Фотоэлектрический датчик угла Советский патент 1982 года по МПК G01B11/26 

{54} ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДАТЧИК УГЛА .. 1 , , Изобретение относится к угла, используемым в приборостроении при автоматическом контроле угловых перемещений объекта. Известен оптико-электронный датчик угла, содержагаий автоколлимационную оптическую систему со свето делительным элементом и два фотоприемника, размещенных в пучках лучей, отраженных от граней призмы и включенных в мостовую схему,допол нительный светоделитель, направляющий световой поток, прошедший через основание пирамиды к фотоприемнику П. - Недостатком устройства является невысокая точность контроля из-за нестабильности параметров фотоприем ников с течением времени, требующая для обеспечения заданной углоЪо характеристики периодической настро ки мостовой схемы. Наиболее близким к изобретению является фотоэлектрическийдатчик угла,, содержащий автр уоллимационную оптическую систему со ветоделительн элементом в виде усеченной-призмы с зеркальными боковыми гранями и дв фотоприемников, каждый из которых установлен против одной из двух гра ней и включен в мостовую схему L2 Недостатком этого ;/устроЙства йляется невысокая точность измерений из-за изменения параметров фотоприемников с течением времени и необходимостью периодической поднастройки мостовых схем. Целью изобретения является повышение точности измерения. Эта цель достигается тем, что датчик снабжен блоком коррекции,оптически связанным с автоколлймационной оптической системой и выполненным в виде последовательно расположенных призменного отражательного элемента, модулятора и триппель-призмы, блока авторегулировадия сопротивления, включенного в одно из плеч мостовой схемы, и блока выделения сигнала коррекции, подключенного входом к выходу мостовой схемы, а выходом - к блоку авторегулирования сопротивления. На фиг. 1 представлена схема датчика; на фиг. 2 - схема включения фотоприемников. Датчик угла содержит источник 1 света, автоколлимационную оптическую систему формирования изображения источника 1 света в виде конденсатора 2, объектива 3 и отражателя 4, светоделительный элемент 5 с фаской в вергиине, фотоприемники 6 и 7,кажatiifl из которых установлен против ОДНОЙ из двух граней и которые включены в измерительную мостовую схему, состояпую из двух фотоприемников 6 и 7, блока 8 авторегулирования сопро тивления, включенного в одно из плеч мостовой схемы и блока 9 выделения сигнала коррекции, подключенного к выходу мостовой схемы, а выходом к блоку В авторегулирования сопротивления, а блок 9 выделения сигнала коррекции (фиг. 1) оптически связан с автоколлимационной оптической системой и выполнен в виде последовательно расположенных призменного отражательного элемента 10, модулятора 11 и триппель-призмы 12. Фотоэлектрический датчик угла работает следующим образом. Нить.накала источника 1 света про ектируется конденсором 2 в верши- ну светоделительного элемента 5, две боковые грани которого посеребрены, основание и фаска - прозра ны с небольшим перекрытием. Вершина светоделительного элемента 5 находится в фокальной плоскости объектива 3, поэтому вышедшие из объектива 3 лучи попадают на отражатель 4, пройдя призменный отражательный элемент 10, модулятор 11 и триппель-призму 12. Отраженные лучи направляются обратно в оптическую систему ЙГ попадают на фотоприемники 6 и 7. В фокальной плоскости формируются два автоколлимационных изображения, отличающихся по частоте модуляции cB тового потока. При этом автоколлима.иконное изображение,полученное от триппель-призмы 12, постоянно совпадает с фаской светоделителъного элемента 5, в то время как положение автоколлимационного изображения от отражателя 4 зависит от угла его разворота. Электрические сигналы на выходе измерительной мостовой схемы при засветке фотоприемников б и 7 лу чами от отражателя 4 и триппель-приз мы 12 поступают в блок 9 выделения сигнала коррекции. В начальный момен при настройке датчика угла параметры мостовой схемы подбирают таким образом, чтобы сигналы управления и коррекции при угле поворота отражате ля 4, равном нулю, были также равны нулю. Если параметры фотоприемников и 7 не меняются, то на выходе мостовой схемы при повороте отражателя 4 появляется только сигнал управления, характеризующий величину его углового положения. Когда же в процессе измерений изменяются параметры фотоприемникрв или других элементов датчика, то на выходе блока. 9 выделения сигнала коррекции появится сигнал коррекции , который подается на блок 8 авторегулирования сопротивления. При этом сопротивление одного Из плеч мостовой cxeMtj .изменяется в требуемом направлении до исчезновения сигнала коррекции . Это соответствует тому, что при изменении параметров составляющих элементов параметры мостовой схемы не изменяются. В противном случае сигнал управления содержит составляющую погрешности вследствие основных параметров мостовой схемы. Таким образом, введение блока коррекции выделения сигнала обеспечивает повышение точности измерения углов. Формула изобретения Фотоэлектрический датчик угла, содержащий автоколлимационную оптическую систему со светоделительным элементом в виде усеченной призмы с зеркальными боковыми гранями, и двух фотоприемников, каждый из которых установлен против одной из двух граней и включен в мостовую схему, о т личающийся тем, что, с целью повытчения точности измерения, он снабжен блоком коррекции, оптически связанным с автоколлимационной опти- . ческой системой и выполненным в виде последовательно расположенных призменного отражательного элемента, модулятора и триппель-призмы,блока авторегулирования сопротивления,включенного в одно из плеч.мостовой схемы, и блока выделения сигнала коррекции, подключенного входом к выходу мостовой схемы, а выходом - к блоку авторёгулирования сопротивления. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 289382, кл. G 02 ,В 27/30, 1971. , 2.Авторское свидетельство СССР 353229, кл. G 02 в 27/30, 1972. (прототип). .