Фотоэлектрическое отсчетное устройство Советский патент 1982 года по МПК G01B11/00 

(54J ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ОТСЧЕТНОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, в частности, для автоматического измерения величины перемещений подвижных элe 5eнтoв станков и приборов. Известен фотоэлектрический преобразователь угловых перемещений, снаб женный п парами опорных и информатив ных каналов. Информативный сигнал яв ляется результатом алгебраической суммы п сигналов 1. Недостатком такого преобразователя является довольно сложная схема обработки сигналов. Кроме того, точность работы этого преобразователя сникается из-за того, что фаза резул тирующего сигнала зависит от изменения амплитуд суммируемых сигналов. Из-за н:епостоянства пропускания раст ровых звеньев амплитуды отдельных си налов изменяются, что приводит к изменению фазы результирующего сигнала . Наиболее близким к изобретению ПО технической сущности является фотоэлектрическое отсчетное устройство, содержащее последовательно расположенные источники излучения, запитанные сдвинутым друг отиоситвльно друга переменным напряхением, освети-,тельную систему, индикаторный и измерительный растры, собирающую лиизу . и фотоприемник . Осветительная система выполнена в виде конденсаторов, число которых равно числу п источников излучения (в данном случае п 3). Индикаторный растр шлполнен п-фазным за счет того, что имеет п групп штрихов, сдвинутых друг относительно друга на 1/п шага растра. Источники излучения напитываются переменным напряжением со сдвигом по фазе друг относительно на 2J /п 2J. Недостатком данного фотоэлектрического отсчетного устройства является неодинаковое изменение амплитуд суммируегАлх сигналов из-за непостоянства пропускания измерительного растра и освещения источниками излучения различных зон, что приводит к низкой точности отсчета. . Цель изобретения - повыьтение точности отсчета. Поставленная цель достигается тем, что фотоэлектрическое отсчетное устройство, содержащее последовательно расположенные источники излучения, запитаннЕЮ сдвинутим друг относительно друга переменным напряжением, осветительную систему, индикаторный и измерительный растры, собирающую линзу и фотоприемник, снабжено оптическим компонентом, формирующим параллельный пучок света и установленным между измерительным растром и собирающей линзой, индикаторный растр выполнен однофазным, осветительная система выполнена в виде одиночного конденсора, источники излучения расположены в фокальной плоскости конденсора на расстоянии Ё друг от друга, равном где - фокусное расстояние конденсора ; t - шаг растров; п - число источников излучения) с - зазор между растрс1ми. На чертеже изображена принципиаль 1ная схема фотоэлектрического отсчетного устройства. Фотоэлектрическое отсчетное устройство содеркит три источника 1 излучения (например, светодноддаг), запитанные сдвинутым друг отнрсителзьйо друга переменным напряжением, конден сор 2, индикаторный 3 и измерительны 4 растры, оптический кo шoнeнт 5, со бирающую линзу б и фотоприемник 7. Работает фотоэлектрическое отсчет нов устройство следующим образом. Источники 1 излучения находятся в фокальной плоскости конденсора 2.. Источники 1 излучения расположены таким образом, что оси излучаемых ими световых пучков составляют друг с другом некоторый угол oL . Величина этого угла зависит от величины зазора с между индикаторНБЕМ 3 и измерительным 4 растрами и шага t растров. Например, при трех источниках излучения и шаге t растров угол ct- опре деляется из следующей зависимости : c-tqfot.i- / . Тогда световые излучения, освещая одну и ту же зону растров 3 и 4, будут подвергаться амплитудной модуляции расхровым звеном со сдвигом по фазе друг относительно друга на 2J/3 Источники излучения также запитыв ются переменным напряжением со сдвигом по фазе друг относительно друга на 2V3. . Световые пучки после прохождения сопряжения растров 3 и 4 оптическим компонентом 5 делаютсяп;1раллельными и направляются на собирающего линзу. 6, в фокальной плоскости которой установлен фотоприемник 7, с которого снимается результирую11а1й электрический сигнал, временная фаза которого равна пространственной фазе сопряжения измерительного и индикаторного растров. Таким образом, при перемещении измерительного растра 4 при изменении его пропускания амплитуды суммируемых сигналов изменяются строго одинаково, что не приводит к изменению фазы результирующего сигнала. И, следовательно, точность работы фотоэлектрического отсчетного устройства повышается. При работе по описываемой схеме реально эшибка не будет превышать 3% от шага растров. Кроме того, в предлагаемом устройстве упрощается конструкция индикаторного растра, он становится однофазным и его изготовление не представляет никаких трудностей. Количество конденсоров также снижается до минимума. Формула-изобретения Фотоэлектрическое отсчетное устройство, содержащее последовательно расположенные источники излучения, запитаннне сдвинутым друг относительно друга переменным напряжением, осветительихто систему индикаторный и измерительный растры, собирающую линзу и фотоприемник, отличающееся тем, что, с целью повьюеиия точности отсчета, оно снабжено оптическим компонентом, формируюишм параллельный пучок света и установленным между измерительны - растром (И собирающей линзой, индикаторный (растр выполнен однофазным, рсветитальная система выполнена в виде одиночного конденсатора, источники излучения расположены в фокальной плоскости конденсатора на расстоянии друг от друга, равном , где, - фокусное расстояние конденсора;t - шаг растров; п число источников излучения; с - зазор между растрами. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 748127, кл. G 01 В 11/00, 1980. 2.Фотоэлектрические преобразователи информации. Под ред. проф. Л.Н. Преснухина, М., Махаинострое1974, с. 218-220 (прототип).