Фотоэлектрический преобразователь угол-код Советский патент 1980 года по МПК G08C9/06 

Этот преобразователь может быть использован в целом ряде случаев, однако его применение в малогабаритных приборах для определения углов порядка, например одной угловой минуты и менее, невозможно в связи с трудностями изготовления кодовых барабанов, у которых прорези на доролусах младших разрядов при такой дискретности измеряются сотыми долями милли метра; Работа преобразователя на сревдих скоростях (до 10ОО об/Мин) требует притменения специальных малоинерционных фотоприемников. Узкие прорези на барабане легко загрязняются, что снимсает надежность преобразователя. Целью изобретения является повышение разреш,ающей способности и быстродействия преобразователя. Поставленная цель достигается тем,что кодовая дорожка младшего разряда, вдоль которой в корпусе установлены группы дат чиков, выполнена в виде цепочки зеркальных фокусирующих элементов, а диафрагм, размешенных перед фотоприемниками, равна t-v-a -t c. V-YH7 где Л. - шаг между смежными фокусируюшими элементами; фокусное расстояние фокусирующе го элемента; угол между прямыми, соединяющими середины смеж11ых фокусир ющих элементов с центром барабана;число датчиков в группе. На фиг. 1 и фиг. 2 показан предлагаемый фотоэлектрический преобразователь угол-код, где изображен корпус 1, в кото ром установлен барабан 2 с нанесенной н его цилиндрической поверхности кодовой дорожкой младшего разряда и, например, семь датчиков 3, На фиг. 2 показаны дат чики и часть барабана, разрезанные плоскостью, перпендикулярной оси Щ)ащения б рабана и проходящей через оптические ос датчиков. В состав датчиков входят осветитель 4, линзы 5 и 6, диафрагмы 7 и В, фотоПриемник 9 и корпус датчика 1О. На фиг. 2 видно также, что конртруци

кодовой дорожки младшего разряда выпол- закономерности, которая соответствует

вена в виде цепочки зеркальных фокусирую-определ енному положению барабана, прищих элементов, например, сферической форт-чем в каждой группе всегда засвечиваетмы, расположенных вплотную один к цру-ся только один фотоприемник или не заP(jf y свечивается ни одного. Все датчики по функциональнсж1у признау разбиты на три части (группы), в коорые входят соответственно один, два и етыре датчика. В каждой группе все фооприемники подключены к общему выходу. Различие датчиков разных групп заклюается в ширине диафрагмы 8, которая всех датчиков внутри групп одинакова. иафрагмы 8 устаноапены в фокусах, где ходятся лучи осветителей, отраженные лементами кодовой маски. Датчики в данной группе находятся на авном расстоянии один от другого или а расстоянии гп- от первого датчика. т. K-t()-i)i. любое целое число; шаг между элементами кодовой маски; порядковый номер датчика в группе;число датчиков в группе; , где 2 - порядковый номер групП 2 пы. Первые датчики в группах установлены между собой на расстоянии М. Ширина диафрагмы с - -3 т где 1 расстояние между центрами аберрационных пятен фокусирующего элемента кодовой дорожки при повороте барабана на угол T t- 2ftg-cA где { - фокусное расстояние; (с)ч - центральный угол, соответствующий щагу между элементами кодовой маски. Подставляя значение. Т в выражение (I), получим; t+2Ugot г7Г Устройство работает следующим образом. Световой поток, отраженный от фокусирующих элементов, псяхадает через диафрагмы на фотсяриамники одних датчиков и не пснтадает на фотоприемники других датчиков. Благодаря выведенной закономерности в расположении датчиков, их количестве и размерах диафрагмы, засветка фотоприемников происходит по определенной При повороте барабана на ощш шаг ме цу фокусирующими элементами, каясдая группа датчиков выдает в выбранной, например, двоичной системе счисления, соответстенно один, два и четыре импульса что соответствует трем разрядам двоичного кода, причем эти коды являются более младшими по отношению к той кодовой дорожке, с помощью которой с«и получены. Таким образом, установка N групп датчиков на дорожке младшего разрйда увеличивает дискретность преобразователя в 2 раз. При этом все датчики работают с одинаковой частотой, что позволяет увеличивать дискретность преобразователя без снижения его быстродействия. Использование зеркальных фокусирую щих элементов в дорожке младшего разряда дает более крутые фронты импульсов за счет того, что угловая скорость движения пучков света в этом случае в два раза вьпые CKqpocTH вращения барабана. Формула изобретения Фотоэлектрический преобразователь угол-код, содержащий неподвижный корпус в котором установлены вращающийся барабан с нанесенной на его цилиндрической поверхности кодовой маской, и датчики. каждый из которых состоит из осветителя, оптической системы, диафрагмы и фотогфиемника, отличающийся тем, что, с целью повышения разрешающей способности и быстродействия, кодовая дорои ка млаш.иего разряда, вдоль которой в корпусе установлены группы датчиков, выполнена в виде цепочки зеркальных фокусирующих элементов; а ширина диафрагм,г раз-мещенных перед фотоприемниками, равна t-«-2f-tgcx шаг между смежными фокусируюгде V щими элементами; { - фокусное расстояние фокусирующего элемента; ct- угол между прямыми, соединяющими середины смежных фокус1фующих элементов с центром бар&бана; число датчиков в группе. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское Свидетельство СССР № 356453, кл. Q О1 В 11/20, 1971. 2.Авторское свидетельство СССР N9 302594, кл. Q 01 В 11/26, 1968. 3.Литвак В. И. Фотоэлектрические датучики в системах контроля, управления и регулирования, М., Наука, 1966, с,185189 (прототип).