SU1610255A1

SU1610255A1 - Photoelectric transmitter of angular displacements

Info

Publication number: SU1610255A1
Application number: SU874242028A
Authority: SU
Inventors: Лев Николаевич Мальцев; Игорь Вениаминович Меськин; Сергей Сергеевич Митрофанов; Валентин Павлович Петров
Original assignee: Ленинградский Институт Точной Механики И Оптики
Priority date: 1987-05-11
Filing date: 1987-05-11
Publication date: 1990-11-30

Abstract

Изобретение относитс к датчикам угла поворота с дискретным выходным сигналом и может быть использовано дл измерени угловых перемещений валов машин. Цель изобретени - повышение технологичности датчика в изготовлении. Это достигаетс выполнением на цилиндрических поверхност х промежуточной диафрагмы 9 и диска 6 модул тора пазов 10 и 7 с посто нным шагом по окружности, выполнением волоконных световодов 11 и 8 пр молинейными и закреплением их в пазах 10 и 7 так, что их торцы совпадают соответственно с торцовыми плоскост ми диафрагмы 9 и диска 6. Это упрощает сборку и повышает надежность креплени световодов. 1 ил.The invention relates to rotation angle sensors with a discrete output signal and can be used to measure the angular movements of the shafts of machines. The purpose of the invention is to improve the manufacturability of the sensor in manufacturing. This is achieved by performing on the cylindrical surfaces of the intermediate diaphragm 9 and the disk 6 of the modulator of the slots 10 and 7 with a constant pitch around the circumference, making the optical fibers 11 and 8 straight-line and fixing them in the slots 10 and 7 so that their ends coincide with the end faces of the diaphragm 9 and the disk 6. This simplifies the assembly and increases the reliability of fastening the optical fibers. 1 il.

Description

Изобретение относится к датчикам угла поворота с дискретным выходным сигналом и может быть использовано для измерения угловых перемещений валов машин.The invention relates to angle sensors with a discrete output signal and can be used to measure angular displacements of machine shafts.

Цель изобретения - повышение технологичности датчика в изготовлении путем выполнения на цилиндрических поверхностях промежуточной диафрагмы и диска модулятора пазов с постоянным шагом по окружности, выполнения волоконных световодов прямолинейными и закрепления их в пазах так, чтобы их торцы совпадали соответственно с торцовыми плоскостями промежуточной диафрагмы и диска модулятора.The purpose of the invention is to increase the manufacturability of the sensor in the manufacture by making grooves on the cylindrical surfaces of the intermediate diaphragm and the disk with a constant pitch around the circle, making the optical fibers rectilinear and fixing them in the grooves so that their ends coincide respectively with the end planes of the intermediate diaphragm and the modulator disk.

На чертеже представлен фотоэлектрический датчик угловых перемещений, разрез.The drawing shows a photoelectric sensor of angular displacements, section.

Фотоэлектрический датчик угловых перемещений содержит корпус 1, установленный в корпусе на подшипниках 2 и 3 вал 4 с фланцем 5, закрепленный на фланце 5 диск 6 модулятора с размещенными по его цилиндрической поверхности с постоянным шагом по окружности пазами 7 и прямолинейными волоконными световодами 8, закрепленными в этих пазах 7, например, с помощью клея так, что их торцы соответственно совпадают с торцовыми поверхностями диска 6 модулятора, закрепленную на корпусе 1 промежуточную диафрагму 9, выполненную в виде установленного против диска 6 модулятора кольцевого сегмента с размещенными по его цилиндрической поверхности с тем же шагом пазами 10 и прямолинейными волоконными световодами 11, закрепленными в этих пазах 10 так, что их торцы совпадают с торцовыми плоскостями промежуточной диафрагмы 9, излучатель 12 и фотоприемник 13, установленные на корпусе 1 соответственно против торцов волоконных световодов 8 и 11 диска 6 модулятора и·промежуточной диафрагмы 9.The photoelectric angular displacement sensor comprises a housing 1 mounted on a bearings 2 and 3, a shaft 4 with a flange 5 mounted on a flange 5, a modulator disk 6 with grooves 7 arranged along its cylindrical surface with a constant circumferential pitch 8 and rectilinear optical fibers 8 fixed in these grooves 7, for example, with glue so that their ends respectively coincide with the end surfaces of the modulator disk 6, an intermediate diaphragm 9 mounted on the housing 1, made in the form of an anti-disk mounted 6 of the modulator of the annular segment with grooves 10 arranged along its cylindrical surface with the same pitch and rectilinear optical fibers 11 fixed in these grooves 10 so that their ends coincide with the end planes of the intermediate diaphragm 9, the emitter 12 and the photodetector 13 mounted on the housing 1 respectively, against the ends of the optical fibers 8 and 11 of the modulator disk 6 and the intermediate diaphragm 9.

Фотоэлектрический датчик угловых перемещений работает следующим образом.A photoelectric sensor of angular displacements works as follows.

Корпус 1 датчика закрепляют на станине исследуемого механизма, а вал 4 соединяют с его валом жесткой муфтой. При вращении вала 4 обращенные друг к другу торцы волоконных световодов 8 на диске 6 модулятора и волоконных световодов 11 на промежуточной диафрагме 9 периодически устанавливаются в одно из двух экстремальных положений, при которых оптические оси волоконных световодов 8 и 11 либо совпадают, вследствие чего световой поток, поступающий от излучателя 12 на фотоприемник 13, достигает максимума, либо оказываются сдвинутыми на половину шага, вследствие чего этот поток спадает до минимума. Таким «дбразом, на выходе фото приемника 13 формируются измерительные импульсы, число которых пропорционально величине пройденного углового перемещения вала 4.The housing 1 of the sensor is fixed on the bed of the investigated mechanism, and the shaft 4 is connected to its shaft with a rigid coupling. When the shaft 4 is rotated, the ends of the optical fibers 8 facing each other on the disk 6 of the modulator and the optical fibers 11 on the intermediate diaphragm 9 are periodically set to one of two extreme positions in which the optical axes of the optical fibers 8 and 11 either coincide, resulting in a light flux, coming from the emitter 12 to the photodetector 13, reaches a maximum, or are shifted by half a step, as a result of which this flow drops to a minimum. In this way, at the output of the photo of the receiver 13, measuring pulses are formed, the number of which is proportional to the value of the passed angular displacement of the shaft 4.

Для фиксации начала отсчета углового перемещения диск 6 модулятора может быть снабжен дополнительной кодирующей дорожкой, на которой в радиальном направлении размещены дополнительные волоконные Световоды 14. Соответственно на промежуточной диафрагме 9 против них также по радиусу размещены дополнительные волоконные световоды 15. На корпусе против торцов волоконных световодов 14 и 15 соответственно расположены фотоприемник 16 и излучатель 17, которые образуют вместе с ними дополнительный канал получения измерительной информации. Этот канал может быть использован для счета целых оборотов вала 4.To fix the reference point of angular displacement, the modulator disk 6 can be equipped with an additional coding track, on which additional fiber optical fibers 14 are placed in the radial direction. Accordingly, additional fiber optical fibers 15 are also located on the intermediate diaphragm 9 against them. On the case against the ends of the fiber optical fibers 14 and 15, respectively, the photodetector 16 and the emitter 17, which together with them form an additional channel for obtaining measurement information. This channel can be used to count the whole revolutions of the shaft 4.

Использование размещенных на цилиндрической поверхности диска модулятора и промежуточной диафрагмы с постоянным шагом пазов и закрепление в них прямолинейных волоконных световодов, торцы которых совпадают с торцовыми поверхностями указанных элементов датчика, облегчают сборку датчика, повышают надежность крепления волоконных световодов, облегчают текущий ремонт (при необходимости) датчика при повреждении торцов световодов или их загрязнении посторонними частицами. В результате предлагаемый' датчик более технологичен в изготовлении, чем разработанные на том же принципе действия известные датчики, в которых необходимо было проводить укладку сложных по конфигурации жгутов волоконных световодов.The use of grooves located on the cylindrical surface of the disk of the modulator and the intermediate diaphragm with a constant pitch and fixing straight fiber optic fibers in them, the ends of which coincide with the end surfaces of these sensor elements, facilitate the assembly of the sensor, increase the reliability of fastening of the optical fibers, facilitate current repair (if necessary) of the sensor if the ends of the optical fibers are damaged or contaminated with foreign particles. As a result, the proposed sensor is more technologically advanced to manufacture than the known sensors developed on the same principle of operation, in which it was necessary to lay complex fiber bundles in configurations.

Claims

Claim

A photoelectric angular displacement sensor, comprising a housing, a shaft with a flange mounted on the bearings on the bearings, a modulator disk mounted on the flange of the modulator disk with optical fibers mounted on its cylindrical surface with a constant pitch around the circumference, an intermediate diaphragm mounted on the housing, made in the form of an annular ring mounted against the modulator disk segment with fiber optic fibers evenly spaced along its cylindrical surface with the same pitch, an emitter and a photodetector installed with it is responsible against the ends of the fiber optic fibers of the intermediate diaphragm and the modulator disk, distinguished by the fact that, in order to increase manufacturability in manufacturing, grooves with a constant circle pitch are made on the cylindrical surfaces of the intermediate diaphragm and the modulator disk, and fiber optical fibers executed straight

10 linear and fixed in the grooves so that their ends coincide respectively with the end planes of the intermediate diaphragm and the modulator disk.