Измеритель скорости и угла поворота вала Советский патент 1981 года по МПК G01P3/36 G08C9/06 

Изобретение относится к измерител ной технике и может быть использовано, в частности, в машиностроении для измерения скорости и углового по ложения валков прокатных станов, Известны измерители угла поворота содержащие механический носитель дис кретной информации (растворые диски, кодовые маски, диски с магнитными метками и др..), связанный с контроли руемым валом, и считывающие, элементы обеспечивающие информацию, по которо судят об измеряемом угле поворота Ul. Недостатком указанных измерителей является то, что плотность нанесения диск зетной информации на носитель имее определенный предел, за которым трудности и стоимость изготовления резко возрастают. Кроме того, при увеличении плотности информации уплотняются считывающие элементы, что снижает надежность устройств. Наиболее близким к предлагаемому явпяется устройство, состоящее из вспомогательного двигателя, на валу которого установлен диск с источником света и вторичной катушкой питающе о трансформатора, неподвижных фотодиодов, первичной катушки, связанной с генератором импульсов, нульорганов ,.блока формирования кода и подвижного фотодиода, размещенногсэ на входном валу f2. При вращении диска опроса с осветителем в неподвижных и в подвижном фотодиодах возникают сигналы, используемые для.формирования кода углового положения контролируемого вала. Описанное устройство имеет ряд существенных недостатков, ограничивающих надежность и точность измерения. Цель изобретения - повышение надёжности и точности измерения угла и скорости поворота контролируемого вала. Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены шесть отражателей излучения, два из которых закреплены неподвижно, а четыре - попарно на барабанах, при этом барабан вспомогательного двигателя снабжен меткой, оптически связанной с первым фотоприемником, а источник света через отражатели оптически связан со вторым фотоприемником. На чертеже показан один из вариантов измерителя в момент совпадения

оптических осей отражающих систем барабанов.

Измеритель содержит вспомогательный двигатель 1 врадцення, на валу которого закреплен барабан 2 с меткой 3, в барабане 2 закреплены отражатели 4 и 5, оптически прозрачную пластину .6 и закрепленные на ней отража|тели 7 и 8,. контролируемый вал 9 с закрепленным на нем барабаном 10, внутри которого закреплены отражатели 11 и 12, фотоприемник 13, фотоприемник 14, излучатель 15 света, корпус 16 измерителя и блок 17 обработки информации.

Двигатель 1 установлен соосио контролируемому валу 9, а прозрачная пластина б установлена между барабанами 2 и 10 в плоскости, перпендикулярной оси вращения. Две naj« отражателей 4, 5 и 11, 12, установленные в ба рабанах 2 и 10, образуют две одинаковые встречно направленные отражающие оптические система. Отражатель 4 в барабане 2 закреплен так, что центр его отражающей плоскости находится на оси вращения и плоскость его расположена под углом 45 к оси вращения. Центр отражателя 5. размещен на определенном радиальном удалении от центра отражателя 4 так, чтобы его плоскость отражения была расположена под углом 90° к плоскости отражателя 4. Расположение отражателей 11 и 12 в барабане 10 аналогичное, но встречное относительно оси вращения..

На прозрачной пластине б с обоих сторон на оси вращения барабанов закреплены отражатели 7 и 8, так, что их отражающие плоскости находятся под углом 45° к оси вращения и обращены в стороны от прозрачной пластины. На центр отражакщей поверхности отражателя 7 по радиусу направлен луч излучателя 15 света. Фотоприемник 14 установлен по радиусу напротив центра отражателя 8. Отражателями могут служить зеркала, и т.д. По образующей барабана 2 нанесена- метка 3, в качестве которой можно использовать темную полоску на светлом фоне и считывать ее фотоэлементом. Фотоприемник 13 ифотоприемник 14 соединены с блокЬм 17 обработки информации.

У(ртройство работает следующим образом.

Двигатель 1 вращает с постоянной скоростью барабан 2. Метка 3, проходя мимо фотоприемника 13, вызывает появление сигнала, который ) является нулевой точкой отсчета угла для блока 17 обработки инфор-мации.

Второй сигнал, связанный с угловым положением контролируемого вала 9, возникает при совпадении положения оптических систем обоих барабанов 2 и 10,когда луч излучателя 15 света, послёдовательно отражаясь отражателями 7, .5, 4, 12, 11 и 8, попадает на фотоприемник 14. Совпадение оптических осей отражающих систем барабанов происходит один раз з оборот двигателя, скорость вращения которого-, выбирается по крайней мере на порядок выие скорости контролируемого вала. При постоянной скрости вращения двигателя интервал времени между сигналами, снимаемыми с фотоприемни-ка 13 и фотоприемника 14, пропорциональный углу поворота контролируемого вала 9.: В блоке обработки информации- временной интервал, несущий информацию о скорости и угле -поворота, преобразуется в удобную для использования форму.

Формула изобретения

Измеритель скорости иугла поворота вала, содержащий установленные соосно два -кодовых барабана, один и которых связан с контролируемым валом, а второй - с валом вспомогателного двигателя, излучатель света и два фотоприемника, соединенные с блоком обработки информации, отличающий ся тем, что, с цел пов В11ения точности и надежности измерений, в него введены шесть отражталей излучения, два из которых закреплены неподвижно, а четыре - попно на барабанах, при этом кодовый, барабан вспомогательного двигателя снабжен меткой, оптически связанной с первым -фотоприемником, а источник света через отражатели оптически связан со вторым фотоприемником.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

- 1. Авторское свидетельство СССР №347774, кл. G 08 С 9/06, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР № 525145, кл. G 08 С 9/06, 1975 (прототип).