Оптоэлектронный торсиометр Советский патент 1981 года по МПК G01L3/08 

() ОПТОЭЛЕКТРОННЫЙ ТОРСИОМЕТР

I

Изобретение относится к измеритель й технике и может быть использовано для измерения вращающего момента.

Известен оптический торсиометр, содерх ащий осветитель, два. зеркала, связанных с торсионом, и экран со шкалой

Однако известный торсиометр обладает низкой чувствительностью.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является оптоэлектррнный торсиометр, содержащий растровый диск, закрепленный на одном конце вала, (ЗСветитель и световод, расположенные по разные стороны растрового диска, решетку и светочувствительный преобразователь 21«

Недостатком такого торсиометра также является низкая чувствительность и отсутствие возможности определения направления вращения вала.

Цель изобретения - повышение чувствительности и обеспечение возможности определения направления вращения вала..

Эта цель достигается тем, что в устройство введена многогранная призма с зеркальными боковыми гранями, жестко связанная с другим концом вала и установленная между световодом и решеткой, а в качестве светочувствительного преобразователя использован позиционный фотоприемник, установленный за решеткой, причем шаг растра диска не равен и не кратен шагу решетки. Кроме того, штрихи растра выполнены асимметричными относительно радиусов диска.

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого торсиометра; на фиг.2 пример выполнения растрового диска.

Оптоэлектронный торсиометр содержит установленные последовательно по ходу светового луче осветитель 1 , растровый диск 2, световод 3, многогранную призму t с зеркальными боковыми гранями, решетку 5 и позиционный фотоприемник 6. Диск 2 закреплен на одном конце вала 7 многогранная призма k - на другом. Торсиометр работает следующим образом. Луч света от осветителя 1 проходя через диск 2 с растром, вращающийся вместе с валом 7 прерывается с интервалом времени, линейно связанным с шагом растра на диске 2, и через световод 3 подается на зеркальные бо ковые грани многогранной призмы , также вращающейся вместе с валом 7. Многогранная призма А разворачивает прерывистый луч света, падающий на ее боковую грань, в светящуюся пунктирную линию, падающую на решетку 5 Число штрихов М светящейся пунктирной линии определяется по формуле , где п - число штрихов растра на диске 2; N - число зеркальных боковых гра ней на многогранной призме Светящаяся пунктирная линия, .падая на решетку 5, вступает с ней в сопряжение, картина которого проецир ется на позиционный фотоприемник 6. В случае изменения вращающего момента на валу 7 происходит окручивание вала на угол Ч Соответственно, происходит смещение изображения на позиционном фотоприемнике 6 на величину .я|--, где R - радиус растрового диска; Н - шаг растрового диска; h - шаг решетки. Так как изменение угла скручивания Ч вала 7 пропорционально изменению момента на этом валу 7, вы ходной сигнал позиционного фотоприе ника 6 пропорционален моменту на ва лу 7. Использование в торсиометре многогранной призмы с боковыми зеркальными гранями, позиционного фотоприем ника и выбор шага растра диска, не равного и не кратного шагу решетки, позволит повысить чувствительность, а выполнение штрихов растра асимметричными относительно радиусов диска позволит определить направление вращения вала Формула изобретения К Оптоэлектронный торсиометр, содержащий растровый диск, закрепленный на одном конце вала, осветитель и световод, расположенные по разные стороны растрового диска, решетку и светочувствительный преобразователь ,отличающийс я тем, что, с целью повышения чувствительности, в него введена многогранная призма с зеркальными боковыми гранями, жестко связанная с другим концом вала и установленная между световодом и решеткой, а в качестве светочувствительного преобразователя использован позиционный фотоприемник, установленный за решеткой, причем шаг растра диска не равен и не кратен шагу решетки. 2о Торсиометр по п, 1., о т л и чающийся тем, что, с целью определения направления вращения вала, штрихи растра выполнены асимметричными относительно радиусов диска. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № , Kf}, G 01 L 3/08, 1968. 2.Патент Великобритании № 1 70167, кл. G 1 А, H.Ot.77. (прототип) . Фм .1