SU781560A1 - Оптический датчик перемещений - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к контрольно-измерительной технике, а именно к оптическим датчикам перемеи-ений. Известен оптический датчик перемещений , содержащий последовательно расположенные осветитель,отражатель закрепленный на объекте,решетку и светочувствительный прёобразователь ijНедостатком этого датчика  вл етс  низка  чувствительность. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  оптический датчик перемещений, содержащий последовательно расположенные осветитель, отражатель, закрепл емый на объекте, прерыватель света, призму с боковыми зеркальными гран ми, установленную с возможностью вращени  вокруг оси сим метрии ,решетку, светочувствительный преобразователь, последовательно сое диненные синхронизатор и привод вращёни  прерывател  и призмы (2) . Недостатком этого датчика  вл етс  низка  чувствительность. Цель изобретени  повьоиение чувствительности , Это достигаетс  тем, что датчик снабжен оптической системой, установ ленной между прерывателем и решеткой и выполненной из двух полупрозрачных зеркал, установленных параллельно друг другу под углом 45 к оси вращени  призмы, и размешенной между ними приз-. мы Доне, и двум  дополнительными светочувствительными преобразовател ми, один из которых оптически св зан с призмой Дове, другой - с полупрозрачным зеркалом, а отражатель имеет погрешности пр мых двугранных углов. На чертеже изображена принципиальна  схема предлагаемого датчика. Оптический датчик перемещений содержит осветитель 1, отражатель 2, закрепл емый на объекте,прерыватель 3 света,призму 4, установленную с возможностью вращени  вокруг оси симметрии , решетку 5, светочувствительный преобразователь 6, синхронизатор 7, привод 8 вращени  прерывател  3 света и призмы 4, два полупрозрачных зеркала 9 и 10, установленных параллельно друг другу под углом 45 к оси вращени  призмы 4, призму 11 Дове, размещенную между ними, и два дополнительных светочувствительных преобразовател . 12 и 13, один (12) из которых оптически св зан с призмой 11 Доie, другой (13) - с 1Толупро Е)&чньм эескалом. Датчик работает следующим образом Осветитель 1 направл ет световой луч на отражатель 2. Отражатель 2 выполнен с погрешност ми пр мых двугранных углов. Напри мёр . Два пр мых;двугранных угла отра жатёл  имеют равныепо знаку и по аб солютной величине погрешности.Один -из лучей (Т), Отраженных отражателем 2, перемещаетс  в пространстве только при повороте отражател  2 вокруг ;, оси ОХ на й йе рёагйруё йа повороты отражател  2 вокруг осей ОУ м OZ на иФ . При малых величинах угла Ч) луч перемещаетс  в го ризойтальной плоскости. Луч проходит через прер1иватель 3 и попадает на бо ковую грань призмы 4, котора  враща .етс  от привода 8. Отраженны от при мы 4 преобразуетс  в прерывистую световую полосу,.т.е. в растр, так как прерыватёль 3 дёйствует синх1рЬнно с призмой 4. Прерывиста  полоса света попадает на решетку 5. Шаг решётки 5 и частота прерывани  выбрайы таким образом, чтобы сопр жение было нониусным. Тогда в месте совпадейи  прозрачного участка решетки 5 с лучом света последний проходит на светочувствительный преобразователь 6. Смещение растра приводит к- еще большему смещению места совпадени  : прозрачного участка решетки 5 с jiy- , чом света, что в свою очередь приводит к освещению другой ча1стр свето чувствительного преобразовател  6/ Таким образом, выходной сигнал светочувствительного преобразовател  пропорционален величине угла скручив .: Отражатель. 2 установлен/TaiK, что световой луч (Г) , отраженный от передней грани отражател  2, йапр авл етс  на призму 4. Этот луЧ при поворотах отражател  2 вокруг осей OZ и ОУ ва углы и поворачиваетс  в го ризонтальной и вертикальной плоскоет х на углы 24 и 23Ёсо01г ё ствёйНо. Часть луча, пройд  полупрозрачное зеркало 9; 1ёрёз Щ5ёрб1батёЙ ГТСйёта 3 поступает на призму 4 и отражаетс  от нее в направлении решетки 5. При поворотах 5тражател  2 вокруг оси OZ на угол Ч после призмы 4 взаимодействует с решет;крй 5 и светочувствительным преое5ра§оватёлем 12айалОгично взаимодейст вй1б Т1у С решёткой 5 и светочувствительным пре образователем 6. Таким образом, j:o сйеточувствительнЬго преобразо вател  12Ъ 1ийаетС  сигнал, величина которо го пропорциональна углу Ч. Смещение рассматриваемой час±и луча в вертикальной плоскости не приводит к нару

Claims (2)

1. - --- ----нйю работы светочувствительного преобразовател  12, так как он выполнен таким, чтобы перекрыть возможные смещени  луча, обусловленные углом поворота ЭБ. Втора  часть луча Г1 , отразившись от полупрозрачного зеркала 9,поступа-. ет на призму 11 Дове,главна  плоскость которой повернута на угол 45° по отнОшёнйГю к лучу 11 , идущему от отражател  2. За счет действи  призмы 11 Дове на ее выходе направление смещени  луча по отношению к исходному мен етс  на 90°. С помощью зеркала 10 луч йаправл етс  на призму 4, Таким образом при поворотах отражател  2 вокруг оси ОУ на угол рассматриваема  часть луча смещаетс  относительно призмы 4 в направлении, перпендикул рном оси вращейи  призмы 4. После отражени  от призмы 4 эта часть луча взаимодействует с решеткой 5 и светочувствительным 13. С преобразовател  13 снимаетс  сигнал, величина которого пропорциональна углу2В. Таким обарзом, предложенный датчик дает возможность получить информацию о пространственном положении объекта. Формула изобретени  Оптический датчик перемещений, содержащий последовательно расположенные осветитель, отражатель, закрепл емый на объекте,прерыватель света, призму с боковыми зеркальными гран ми , установленную с возможностью вращени  вокруг оси симметрии, решетку, свёточувствительйый преобразователь, последовательно соединенные синхронизатор и привод вращени  прерывател  и призмы, о т л и ч а ю щ и и с   тем, что,с це.л(ь|(з повеаоени  чувствительности , он снабжен оптической системой, установленной между прерывателем и решеткой и выполненной из двух полупрозрачных зеркал, установленных араллельнр друг другу под углом 45 к Оси вра1аени  призмы, и размещенной между ниш призмы Дове, и двум  дополнительиЬ1ми светочувствительными преобразовател ми, один из которых оптически св зан с призмой Дове, другой - с полупрозрачным зеркалом, а отражатель Hbfe6T погрешности пр млх друIPаннахуглов. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Воронцов Л,Н.Фотоэлектрические системы контрол  линейных вёлйЧИн. М,, 1965, с. 69-71.
2. 2.Авторское свидетельство СССР 619789, кл. G 01 В 11/00, 1978.