Фотоэлектрический преобразователь угловых перемещений Советский патент 1980 года по МПК G01B11/00 

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к фотоэлектрическим устройствам с растровыми лимбами, и может быть .использовано как прецизионное измерительное устройство угловых перемещений. Известен фотоэлектрический преоб разователь KpyroBfcix перемещений с интегральным по всей окружности съе мом информации, содержащий точечный источник,света, подвижный и неподвижный лимбы с растровыми штриховьлми дорожками,, оптическую систему позволяющую осветить от источника света все деления растровы} лимбой и собрать Bgcb прошедший через лимбы световой поток фотоприемника 1 Недостатком устройства является невозможность выполнения цендгрально сквЬзного отверстия, необходимого для установки преобразователя непосредственно на вал, то есть для повышения точности измерения в цело Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является фотоэлектрический преобразователь угловых перемещений, содержащий последователь но установленные.осветительную сис. тему, растровоесопряжение с центральным сквозным отверстием, один растр которого имеет одну растровую круговую дорожку, а другой - две, сдвинутые относительно друг друга на четверть шага, и светоприемную с ис тему 21. Недостаток устройства заключается в том, чт выполнение осветительной системы в виде люминисцентной лампы, а светоприемной - в виде кругового фотоприемника приводит к попаданию на фотоприемник большого количества рассеяного света, что уменьшает точность преобразования. Цель изобретения - повышение точности преобразования. Это достигается тем, чт;о осве тительная системавыполнена из трех источников света, располол енных в вершинах равностороннего треугольника, лежащего в плоскости, параллельной плоскости растрового сопряжения, и имеющего точку пересечения биссектрис углов, расположенную на оси,.проходящей через центр сквозного отверстия, и оптической системы, состоящей из кольцевого вогнутого сферического зерала/ Оптическая ось которого совадает с осью сквозного отверстия астрового сопряжения, и трёх плосих зеркал, каждое из которых установлено в точке пересечения пер- . пендикуляра, проведенного от соотетствующих источника света к оси квозного отверстия, с фокусом сферического зеркала, а светоприемная система выполнена из трех пар фоторИемников,установленных попарно симметрично источникам света, и оптической системы, идентичной . оптической системе Осветительной системы.

На фигЛ изображена схема фотоэлектрического преобразователя; на фиг.2 - то же, вид сверху.

Преобразователь содержит два кольцевых вогнутых сферических зеркала 1 и 2, шесть плОских зеркал 3, 4, 5, 6, 7, 8, три источника 9, 10,11 света, растровое сопряжение, содержащее подвижный и неподвижный , с одной и с двумя сдвинутыми один Ьтносительно другого на четверть шага растровыми . круговыми дорожками растра 12 и 13 и .фотоприемник 14, воспринимающий световые пучки, прошедшие через растровую круговую дорожку (два других фотоприемника, воспринимающих такие же пучки, на чертеже не показаны), фотоприемник 15, воспринимающий световые пучки, прошедшие через другую, сдвинутую на четверть шага растровую круговую дорожку (два других фотоприемника, воспринимающих такие же пучки, на чертеже не :показаны) и сквозное отверстие 16. . .

С целью увеличения диаметра центрального сквозного, отверстия при тех же габаритах схема и.сохранении интегральностй отсчёта возможно увеличение количества .плоских зеркал (например, применение восьми плоских зеркал, образующих два квадрата) и соответствующее увеличение количества источников света и фотоприемников.

Преобразователь работает следующим образом. .

От источников 9, 10, 11. света расход ящиеся световые цучкйпопадают на плоские зеркала 3,4,5. Плоские зеркала расположены таким образом, что мнимые изображения источников Света получаются на оси центрального сквозного отверстия в фокусе кольцевого вогнутого сферического зеркала 1.Отразившись от плоских зеркал 3-8,расходящиеся пучки no-i падают на кольцевое-вогнутое сферическое зеркало 1,которое преобразует их в пучки с малой угловой расходикюстью и направляет на растровое сопряжение. Световые пучки,прошедшие две Реестровые круговые дорожки,попа(дают наг кольцевое вогнутое сферическое зеркало 2, образуя .кольца разны диаметров. Отраженные от зеркала 2 световые пучки попадают на плоские зеркала 6, 7, 8. Отразившись ОТ плоских зеркал б, 7, 8, световые пучки; прошедшие через одну растровую круговую дорожку, собираются на фотоприемник 14 и два други фотоприемника, воспринимающих такие же пучки (на чертеже не показаны), а световые пучки, прошедшие через другую, сдвинутую на четверть шага растровую круговую дорожку, собираются на фотопрйемник 17 и два других фотоприемника, воспринимающих такие же пучки (не показаны).

Таким образом, в фотоэлектрическом преобразователе осуществлена возможность круговых растровых дорожек .направленным параллельным световым потоком, что обеспечивает устранение всех погрешностей, связанных с наличием рассеяного свегга, осуществлен интегральный съем информации, что повышает точность измерений в результате практически полной компенсации ошибок делений лимбов, преобразователь, сохраняя интегральный съем информации, выполнен с центральным сквозным отверстием, что позволяет значительно повысить точность преобразования .

Формула изобретения

Фотоэлектрический преобразователь угловых перемещений, содержащий последовательно установленные осветительную систему, растровое соп эяжение с центральным сквозным отверстием, один растр которого имеет одну растровую круговую дорожку, а другой - две, сдвинутые относительно друг друга на четверть шага, и светоприемную систему, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, осветительная система выполнена из трех источников света, расположенных в вершинах равностороннего треугольника, лежащего в плоскости парашлельной плоскости растрового сопряжения, и имекяцего точку пересечения биссектрис.углов, расположенную на оси, проходящей через центр сквозного отверстия, и оптической системы, состоящей из коцевого вогнутого сферического зеркала, оптическая ось которого совпадает с осью сквозного отверстий растрозвого сопряжения, и тре плоских зеркал, каждое из которых установлено в точке пересечения перпендикуляра, проведенного от соответствующего источника света