Двухкоординатный оптический датчик перемещения
Полезная модель относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использована при измерении перемещения подвижных объектов или их частей. Датчик позволяет измерять перемещение одновременно по двум координатам, используя только одну линейку фотоэлементов. Двухкоординатный оптический датчик перемещений содержит корпус и расположенные в нем последовательно: фотоэлектрический преобразователь, выполненный в виде линейки фотоэлементов со схемой управления и считывания информации, шторку, выполненную с двумя кромками, расположенными на пересекающихся прямых и источник света. Шторка соединена с подвижной частью объекта, а корпус - с неподвижной. Значения проекций вектора перемещения подвижной части объекта на оси координат, связанные с объектом, вычисляются по номерам фотоэлементов, находящихся на границах свет-тень.
Полезная модель относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использована при измерении перемещения подвижных объектов или их частей.
Известно устройство для определения координат движущегося объекта [а.с. СССР №1037062], содержащее вращающийся источник света, закрепленный на движущемся объекте, и три неподвижных линейки фотоэлементов со схемами управления и считывания информации (схема считывания представляет собой пороговое устройство), оси которых параллельны одной из осей координат. Величина координаты по этой оси рассчитывается по данным о порядковых номерах засвеченных элементов, по двум другим - исходя из временных интервалов засветки элементов линеек. Недостатком указанного устройства является достаточно сложная конструкция.
Известен также оптический датчик перемещений [патент РФ №2226670] (прототип), содержащий корпус и расположенные в нем последовательно: фотоэлектрический преобразователь, выполненный в виде линейки фотоэлементов со схемой управления и считывания информации, шторку со скошенной (расположенной под углом к оси линейки фотоэлементов) кромкой и источник света, при этом шторка установлена с возможностью соединения с подвижной частью объекта. Величина координаты рассчитывается по данным о порядковых номерах засвеченных элементов. Чувствительность (цена деления) датчика в направлении, перпендикулярном оси линейки фотоэлементов, определяется как произведение котангенса угла между кромкой и осью линейки фотоэлементов на шаг линейки фотоэлементов, а вдоль оси равна шагу линейки. Недостатком датчика является ограниченные функциональные возможности, так как определить можно только одну из координат объекта и только при условии, что
шторка перемещается именно по этой координате.
Целью полезной модели является устранение недостатка аналога и расширение функциональных возможностей прототипа - обеспечение измерения перемещений одновременно по двум координатам.
Для этого в известном оптическом датчике перемещений, содержащем корпус и расположенные в нем последовательно: фотоэлектрический преобразователь, выполненный в виде линейки фотоэлементов со схемой управления и считывания информации, шторку со скошенными кромками и источник света, при этом шторка установлена с возможностью соединения с подвижной частью объекта, шторка выполнена с двумя кромками, расположенными на пересекающихся прямых.
Значения проекций вектора перемещения подвижной части объекта на оси координат, связанные с объектом, вычисляются по номерам фотоэлементов, находящихся на границах свет-тень.
На чертеже изображен вариант конструктивной схемы предлагаемого датчика.
Шторка 1 вместе с лазерным светодиодом 2 прикреплена через гофр 3 к подвижному объекту 4. Корпус 5, в котором установлена линейка фотоэлементов 6 и плата схемы управления и считывания информации 7, прикреплен к неподвижному объекту 8. Кромки шторки 1 расположены в плоскости, параллельной оси линейки фотоэлементов 6 и под углом 45° к ней. Таким образом, чувствительность датчика по обеим координатам равна шагу линейки фотоэлементов 6, а максимальное значение модуля вектора перемещения объекта равно 1/4 части длины линейки фотоэлементов 6. Шторка 1 показана на чертеже в положении начала координат.
Схема управления и считывания информации 7 определяет номера фотоэлементов, находящихся на границах свет-тень (на чертеже обозначены А, В). Значения проекций вектора перемещения подвижного объекта 4 на оси координат, связанные с неподвижным объектом 8, вычисляются по формулам:
Х=0,5а·(В-А)-L/4;
Y-0,5a·(A+B)-L/2,
где а и L - соответственно шаг и полная длина линейки фотоэлементов 6.
Двухкоординатный оптический датчик перемещений, содержащий корпус и расположенные в нем последовательно: фотоэлектрический преобразователь, выполненный в виде линейки фотоэлементов со схемой управления и считывания информации, шторку со скошенными кромками и источник света, при этом шторка установлена с возможностью соединения с подвижной частью объекта, отличающийся тем, что шторка выполнена с двумя кромками, расположенными на пересекающихся прямых.
