Фотоэлектрический датчик угла

 

ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДАТЧИК УГЛА, содержащий соосно установленные кольцевой осветитель, два диска с нанесенными на поверхности каждого из них растровьми решетками, первый из которых установлен с возможностью вращения вокруг своей оси, а второй закреплен ИеподвижНо,фотоприемный блок и схему обработки, вход которой электрически связан с. выходом фотоприемиого блока, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повьшения точности измерения, растровая i решетка первого диска выполнена с числом штрихов, отличаю1ЦИМСЯ на единицу от числа штрихов растровой решетки второго диска, а один из штрихов растровой решетки первого диска удпийен по отношению к остальным, на свободной поверхности второго диска нанесены две круговые кодовые шкалы с одинаковым числой разрядов, обеспечивающим число кодовых комбинаций, равное числу штрихов растровой решетки этого же диска, одна из кодовых шкал оптически связана с растровой решеткой второго диска, фотоприемный блок выполнен в виде фотоприемников со светочувствитепьньв4И поверхностями в форме концеитричио расположенных колец, числофотоприемников равно сумме - разрядов кодовых шкал, а средний радиус каждого кольца равен СП среднему радиусу соответствующего разряда кодовых шкал. 00 00 а 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

4(sl) G 01 В 11/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ%9 (21) 3602688/25-28 (22) 21.02.83 (46). 30.05.85. Бюл. В 20 (72) M,Ê.Bàáàäæàíÿíö и А.Г.Приходько (71) ЛГУ им. А.А.Щданова (53) .531,74.53 1,. 715.2 (088. 8) (56) 1.Фотоэлектрические преобразо-. ватели информации. Под ред.Преснухина Л.H-, М., "Машиностроение", 1974, с.б0-61.

2.Авторское свидетельство СССР

У 462066, кл. t. О1 В 11/06, !

975 (прототип 1. (54) (57) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДАТЧИК

УГЛА, содержащий соосно установленные кольцевой осветитель, два .диска с нанесенными на поверхности каждого из них растровыми решетками, первый иэ которых. установлен,с воэможностью вращения вокруг своей оси, а . второй закреплен неподвижно, фотоприемный блок и схему обработки, вход которой электрически связан с, выходом фо1оприемного блока, о тл н ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения, растровая решетка первого диска выполнена с числом штрихов, отличающимся на единицу от числа штрихов растровой решетки второго диска, а один из штрихов растровой решетки первого диска удлийен по отноше- нию к остальным, на свободной по" верхности второго диска нанесены две круговые кодовые шкалы с одинаковьм числом разрядов, обеспечивающим число кодовых комбинаций; равное числу штрихов растровой решетки этого же диска, одна as кодовых шкап 2 оптически связана с растровой решеткой второго диска, фотоприемный блок выполнен .в виде фотоприемников со светочувствительными поверхностями {,,. в форме концентрично расположенных колец, число фотоприемников равно 2 сумме . -разрядов кодовых шкал, а средний радиус каждого кольца равен среднему радиусу соответствующего разряда кодовых шкал.

1158863

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для контроля угло» вого положения объектов.

Известно устройство, содержащее 5 кодированный диск и систему считывания информации (ll.

Недостатком известного устройства является невысокая разрешающая способность.

Наиболее близким по технической

10 сущности и достигаемому результату к изобретению является фотоэлектрический датчик угла, содержащий соосно установленные кольцевой осветитель, два диска с нанесенными на поверхности каждого из них раст,ровыми решетками, первый из которых установлен с возможностью вращения вокруг своей оси, а второй закреплен неподвижно, фотоприемный блок и схему обработки, вход которой электрически связан с выходом фотоприемного блока 523.

1 25

Недостатком известного устройства является невысокая точность вслед- . ствие систематических ошибок, возникающих при недостаточной надежности элементов. 30

Цель изобретения — повышение точности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что в фотоэлектрическом датчике угла, содержащем соосно установлен- З5 ные кольцевой осветитель, два диска с нанесенными на поверхности каждого иэ них растровыми решетками, первый из которых установлен с возможностью вращения вокруг своей оси, а вто- 4О .рой закреплен неподвижно, фотоприемный блок и схему обработки, вход кото» рой электрически связан с выходом фотоприемного блока, растровая решетка первого диска выполнена с числом штрихов, отличающимся на единицу от числа штрихов растровой решетки второго диска, а один иэ штрихов растровой решетки первого диска удлинен по отношению к остальным на свободной поверхности второго диска нанесены две круговые кодовые шкалы с одинаковым числом разрядов, обеспечивающим число кодовых ком бинаций, равное числу штрнхов растровой решетки этого же диска, одна as кодовых шкал оптически связана с растровой решеткой второго диска, фотоприемный блок выполнен в виде фотоприемников со светочувствительными поверхностями в форме концентрично расположенных колец, число фото приемников равно сумме разрядов кодовых шкал, а средний радиус каждого кольца равен среднему радиусу соответствующего разряда кодовых шкал.

На чертеже изорражена схема устройства.

Фотоэлектрический датчик угла содержит соосно установленные кольцевой осветитель 1, два диска 2 и 3 с нанесенными на поверхности каждого из-них растровыми решетками, первый из которых установлен с возможностью вращения вокруг своей оси, а второй закреплен неподвижно, фотоприемный блок 4 и схему 5 обработки, вход которой электрически связан с выходом фотоприемного блока 4, растровая решетка первого диска 2 выполнена с числом штрихов, отличающимся на единицу от числа штрихов растровой решетки второго диска 3, а один из штрихов растровой решетки первого диска 2 удлинен по отношению к остальным„ на свободчой поверхности второго .диска 3 нанесены две круговые кодовые шкалы с одинаковым числом разрядов, обеспечивающим число кодовых комбинаций, равное числу штрихов растровой решетки этого же диска 3, одна иэ кодовых шкал оптически связана с растровой решеткой второго диска 3, фотоприемный блок 4 выполнен в виде фотоприемников со светочувствительными поверхностями в форме концетрично расположенных колец, число фотоприемников равно сумме разрядов кодовых шкал, а средний радиус каждого кольца равен среднему радиусу соответствующего разряда кодовых шкал. Вращение диска 2 осуществляется валом.6, предназначенным для скрепления с контролируемым объектом. Осветитель 1, диск 3 и фотоприемный блок 4 закреплены не подвижно в корпусе 7.

Фотоэлектрический датчик угла работает следующим образом.

Свет от кольцевого осветителя i надает на диск 2, проходит через прозрачные штрихи растровой решетки этого же днска на растровую решет-. ку 3., Поскольку число штрихов одной растровой решетки отличается на единицу от числа штрихов другой

Таким образом, выполнение элементов фотоэлектрического датчика угла с растровыми решетками, отличающимися по числу штрихов на единицу, с двумя кодовыми шкалами и фотоприемниками со светочувствительными площадками в виде концентрических колец позволяет повысить точность измерения.

BHHHHH Заказ 3572/41 Тираж 651 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4

3 11588 растровой решетки, а ширина штрихов

J равна разности шагов решеток диска

2 и 3, то световой пучок сквозь обе растровые решетки проходит только через один из .штрихов решетки диска 3. При вращении диска 2 местоположение пучка света, прошедшего через обе растровые решетки дисков 2 и 3, перемещается по кругу. Местоположение этого пучка света регистри- 10 руется светочувствительными кольцами фотоприемного блока 4 с помощью круговой кодовой шкалы, сопряженной с растровыми решетками дисков 2 и 3.

Потенциальный код с выхода блока 4 подается на вход схемы 5 обработки, которая для каждого потенциального кода вычисляет значение угла, однозначно соответствующее угловому положению вала 6, Аналогичным образом регистрируется положение светового пучка от выделяющегося по длине штриха растровой решетки диска 2 с

63 помощью второй круговой кодовой шкалы диска 3. Если число штрихов растровой решетки равно Н, а число элементов растровой решетки диска 2 равно

Н +1, то количество возможных комбинаций каждой круговой. кодовой шкалы должно быть равно М, За один полный.оборот вала 6 фотоприемный блок 4 подает на вход схемы 5 обработки М кодовых значений от выделяющегося по длине штриха растровой решетки диска

2. При повороте вала 6 на 360 на входе схемы 5 обработки сменяется мlй + 1 ) потенциальных кодов.