № 565207, кл. G 01 В 11/00, 1974.