Устройство для определения параметров вращения вала

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения угла поворота, угловой скорости, ускорения и направления вращающихся объектов. Целью у IT W//M//////////

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (у) С 01 P 3/36

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТ Т

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНР ТИЯ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4735079/10 (22) 19 ° 07.89 (46) 30.10.91. Бюл. Р 40 (75) А.А.Левковский и О.В.Назарьев (53) 531.74(088.8) (56) Патент Великобритании Ф 2162635, кл. G 01 В 11/26, 1986.

„„SU„„1688165 А 1

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ВРАЩЕНИЯ BAJIA (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения угла поворота, угловой скорости, ускорения и направления вращающихся объектов. Целью

1688165 изобретения явля ет(. .я )! Овы!!!ен!!е точности. К контролируемому объекту 15 крепят модулятор 7 в вице светоотражающей пластины с различными коэффициентами отражения сторон. При вращения

5 объекта 15 электронным блоком 9 с помощью фотоприемников "-4, лазера 5 и светоделителя 6 регистрируют измеряемые параметры. При этом появление импульсного сигнала с максимальной амплитудой от фотоприемника 3 фиксируется электронным блоком 9 как исходное состояние модулятора 7 при

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения угла поворота, уг— ловой скорости, ускорсния и направления вращения объектсв.

Целью изобретения является повышение точности. 25

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Устройство для бесконтактного определения угла поворота, угловой скорости и ускорения вращающихся объектов содержит фотоприемники с оптическими системами 1„ 2„ 3 и 4, лазер

5 с оптической системой полупрозрачное зеркало 6, дисковый моцулятор

7, корпус 8 и обособл".ê!!ûé электронный блок 9, включаг !ий анализатор сиг-.3- налов, датчик ppeMe!!è, блок питания и ЭВМ, Модулятор 7 выполнен в вице тонкой пластины с0 светоотражающими плоскими поверхностями, при-!ем коэффициенты

40 отражения этих светоотражающих по- . верхностей существспнс отг!ичаются один от другого.

Лазер 5 с оптической системой, 45 полупрозрачное зеркало б и первый фотоприемник 1 с опти-!ес кой систе-мой последовательно размецены на оптической оси 10 лазера 5, Полупрозрачное зеркало 6 расположено под углом к оптической оси 10 лазера 5, причем

50 по обе его стороны размещены второй и третий фотоприемники 2и " с оптическими системами. Напротив модулятора

7 в стороне от опти.-!eñêoé оси 10 лазера 5 между полупрозрачным зеркалом

6 и первым фотоприемником f помещен четвертый фотоприемник 4. Фотоприемники 1, 2, 3 и 4 с оптическими систекотором угол его поворота равен ну.!но. По числу импульсов с максималь— ными,и минимальными амплитудами, вырабатываемых фотоприемником 3, опре— деляют скорость вращения. 1Io величине сигналов, вырабатываемых фотоприемниками 1 и 4, определяют угловые пара— метры объекта 15 в пределах оборота.

При этом пространственное разрешение внутри оборота повышается при использовании редуктора, соединяющего модулятор 7 с объектом 15. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1 мами, лазер 5 с оптической системой

t полупрозрачное зеркало 6 имодулятор

7 помещены в непрозрачный корпус 8, жестко фиксирующий положение деталей

1-6 и допускающий вращение модулятора 7. Фотоприемники 1, 2, 3, 4 и лазер

5 соединены электрическими проводами 11 с соответствующими клеммами электронного блока 9. Могут быть введены также дополнительные фотоприемники 12 и 13, ра.сположенные на окружности 14.

Устройство работает следующим образом.

Модулятор 7 крепят к контролируемому, валу или объекту 15 непосредственно или через редуктор, или другим способом. Модулятор " крепят на торце вала или другого объекта 15 по диаметру торца так, чтобы поверхность торца, перпендикулярная оси объекта

,5„ была перпендикулярна плоской поверхности экрана модулятора 7, причем ос.ь симметрии модулятора 7 должна совпадать с осью нала или объекта 15.

Корпус 8 устройства размещают над модулятором 7 и крепят к неподвижному основанию. Электричеокие провода 1 1 от фотоприемников 1, 2, 3 и 4, и лазера 5 соединяют с соответствующими клеммами электронного блока 9. Направляют луч 16 лазера 5 на полупрозрачное зеркало 6 и деля- его на два луча: 16а и 16б. Регулируют положение корпуса 8 устройства так, чтобы ось луча 16а проходила через точку пересечения осей симметрии -)KpBHH-ìîäóëÿòopa 7. Приводят модулятор 7 в исходное состояние, для чегo -"! о поворачивают до тех пор пока луч 1ба не отразится от светоотражающей поверхности модуля1688165 тора 7, например, с большим коэффици- емником 3 импульса также с максиентом отражения, в противоположном мальной амплитудой на разные промежутнаправлении, после чего отразится от ки времени. На основании анализа вреполупрозрачного зеркала 6 и не появит- менной последовательности импул1 сов, ся на фотоприемнике 3. Появление им5 * поступающих от фотоприемников 4 и 3, пульсного сигнала с максимальной электронный блок 9 выдае- информаамплитудой от фотоприемника 3 фикси- цию о направлении вращения вала или руется электронным блоком 9 как исходное состояние модулятора 7, при кото- 10 ДлЯ использованиЯ предлагаемого ром угол его поворота =О. далее при- устройства в качестве делительной водят вал или другой объект 15 во головки его дополняют несколькими вращение и регистрируют электронным (пя тым, шестым и т . p . ) фо топри емниблоком 9 .число полных полуоборотов по KBIIH 12 H I3 H T.Д, KQToPbIB РаэмеЩачислу импульсов с максимальными и ми- 1g ют под, нУжными Углами на направлЯюнимальными амплитудами, вырабатывае- щей окружности 14. Каждый из дополмых фотоприемником 3. Вращение моду- нительных фотопРиемников выставлЯют лятора 7 происходит под воздействием на направляющей окружности так, чтобы вращения вала, редуктора или другого при повороте вала 15 на заданный объекта 15 и модулирует интенсивность 20 угол, когда отраженный модулятором 7 части луча 16а, достигающей первого луч попадает в соответствующий фотофотоприемника 1 (луч 16в) . В резуль- приемник, он вырабатывал сигнал на тате этого фотоприемник 1 вырабатыва- прекращение вращения или же ка преет сигнал I, который поступает на кращение вращения и выполнение следуэлектронный блок 9. Одновременно луч 25 ющей операции.

16б, принимаемый за опорный, поступа- ф о Р м у л а и з о б р е т е н и я ет на второй фотоприемник 2, который вырабатывает сигнал Х,,, также посту- 1 . Устройство для определения папаюший на электронный блок 9, Элек- раметров вращения вала, содержащее тронный блок 9 определяет. отношение 3О установленные в светонепроницаемом сигналов I/I, по которому на основа корпусе оптически согласованные иснии предварительно полученной градуи- точкик света, дисковый модулятор заУ ровочной функциональной зависимости крепленный на торце вала, и четыре

=f (I/Iz), заложенной в 3BN, он вы- фотоприемника, подключенных выходами дает значения дополнительного угла Р. через электронные блоки преобразова35

При этом использование редуктора ния сигналов к ЭВИ, о т л и ч а ю(не показан) позволяет повысить про- щ е е с я тем, что, с целью повышестранственное разрешение измерений ния точности, модулятор установлен в пределах оборота. вдоль оси вращения вала и выполнен с

Электронный блок 9 выдает значе- 4О двух сторон зеркальным с различными ние полного угла поворота. Кроме то- коэффициентами светоотражения сторон, го, используя датчик времени, элект- а источник света выполнен коллимироронный 6JIQK 9 выдает значение угловой ванным с выходной Bпертурой превыша9 скорости и ускорения вала или объекта ющей или равкой размеру модулятора

Э

1» при этом в устройство дополнительно

При некоторых фиксированных углах . введEp. "ветодели †.:ель, установленный поворота модулятора 7 луч 16а будет между модулятором и источником свеотражаться от его светоотражающей та, а первый фотоприемник установлен поверхности и падать на фотоприемник за модулятором напротив светоделите4 (луч 16г) . Расположение фотоприем- 5О ля„второй и третий фотоприемники ника 4 выбрано таким, чтобы в зависи- установлекы по разные стороны светомости от направления вращения вала делителя, а четвертый фотоприемник

15 импульс, вырабатываемый фотопри- азимутальнс сдвинут по отношению к емником 4, например, с большой ам- третьему фотоприемнику в плоскости плитудой (обусловленной коэффициен- вращения модулятора. том отражения светоотражающей поверх- ?. Устройство по п. 1, о т л и— ности модулятора 7, отражающей луч ч а ю щ е B "". я тем, что дополни16г при данном фиксированном угле), тельно содержит редуктор., зал котоотставал от вырабатываемого фотопри- рого соединен с исследуемым валом.