Оптический датчик перемещений объекта Советский патент 1980 года по МПК G01B11/00 

Отражатель 2 выполнен таким образом, что два его прямых двугранных угла имеют равные по абсолютной величине отступления от 90, и позволяет получить отраженный опорный луч, Yioложение которого в пространстве не меняется при поворотах отражателя 2 ча угол tЧ . Кроме того, отражатель 2 дает луч, отражаемый его,передней поверхностью и поворачивающийся на угол 2 Ч относительно опорного луча при повороте отражателя на угол Ц/.

Полупрозрачное зеркгшо 5 установлено по ходу опорного луча и делит этот луч на две составляющие.

Оптический датчик работает следующим образом.

Осветитель 1 направляет излучение на отражатель 2 под угломЧ . От отражателя 2 из-за дефекта двугранных углов идут два отраженный луча. Положение опорного луча неменяется в пространстве при .изменении угла , а положение другого луча в пространстве зависит от угла Ч таким образом, что между этими лучами всегда угол 24 . Один луч проходит через светоделитель 4 и делится на две составляющие. Одна составляющая опорного луча попадает на боковую грань одной части призмы 3, а другая составляющая с помощью заркс1ла 5 - на боковую грань другой части призмы 3. Луда же но несколько под другим углом, приходит луч. Отраженные от вращающейся призмы 3 эти лучи преобразуются в полосы света, сканируемые на светочувствительные преобразователи 6 8 соответственно. Причем моменты времени, в кбторыелучи попадают на светчувствительные преобразователи 7 и 8 не зависят от угла Ч , а моменты времени, в которые луч приходит на светочувствительный преобразователь 6 зависят от угла . Поэтому сигналы, идущие от светочувствительного преобразователя 6, сдвинуты относна-ельн сигналов, идущих от преобразователей 7 и 8 на некоторый угол.

На выходе смесителя 9 сигнал изменяется с частотой биения сигналов преобразователей б и В, а на выходе смесителя 10 -,с частотой биения сигналов прёобразова-гелей 7 и 8. В

связи с муаровым сопряжением сигналов в смесителях 9 и 10 сдвиг по фазе между сигналами на выходе смесителей 9 и 10 значительно больше сдвига по фазе сигналов, идупих от преобразователей 7 и 8. Причем сдвиг по фазе сигналов не Зависите от случайных смещений призмы 3, светоделителя 4, зеркала 5, преобразователей 6, 7 и смесителя 10, так как эти смещения вызывают синхронные смещения лучей,

что приводит к уменьшению дополнительных погрешностей измерений и к повыаению точности измерения. Фазовый детектор 11 дает на выходе сигнал, пропорциональный измеряемому углуЯ .

Формула изобретения

Оптический датчик перемещений

0 объекта, содерйсапщй осветитель, пос- ледовательно расположенные по ходу излучения отражатель, закрепляемый на объекте, многогранную зеркальную призму и светочувствительный преобразователь, отличающийся тем,tчто, с цель повышения точности измерения, он снабжен светоделителем, установленным между отргикателем и многогранной зеркальной призмой, выполненной из двух частей, имеющих неравное и.некратное число граней, зеркалом, размещенным в отраженном от светоделителя потоке излучения, дву.мя дополнительными светочувствительными преобразователями, установленными в ряд с первым в плоскости, перпендикулярной потоку излучения, двумя смесителями, вход одного Смесителя связан с выходами первого и третьего преобразователей, вход другого - с

л выходами второго и третьего преобразователей, и фазовым детектором, вход которого связан с выходами смесителей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 5 1. Воронцов Л.Н. Фотоэлектрические системы контроля линейных величин. М., 1965, с. 69-71.

2. Авторское свидетельство СССР №619789, кл. G 01 В 11/00, 1978 (прототип).